JP2001273886A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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- JP2001273886A JP2001273886A JP2000085736A JP2000085736A JP2001273886A JP 2001273886 A JP2001273886 A JP 2001273886A JP 2000085736 A JP2000085736 A JP 2000085736A JP 2000085736 A JP2000085736 A JP 2000085736A JP 2001273886 A JP2001273886 A JP 2001273886A
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- sealed lead
- fiber
- nonwoven fabric
- electrode plate
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】正極にエキスパンド格子を使用した密閉形鉛蓄
電池を長寿命化する。 【解決手段】エキスパンド格子1を用いた正極板5を、ガ
ラス繊維を20〜50質量%、ポリプロピレン樹脂繊維を50
〜80質量%含む混抄体で構成される２枚の不織布2で覆っ
た後、周囲を熱溶着して張り合わせ部4を形成する。そ
して、溶着時において、正極板5の集電体であるエキス
パンド格子1の展開方向と、前記不織布の繊維方向とが
同方向を向くようにして、熟成・乾燥する。
電池を長寿命化する。 【解決手段】エキスパンド格子1を用いた正極板5を、ガ
ラス繊維を20〜50質量%、ポリプロピレン樹脂繊維を50
〜80質量%含む混抄体で構成される２枚の不織布2で覆っ
た後、周囲を熱溶着して張り合わせ部4を形成する。そ
して、溶着時において、正極板5の集電体であるエキス
パンド格子1の展開方向と、前記不織布の繊維方向とが
同方向を向くようにして、熟成・乾燥する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池に
関するものである。
関するものである。
【０００２】 〔発明の詳細な説明〕
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池は安価で信頼性が高いと
いう特徴を有するため、停電時のバックアップ用電源と
して広く普及している。これらの密閉形鉛蓄電池の一般
的な用途は、通常はトリクル充電により満充電状態で待
機し、停電時に放電をするものである。これらの用途に
おける電池寿命の主な要因は、正極用集電体の変形によ
る内部抵抗の増加と活物質の剥離である。
いう特徴を有するため、停電時のバックアップ用電源と
して広く普及している。これらの密閉形鉛蓄電池の一般
的な用途は、通常はトリクル充電により満充電状態で待
機し、停電時に放電をするものである。これらの用途に
おける電池寿命の主な要因は、正極用集電体の変形によ
る内部抵抗の増加と活物質の剥離である。
【０００３】なお、従来から使用されてきた鋳造方式に
よる正極用集電体は、合金組成を最適化したり、集電体
形状の最適化により機械的強度を向上させることにより
変形を防止する手法が用いられている。
よる正極用集電体は、合金組成を最適化したり、集電体
形状の最適化により機械的強度を向上させることにより
変形を防止する手法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】最近、密閉形鉛蓄電池
の低コスト化が強く要求されている。鉛蓄電池用の集電
体としてエキスパンド格子を用いた場合には、鋳造格子
を用いた場合に比べて製造コストの低減が可能となる。
なお、エキスパンド格子は密閉形鉛蓄電池では主に、負
極用集電体として用いられてきた。そして、エキスパン
ド格子は液式の自動車用として用いられる場合を除い
て、密閉形鉛蓄電池の正極板の集電体として用いられて
いなかった。すなわち、エキスパンド格子は外周をささ
える骨がないため、トリクル充電中の格子の酸化腐食に
よる格子の変形が起こりやすく、短期間に短絡や容量低
下によって寿命となるためである。
の低コスト化が強く要求されている。鉛蓄電池用の集電
体としてエキスパンド格子を用いた場合には、鋳造格子
を用いた場合に比べて製造コストの低減が可能となる。
なお、エキスパンド格子は密閉形鉛蓄電池では主に、負
極用集電体として用いられてきた。そして、エキスパン
ド格子は液式の自動車用として用いられる場合を除い
て、密閉形鉛蓄電池の正極板の集電体として用いられて
いなかった。すなわち、エキスパンド格子は外周をささ
える骨がないため、トリクル充電中の格子の酸化腐食に
よる格子の変形が起こりやすく、短期間に短絡や容量低
下によって寿命となるためである。
【０００５】本発明の目的は、上記した問題点を解決す
るものであり、エキスパンド格子を正極板の集電体とし
