JP2003100289A - 密閉式鉛蓄電池及びその使用方法 - Google Patents
密閉式鉛蓄電池及びその使用方法Info
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- JP2003100289A JP2003100289A JP2001292598A JP2001292598A JP2003100289A JP 2003100289 A JP2003100289 A JP 2003100289A JP 2001292598 A JP2001292598 A JP 2001292598A JP 2001292598 A JP2001292598 A JP 2001292598A JP 2003100289 A JP2003100289 A JP 2003100289A
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- electrode plate
- positive electrode
- sealed lead
- acid battery
- battery
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明が解決しようとする課題は、満充電状
態ではない状態、いわゆる中間充電状態で使用され、か
つ大きなエネルギーの入出力が高率の電流によって行わ
れるために非常に短寿命になってしまうという問題を除
去するため、エネルギー密度を向上させることによって
上記使用環境における長寿命な密閉式鉛蓄電池及びその
使用方法を提供することである。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明の密
閉式鉛蓄電池では、セル内での正極板、負極板及びセパ
レータの占める見掛け体積における単位体積当たりの正
極活物質質量が、９×１０5ｇ／ｍ3以上であることを特
徴とする。さらに、正極板および負極板の縦幅と横幅と
の比が、３以下であることを特徴とする。そして、本発
明の鉛蓄電池を３ＣＡ以上の電流で充電及び又は放電す
ることを特徴とする。
態ではない状態、いわゆる中間充電状態で使用され、か
つ大きなエネルギーの入出力が高率の電流によって行わ
れるために非常に短寿命になってしまうという問題を除
去するため、エネルギー密度を向上させることによって
上記使用環境における長寿命な密閉式鉛蓄電池及びその
使用方法を提供することである。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明の密
閉式鉛蓄電池では、セル内での正極板、負極板及びセパ
レータの占める見掛け体積における単位体積当たりの正
極活物質質量が、９×１０5ｇ／ｍ3以上であることを特
徴とする。さらに、正極板および負極板の縦幅と横幅と
の比が、３以下であることを特徴とする。そして、本発
明の鉛蓄電池を３ＣＡ以上の電流で充電及び又は放電す
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉式鉛蓄電池及
びその使用方法に関する。
びその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池の用途のひとつに自動車用があ
る。これは、セルモータを回転させるための電源や、車
内の各種電装品の電源、パワーステアリングなどの各種
アシスト装置の電源などの補機用として用いられてい
る。またこの用途では、比較的放電電気量が小さく、使
用中のほとんどの期間は充電期間のため、電池はほぼ満
充電状態で使用されている。
る。これは、セルモータを回転させるための電源や、車
内の各種電装品の電源、パワーステアリングなどの各種
アシスト装置の電源などの補機用として用いられてい
る。またこの用途では、比較的放電電気量が小さく、使
用中のほとんどの期間は充電期間のため、電池はほぼ満
充電状態で使用されている。
【０００３】現在、エンジンのアシスト用のモータを搭
載したハイブリッド電気自動車が市販されているが、こ
れの簡易型のものも検討されている。この簡易型ハイブ
リッド電気自動車は、アイドリング・ストップ機構と車
が動き出す時だけ電気モーターを使う単純な仕組みを採
用したものであり、３６Ｖの鉛蓄電池を使用している。
この用途では、従来の自動車用鉛蓄電池と比べて、非常
に放電量が大きく、また放電頻度も多いため、長寿命タ
イプの密閉式鉛蓄電池を採用している。
載したハイブリッド電気自動車が市販されているが、こ
れの簡易型のものも検討されている。この簡易型ハイブ
リッド電気自動車は、アイドリング・ストップ機構と車
が動き出す時だけ電気モーターを使う単純な仕組みを採
用したものであり、３６Ｖの鉛蓄電池を使用している。
この用途では、従来の自動車用鉛蓄電池と比べて、非常
に放電量が大きく、また放電頻度も多いため、長寿命タ
イプの密閉式鉛蓄電池を採用している。
【０００４】上記密閉式鉛蓄電池は、ブレーキ時のエネ
ルギーを電気量として蓄える回生充電を行うために、満
充電状態ではない状態、いわゆる中間充電状態で使用さ