て用い、且つ、長寿命な密閉形鉛蓄電池を提供すること
である。
るものであり、エキスパンド格子を正極板の集電体とし
て用い、且つ、長寿命な密閉形鉛蓄電池を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明はエキスパンド格子の耳部を残して袋状の
不織布で極板を包み込み、使用中における変形を防止す
るものである。すなわち、第一の発明は、集電体として
エキスパンド格子を正極板に用いた密閉形鉛蓄電池にお
いて、前記正極板は耳部を除き、セパレータとしてガラ
ス繊維と合成樹脂繊維との混抄体で構成される不織布の
張り合わせにより覆われていることを特徴とし、第二の
発明は、前記エキスパンド格子の展開方向と、前記不織
布の繊維方向とが略同一方向であることを特徴とし、第
三の発明は、前記不織布は、ガラス繊維を20〜50質量
%、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルのい
ずれかの合成樹脂繊維を50〜80質量%含む混抄体である
ことを特徴としている。
ため、本発明はエキスパンド格子の耳部を残して袋状の
不織布で極板を包み込み、使用中における変形を防止す
るものである。すなわち、第一の発明は、集電体として
エキスパンド格子を正極板に用いた密閉形鉛蓄電池にお
いて、前記正極板は耳部を除き、セパレータとしてガラ
ス繊維と合成樹脂繊維との混抄体で構成される不織布の
張り合わせにより覆われていることを特徴とし、第二の
発明は、前記エキスパンド格子の展開方向と、前記不織
布の繊維方向とが略同一方向であることを特徴とし、第
三の発明は、前記不織布は、ガラス繊維を20〜50質量
%、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルのい
ずれかの合成樹脂繊維を50〜80質量%含む混抄体である
ことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。本発明は、従来から使用している鉛−カルシウ
ム−錫合金からなるエキスパンド格子を、正極板及び負
極板の集電体として用いた。
明する。本発明は、従来から使用している鉛−カルシウ
ム−錫合金からなるエキスパンド格子を、正極板及び負
極板の集電体として用いた。
【０００８】（正極板の作成）正極用エキスパンド格子
は、カルシウムが0.09質量%、錫が1.2質量%、残部が鉛
からなる組成のシートを、エキスパンド方式で展開して
作製した。この集電体は、高さが70mm、厚みの最大値は
3.5mmの長尺物である。
は、カルシウムが0.09質量%、錫が1.2質量%、残部が鉛
からなる組成のシートを、エキスパンド方式で展開して
作製した。この集電体は、高さが70mm、厚みの最大値は
3.5mmの長尺物である。
【０００９】本発明の正極板の作製工程を図２に示す。
すなわち、一酸化鉛を主成分とする鉛粉に、水と希硫酸
とを加えて混練して正極用ペースト状活物質を作製す
る。この正極用のペースト状活物質を、上記したエキス
パンド格子に擦り切り充填した後、40mmの幅で切断す
る。
すなわち、一酸化鉛を主成分とする鉛粉に、水と希硫酸
とを加えて混練して正極用ペースト状活物質を作製す
る。この正極用のペースト状活物質を、上記したエキス
パンド格子に擦り切り充填した後、40mmの幅で切断す
る。
【００１０】本発明では、前記正極用ペースト状活部質
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが同一方向を向くように当接させ
た（図１）。そして、正極板5の耳部3を除く周囲の不織
布2がはみ出した部分に、190℃の熱板を約３秒間当てて
熱溶着し、張り合わせ部4を形成した後、40℃で熟成・
乾燥した。なお、この不織布は、後述するように繊維径
が1μｍのガラス繊維が20〜50質量%と、繊維径が1μｍ
のポリプロピレン樹脂繊維が50〜80質量%の混抄体で構
成されるものである。
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが同一方向を向くように当接させ
た（図１）。そして、正極板5の耳部3を除く周囲の不織
布2がはみ出した部分に、190℃の熱板を約３秒間当てて
熱溶着し、張り合わせ部4を形成した後、40℃で熟成・
乾燥した。なお、この不織布は、後述するように繊維径
が1μｍのガラス繊維が20〜50質量%と、繊維径が1μｍ
のポリプロピレン樹脂繊維が50〜80質量%の混抄体で構
成されるものである。
【００１１】（電池の製造）集電体としてエキスパンド
格子を用いている、従来から使用しているペースト式負
極板を用いた。なお、説明を簡潔にするために、負極板
の作製手順については省略する。上記した正極板３枚と
負極板４枚とを、従来の手法で積層して極板群を組み立
て、該極板群をＡＢＳ製の電槽に組込んで、電解液（希
硫酸）を注入した後に密閉、電槽化成して７Ａｈ−６Ｖ
の密閉形鉛蓄電池を完成させた。
格子を用いている、従来から使用しているペースト式負
極板を用いた。なお、説明を簡潔にするために、負極板