れている。一定の中間充電状態に制御するために、放電
電気量と充電電気量をバランスさせている。このときハ
イブリッド電気自動車では、使用頻度が多く、早急に所
定の充電状態（ＳＯＣ）にする必要があることと、ハイ
ブリッド電気自動車において、長時間の充電は燃費の低
下を招くことから、非常に大きな電流で充電を行ってい
る。
ルギーを電気量として蓄える回生充電を行うために、満
充電状態ではない状態、いわゆる中間充電状態で使用さ
れている。一定の中間充電状態に制御するために、放電
電気量と充電電気量をバランスさせている。このときハ
イブリッド電気自動車では、使用頻度が多く、早急に所
定の充電状態（ＳＯＣ）にする必要があることと、ハイ
ブリッド電気自動車において、長時間の充電は燃費の低
下を招くことから、非常に大きな電流で充電を行ってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記使用条件
において、従来の電池を用いた場合、大きなエネルギー
の入出力が高率の電流によって行われるために非常に短
寿命になってしまうという問題があった。
において、従来の電池を用いた場合、大きなエネルギー
の入出力が高率の電流によって行われるために非常に短
寿命になってしまうという問題があった。
【０００６】本発明の課題は、上記問題を除去するもの
であり、エネルギー密度を向上させることによって上記
使用環境における長寿命な密閉式鉛蓄電池及びその使用
方法を提供するものである。
であり、エネルギー密度を向上させることによって上記
使用環境における長寿命な密閉式鉛蓄電池及びその使用
方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決する手段】上記課題を解決するため、請求
項１に記載の発明の密閉式鉛蓄電池では、セル内での正
極板、負極板及びセパレータの占める見掛け体積におけ
る単位体積当たりの正極活物質質量が、９×１０5ｇ／
ｍ3以上であることを特徴とする。
項１に記載の発明の密閉式鉛蓄電池では、セル内での正
極板、負極板及びセパレータの占める見掛け体積におけ
る単位体積当たりの正極活物質質量が、９×１０5ｇ／
ｍ3以上であることを特徴とする。
【０００８】次に、請求項２に記載の発明の密閉式鉛蓄
電池では、請求項１に記載の発明の鉛蓄電池において、
正極板および負極板の縦幅と横幅との比が、３以下であ
ることを特徴とする。
電池では、請求項１に記載の発明の鉛蓄電池において、
正極板および負極板の縦幅と横幅との比が、３以下であ
ることを特徴とする。
【０００９】そして、請求項３に記載の発明の密閉式鉛
蓄電池の使用方法では、請求項１又は２に記載の発明の
鉛蓄電池を３ＣＡ以上の電流で充電及び又は放電するこ
とを特徴とする。
蓄電池の使用方法では、請求項１又は２に記載の発明の
鉛蓄電池を３ＣＡ以上の電流で充電及び又は放電するこ
とを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】密閉式鉛蓄電池のセル内での正極
板、負極板及びセパレータの占める見掛け体積（但し、
極板の耳部を除く）における単位体積当たりの正極活物
質質量を、９×１０5ｇ／ｍ3以上にすることにより、大
きなエネルギーの入出力に対する耐久力を持たせ、また
さらに正極板および負極板の縦幅と横幅との比を、３以
下にすることにより、極板の電気抵抗を小さくして大電
流の入出力においても極板内の反応を均一にすることが
できる。上記のような構成とすることによって、３ＣＡ
（Ｃは、５時間率容量をＡｈで表した数値）以上の電流
で充電及び又は放電される使用条件においても長寿命の
密閉式鉛蓄電池を提供することができる。また、満充電
状態ではない状態で使用されても、同様の効果が得られ
る。
板、負極板及びセパレータの占める見掛け体積（但し、
極板の耳部を除く）における単位体積当たりの正極活物
質質量を、９×１０5ｇ／ｍ3以上にすることにより、大
きなエネルギーの入出力に対する耐久力を持たせ、また
さらに正極板および負極板の縦幅と横幅との比を、３以
下にすることにより、極板の電気抵抗を小さくして大電
流の入出力においても極板内の反応を均一にすることが
できる。上記のような構成とすることによって、３ＣＡ
（Ｃは、５時間率容量をＡｈで表した数値）以上の電流
で充電及び又は放電される使用条件においても長寿命の
密閉式鉛蓄電池を提供することができる。また、満充電
状態ではない状態で使用されても、同様の効果が得られ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。
【００１２】未化成の正極板および負極板を、セパレー
タを介して積層し、同極性の極板同士をストラップによ
って接続してエレメントを作製し、これを電槽の各セル
に挿入するとともにセル間を隔壁を介して抵抗溶接し、
未化成の４Ｖ電池とした。次に、通常の化成を行った。
タを介して積層し、同極性の極板同士をストラップによ
って接続してエレメントを作製し、これを電槽の各セル
に挿入するとともにセル間を隔壁を介して抵抗溶接し、