の作製手順については省略する。上記した正極板３枚と
負極板４枚とを、従来の手法で積層して極板群を組み立
て、該極板群をＡＢＳ製の電槽に組込んで、電解液（希
硫酸）を注入した後に密閉、電槽化成して７Ａｈ−６Ｖ
の密閉形鉛蓄電池を完成させた。
【００１２】（電池試験）上記した本発明品及び後述す
る各比較例の各電池について、以下の条件で初期放電時
間及び加速試験後の放電時間を測定した。 初期放電時間の測定 作製した電池を満充電した後、1.75A放電（25°C、放電
終止電圧：1.7V）して、初期の放電時間を測定した。 加速試験後の放電時間の測定 初期放電時間の測定後、60°Ｃの恒温槽中で2.275Vの一
定電圧で連続的にトリクル充電を行い、加速試験をし
た。そして、30日ごとに1.75A放電（25°C、放電終止電
圧：1.7V）して放電時間を測定し、放電容量が3.5Ah以
下になった時点を電池の寿命とした。
る各比較例の各電池について、以下の条件で初期放電時
間及び加速試験後の放電時間を測定した。 初期放電時間の測定 作製した電池を満充電した後、1.75A放電（25°C、放電
終止電圧：1.7V）して、初期の放電時間を測定した。 加速試験後の放電時間の測定 初期放電時間の測定後、60°Ｃの恒温槽中で2.275Vの一
定電圧で連続的にトリクル充電を行い、加速試験をし
た。そして、30日ごとに1.75A放電（25°C、放電終止電
圧：1.7V）して放電時間を測定し、放電容量が3.5Ah以
下になった時点を電池の寿命とした。
【００１３】
【実施例】（実施例１）前記正極用ペースト状活部質を
充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w60
×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが同一方向を向くように当接させ
た（図１）。そして、正極板5の耳部3を除く周囲の不織
布2の部分に、190℃の熱板を約３秒間当てて熱溶着し、
張り合わせ部4を形成した後、40℃で熟成・乾燥した。
なお、不織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維が50
質量%と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維が50
質量%から構成される混抄体を用いた。その他の密閉形
鉛蓄電池の作成方法や試験方法は上記したものである。
充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w60
×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが同一方向を向くように当接させ
た（図１）。そして、正極板5の耳部3を除く周囲の不織
布2の部分に、190℃の熱板を約３秒間当てて熱溶着し、
張り合わせ部4を形成した後、40℃で熟成・乾燥した。
なお、不織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維が50
質量%と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維が50
質量%から構成される混抄体を用いた。その他の密閉形
鉛蓄電池の作成方法や試験方法は上記したものである。
【００１４】（比較例１）前記正極用ペースト状活部質
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが垂直方向を向くように当接させ
た（図なし）。そして、正極板5の耳部3を除く周囲の不
織布2の部分に、190℃の熱板を約３秒間当てて熱溶着
し、張り合わせ部4を形成した後、40℃で熟成・乾燥し
た。なお、不織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維
が50質量%と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維
が50質量%から構成される混抄体を用いた。その他の密
閉形鉛蓄電池の作成方法や試験方法は上記したものであ
る。
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが垂直方向を向くように当接させ
た（図なし）。そして、正極板5の耳部3を除く周囲の不
織布2の部分に、190℃の熱板を約３秒間当てて熱溶着
し、張り合わせ部4を形成した後、40℃で熟成・乾燥し
た。なお、不織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維
が50質量%と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維
が50質量%から構成される混抄体を用いた。その他の密
閉形鉛蓄電池の作成方法や試験方法は上記したものであ
る。
【００１５】（比較例２）前記正極用ペースト状活部質
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが同一方向を向くように当接させ
た後、溶着しないで、40℃で熟成・乾燥した。なお、不
織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維が50質量%
と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維が50質量%
から構成される混抄体を用いた。その他の密閉形鉛蓄電
池の作成方法や試験方法は上記したものである。
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが同一方向を向くように当接させ
た後、溶着しないで、40℃で熟成・乾燥した。なお、不
織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維が50質量%
と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維が50質量%
から構成される混抄体を用いた。その他の密閉形鉛蓄電
池の作成方法や試験方法は上記したものである。
【００１６】（比較例３）前記正極用ペースト状活部質
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが垂直方向を向くように当接させ
た後、溶着しないで、40℃で熟成・乾燥した。なお、不
織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維が50質量%
と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維が50質量%
から構成される混抄体を用いた。その他の密閉形鉛蓄電
池の作成方法や試験方法は上記したものである。
を充填した正極板5の両面にセパレータとして、h90×w6
0×t1.2mmの２枚の不織布2を、その繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向とが垂直方向を向くように当接させ
た後、溶着しないで、40℃で熟成・乾燥した。なお、不
織布2として、繊維径が1μｍのガラス繊維が50質量%
と、繊維径が1μｍのポリプロピレン樹脂繊維が50質量%
から構成される混抄体を用いた。その他の密閉形鉛蓄電
池の作成方法や試験方法は上記したものである。
【００１７】表１に寿命試験をした結果を示す。本発明
品を用いると長寿命な密閉形鉛蓄電池を得ることができ
る。なお、エキスパンド格子は鉛シートに切れ目を付け
てた後、一方向に展開して作製している。そして、トリ
クル充電中において、展開方向に変形しやすいことが知
られている。したがって、本発明を用いることにより、
エキスパンド格子の展開方向に不織布の繊維方向が向い
ているため、この方向に変形しにくくなっており、その
結果、長寿命化できたものと考えられる。
品を用いると長寿命な密閉形鉛蓄電池を得ることができ
る。なお、エキスパンド格子は鉛シートに切れ目を付け
てた後、一方向に展開して作製している。そして、トリ
クル充電中において、展開方向に変形しやすいことが知
られている。したがって、本発明を用いることにより、
エキスパンド格子の展開方向に不織布の繊維方向が向い
ているため、この方向に変形しにくくなっており、その
結果、長寿命化できたものと考えられる。
【００１８】
【表１】
【００１９】（実施例２〜７、比較例２）表２に示すよ
うに、繊維径が1μｍのガラス繊維と、繊維径が1μｍの
ポリプロピレン樹脂繊維の混合比率を変えて混抄した不
織布2を用いた。そして、不織布2の繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向が同一方向を向くように当接した
後、前記した条件で溶着し、張り合わせ部分4を形成し
た（図１）。なお、ガラス繊維のみの不織布では熱溶着
ができないので、その場合の張り付けには、熱硬化性の
エポキシ樹脂接着剤で接着する手法を用いた。その他の
密閉形鉛蓄電池の作成方法や試験方法は、上記したもの
である。
うに、繊維径が1μｍのガラス繊維と、繊維径が1μｍの
ポリプロピレン樹脂繊維の混合比率を変えて混抄した不
織布2を用いた。そして、不織布2の繊維方向とエキスパ
ンド格子の展開方向が同一方向を向くように当接した
後、前記した条件で溶着し、張り合わせ部分4を形成し
た（図１）。なお、ガラス繊維のみの不織布では熱溶着
ができないので、その場合の張り付けには、熱硬化性の
エポキシ樹脂接着剤で接着する手法を用いた。その他の
密閉形鉛蓄電池の作成方法や試験方法は、上記したもの
である。
【００２０】表２に不織布中のガラス繊維及びポリプロ
ピレン樹脂繊維の質量比率と、密閉形鉛蓄電池の寿命と
の関係を示す。表２より、ポリプロピレン樹脂繊維が50
〜80質量%の範囲が長寿命となっている。ポリプロピレ
ン樹脂繊維の比率が80%を超えるものは電解液に濡れに
くいことや、ガラス繊維の比率が50%よりも多いものは
溶着されにくいため、表２に示されるような最適値を示
すものと考えられる。また、ガラス繊維のみによる不織