未化成の４Ｖ電池とした。次に、通常の化成を行った。
【００１３】このとき各セル内での正極板、負極板及び
セパレータの占める見掛け体積における単位容積当たり
の化成後の正極活物質質量が、７．９×１０5ｇ／ｍ3、
８．４×１０5ｇ／ｍ3、８．７×１０5 ｇ／ｍ3、９．
２×１０5ｇ／ｍ3、１０．３×１０5ｇ／ｍ3となるよう
に作製した。さらに、正極板および負極板の縦／横比が
０．５、１．０、２．０、３．０、及び４．０のものを
作製した。なお本実施例において、いずれの電池でも正
極板体積を同等になるようにし、各セル内での正極板、
負極板及びセパレータの占める見掛け体積における単位
容積 当たりの化成後の正極活物質質量は、正極活物質
の密度を変えて調整した。
セパレータの占める見掛け体積における単位容積当たり
の化成後の正極活物質質量が、７．９×１０5ｇ／ｍ3、
８．４×１０5ｇ／ｍ3、８．７×１０5 ｇ／ｍ3、９．
２×１０5ｇ／ｍ3、１０．３×１０5ｇ／ｍ3となるよう
に作製した。さらに、正極板および負極板の縦／横比が
０．５、１．０、２．０、３．０、及び４．０のものを
作製した。なお本実施例において、いずれの電池でも正
極板体積を同等になるようにし、各セル内での正極板、
負極板及びセパレータの占める見掛け体積における単位
容積 当たりの化成後の正極活物質質量は、正極活物質
の密度を変えて調整した。
【００１４】また、負極板は、いずれの電池でも同じ通
常のもの（各セル内での正極板、負極板及びセパレータ
の占める見掛け体積における単位容積当たりの化成後の
負極活物質質量が、７．８×１０5ｇ／ｍ3）を使用し
た。セルの例の模式図を図１および図２に示す。
常のもの（各セル内での正極板、負極板及びセパレータ
の占める見掛け体積における単位容積当たりの化成後の
負極活物質質量が、７．８×１０5ｇ／ｍ3）を使用し
た。セルの例の模式図を図１および図２に示す。
【００１５】上記電池を用いて、雰囲気温度４０℃にお
いて、図３に示すサイクル寿命試験を行った。なお、充
電状態（ＳＯＣ）は７０％とし、サイクル試験中の充電
の打ち切り条件は、サイクル試験中の放電電気量の１０
０％の電気量とした。また、均等充電は１０００サイク
ル毎に行った。
いて、図３に示すサイクル寿命試験を行った。なお、充
電状態（ＳＯＣ）は７０％とし、サイクル試験中の充電
の打ち切り条件は、サイクル試験中の放電電気量の１０
０％の電気量とした。また、均等充電は１０００サイク
ル毎に行った。
【００１６】極板の縦／横比が１．０、かつ正極活物質
密度が１０．３×１０5ｇ／m3のものを１として、寿命
サイクル数比を比較した結果を図４および図５に示す。
密度が１０．３×１０5ｇ／m3のものを１として、寿命
サイクル数比を比較した結果を図４および図５に示す。
【００１７】図より、各セル内側の単位容積当たりの正
極活物質重量が、９×１０5ｇ／ｍ3未満では寿命サイク
ル数の低下が大きいことが分かった。これは、大きなエ
ネルギーの入出力が行われたことが原因だと考えられ
る。このことから、９×１０5ｇ／m3以上のエネルギー
密度にすべきであることが分かった。
極活物質重量が、９×１０5ｇ／ｍ3未満では寿命サイク
ル数の低下が大きいことが分かった。これは、大きなエ
ネルギーの入出力が行われたことが原因だと考えられ
る。このことから、９×１０5ｇ／m3以上のエネルギー
密度にすべきであることが分かった。
【００１８】また、極板の縦／横比が３．０を越えると
寿命サイクル数の低下が大きいことが分かった。縦／横
比が大きいものほど、極板の耳付近の正極活物質軟化が
激しかったことから、この原因は、極板内での反応分布
の不均一であると考えられる。すなわち極板耳付近の活
物質の方が耳から遠い位置の活物質よりも利用率が高か
ったと考えられる。また、充放電電流が非常に高率であ
ることによって、この不均一は助長されたと考えられ
る。このことから縦／横比は３．０以下にすべきである
ことが分かった。
寿命サイクル数の低下が大きいことが分かった。縦／横
比が大きいものほど、極板の耳付近の正極活物質軟化が
激しかったことから、この原因は、極板内での反応分布
の不均一であると考えられる。すなわち極板耳付近の活
物質の方が耳から遠い位置の活物質よりも利用率が高か
ったと考えられる。また、充放電電流が非常に高率であ
ることによって、この不均一は助長されたと考えられ
る。このことから縦／横比は３．０以下にすべきである
ことが分かった。
【００１９】なお、本実施例における試験条件は最大３
ＣＡであったが、３ＣＡ以上の電流の充放電の場合で
も、同様の結果が得られるので、本発明の密閉式鉛蓄電
池は、３ＣＡ以上の電流の充放電が含まれる場合も同様
の効果をもつものと考えられる。
ＣＡであったが、３ＣＡ以上の電流の充放電の場合で
も、同様の結果が得られるので、本発明の密閉式鉛蓄電
池は、３ＣＡ以上の電流の充放電が含まれる場合も同様
の効果をもつものと考えられる。
【００２０】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、大き