布では、電解液保持性は優れるものの、強度が不十分な
ため寿命が短いと考えられる。
ピレン樹脂繊維の質量比率と、密閉形鉛蓄電池の寿命と
の関係を示す。表２より、ポリプロピレン樹脂繊維が50
〜80質量%の範囲が長寿命となっている。ポリプロピレ
ン樹脂繊維の比率が80%を超えるものは電解液に濡れに
くいことや、ガラス繊維の比率が50%よりも多いものは
溶着されにくいため、表２に示されるような最適値を示
すものと考えられる。また、ガラス繊維のみによる不織
布では、電解液保持性は優れるものの、強度が不十分な
ため寿命が短いと考えられる。
【００２１】
【表２】
【００２２】本実施例では、不織布の一部にポリプロピ
レン樹脂を使用したが、耐酸性及び耐酸化性なポリエチ
レン樹脂やポリエステル樹脂の繊維を用いることもでき
る。また本実施例では、不織布の張り合わせに熱溶着方
式を用いたが、接着剤を用いた方法でも良い。
レン樹脂を使用したが、耐酸性及び耐酸化性なポリエチ
レン樹脂やポリエステル樹脂の繊維を用いることもでき
る。また本実施例では、不織布の張り合わせに熱溶着方
式を用いたが、接着剤を用いた方法でも良い。
【００２３】
【発明の効果】上述したように、本発明をエキスパンド
格子を用いている正極板に用いると、安価で長寿命な密
閉形鉛蓄電池を提供できる点で優れている。
格子を用いている正極板に用いると、安価で長寿命な密
閉形鉛蓄電池を提供できる点で優れている。
【図１】本発明に係わる正極板と不織布との当接方向で
ある。
ある。
【図２】本発明に係わる正極板の製造工程の概略図であ
る。
る。
1：エキスパンド格子、 2：不織布、 3：耳部、 4：張
り合わせ部、5：正極板
り合わせ部、5：正極板
Claims (3)
- 【請求項１】集電体としてエキスパンド格子を正極板に
用いた密閉形鉛蓄電池において、前記正極板は耳部を除
き、セパレータとしてガラス繊維と合成樹脂繊維との混
抄体で構成される不織布の張り合わせにより覆われてい
ることを特徴とする密閉形鉛蓄電池。 - 【請求項２】前記エキスパンド格子の展開方向と、前記
不織布の繊維方向とが略同一方向であることを特徴とす
る請求項１記載の密閉形鉛蓄電池。 - 【請求項３】前記不織布は、ガラス繊維を20〜50質量
%、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルのい
ずれかの合成樹脂繊維を50〜80質量%含む混抄体である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の密閉形鉛蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085736A JP2001273886A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085736A JP2001273886A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001273886A true JP2001273886A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18602016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000085736A Pending JP2001273886A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001273886A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003338273A (ja) * | 2002-05-21 | 2003-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池用セパレータおよびそれを用いた鉛蓄電池 |
| US8846252B2 (en) | 2009-02-26 | 2014-09-30 | Johnson Controls Technology Company | Battery electrode and method for manufacturing same |
| WO2015080150A1 (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ及び鉛蓄電池 |
| US10581046B2 (en) | 2008-12-18 | 2020-03-03 | Clarios Germany Gmbh & Co. Kgaa | Laminar textile material for a battery electrode |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000085736A patent/JP2001273886A/ja active Pending
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