なエネルギーの入出力が高率の電流によって行われる使
用条件において長寿命の密閉式鉛蓄電池を提供すること
ができる。
なエネルギーの入出力が高率の電流によって行われる使
用条件において長寿命の密閉式鉛蓄電池を提供すること
ができる。
【図１】本発明の実施例を示すセルの模式図（極板縦／
横比＝２．０）
横比＝２．０）
【図２】本発明の他の実施例を示すセルの模式図（極板
縦／横比＝０．５）
縦／横比＝０．５）
【図３】サイクル試験の充放電および均等充電のパター
ンを示す模式図
ンを示す模式図
【図４】セル内での正極板、負極板及びセパレータの占
める見掛け体積における単位体積当たりの正極活物質質
量と寿命サイクル数比との関係を示す図
める見掛け体積における単位体積当たりの正極活物質質
量と寿命サイクル数比との関係を示す図
【図５】極板の縦／横比と寿命サイクル数比との関係を
示す図
示す図
Claims (3)
- 【請求項１】セル内での正極板、負極板及びセパレータ
の占める見掛け体積における単位体積当たりの正極活物
質質量が、９×１０5ｇ／ｍ3以上であることを特徴とす
る密閉式鉛蓄電池。 - 【請求項２】正極板および負極板の縦幅と横幅との比
が、３以下であることを特徴とする請求項１に記載の密
閉式鉛蓄電池。 - 【請求項３】前記密閉式鉛蓄電池を３ＣＡ以上の電流で
充電及び又は放電することを特徴とする請求項１又は２
に記載の密閉式鉛蓄電池の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001292598A JP2003100289A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 密閉式鉛蓄電池及びその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001292598A JP2003100289A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 密閉式鉛蓄電池及びその使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100289A true JP2003100289A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19114528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001292598A Pending JP2003100289A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 密閉式鉛蓄電池及びその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003100289A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100377412C (zh) * | 2005-05-13 | 2008-03-26 | 陈有孝 | 12-tk(m)-220型坦克车用高能量干荷式密封免维护铅酸蓄电池 |
| JP2016001618A (ja) * | 2011-10-18 | 2016-01-07 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| US10084208B2 (en) | 2014-12-18 | 2018-09-25 | Gs Yuasa International Ltd. | Lead-acid battery |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001292598A patent/JP2003100289A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100377412C (zh) * | 2005-05-13 | 2008-03-26 | 陈有孝 | 12-tk(m)-220型坦克车用高能量干荷式密封免维护铅酸蓄电池 |
| JP2016001618A (ja) * | 2011-10-18 | 2016-01-07 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| JP2017126587A (ja) * | 2011-10-18 | 2017-07-20 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
| US10084208B2 (en) | 2014-12-18 | 2018-09-25 | Gs Yuasa International Ltd. | Lead-acid battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051108 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20051109 |