JP2003123744A - 制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents
制御弁式鉛蓄電池Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量で高率放電特性の優れた制御弁式鉛蓄電
池を提供する。 【解決手段】 鉛粉と希硫酸等とを混練して負極用ペー
スト状活物質を作成した後、前記鉛粉に対して、平均繊
維径が１０μｍ以上の中空のポリエステル繊維を０．２
〜２質量％添加し、再び混練して本発明に係わる負極用
ペースト状活物質を作成する。そして、作成した中空繊
維を含む負極用ペースト状活物質を、鉛合金製の格子体
に充填し、熟成・乾燥させてペースト式負極板を作成
し、該ペースト式負極板を用いて制御弁式鉛蓄電池を製
造する。
池を提供する。 【解決手段】 鉛粉と希硫酸等とを混練して負極用ペー
スト状活物質を作成した後、前記鉛粉に対して、平均繊
維径が１０μｍ以上の中空のポリエステル繊維を０．２
〜２質量％添加し、再び混練して本発明に係わる負極用
ペースト状活物質を作成する。そして、作成した中空繊
維を含む負極用ペースト状活物質を、鉛合金製の格子体
に充填し、熟成・乾燥させてペースト式負極板を作成
し、該ペースト式負極板を用いて制御弁式鉛蓄電池を製
造する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、制御弁式鉛蓄電池
の軽量化及び高率放電特性の向上に関するものである。
の軽量化及び高率放電特性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】制御弁式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に、無停電電源装置や自動車用
バッテリーなどに広く使用されている。
という特徴を有するために、無停電電源装置や自動車用
バッテリーなどに広く使用されている。
【０００３】最近、これらに用いられる制御弁式鉛蓄電
池の軽量化及び高率放電特性の向上が強く要求されてい
る。制御弁式鉛蓄電池を軽量化するには、負極板に用い
られている活物質の利用率を高くすることによって、負
極活物質の質量を低減する手法が有効である。
池の軽量化及び高率放電特性の向上が強く要求されてい
る。制御弁式鉛蓄電池を軽量化するには、負極板に用い
られている活物質の利用率を高くすることによって、負
極活物質の質量を低減する手法が有効である。
【０００４】制御弁式鉛蓄電池に用いるペースト式負極
板は、集電体として鉛合金製の格子体を用いている。そ
して、鉛粉を主成分とし、特開平１１−３２９４２０号
公報などで開示されているようなポリエステル繊維と希
硫酸等を混練してペースト状活物質を作製し、該ペース
ト状活物質を前記鉛合金製の格子体に塗着し、熟成・乾
燥してペースト式負極板を作製するのが一般的である。
板は、集電体として鉛合金製の格子体を用いている。そ
して、鉛粉を主成分とし、特開平１１−３２９４２０号
公報などで開示されているようなポリエステル繊維と希
硫酸等を混練してペースト状活物質を作製し、該ペース
ト状活物質を前記鉛合金製の格子体に塗着し、熟成・乾
燥してペースト式負極板を作製するのが一般的である。
【０００５】なお、上記したポリエステル繊維などをペ
ースト状活物質に添加することによって、それらの繊維
の周囲は、希硫酸電解液で浸された状態となる。そし
て、ペースト式負極板の活物質層内に希硫酸電解液を多
く保持することが可能となり、その結果、負極活物質の
利用率を高くすることができるため、制御弁式鉛蓄電池
の軽量化や高率放電特性向上に有効であることも知られ
ている。
ースト状活物質に添加することによって、それらの繊維
の周囲は、希硫酸電解液で浸された状態となる。そし
て、ペースト式負極板の活物質層内に希硫酸電解液を多
く保持することが可能となり、その結果、負極活物質の
利用率を高くすることができるため、制御弁式鉛蓄電池
の軽量化や高率放電特性向上に有効であることも知られ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御弁
式鉛蓄電池の軽量化及び高率放電特性向上の要求は、ま
すます強くなっている。そして、上記した従来のポリエ
ステル繊維などをペースト状活物質に添加するのみで
は、満足できるような制御弁式鉛蓄電池の軽量化や高率
放電特性の向上が達成できないのが現状である。
式鉛蓄電池の軽量化及び高率放電特性向上の要求は、ま
すます強くなっている。そして、上記した従来のポリエ
ステル繊維などをペースト状活物質に添加するのみで
は、満足できるような制御弁式鉛蓄電池の軽量化や高率
放電特性の向上が達成できないのが現状である。
【０００７】上記したような課題に鑑みて、本発明の目
的は、ペースト式負極板を改良することによって、軽量
で高率放電特性の優れた制御弁式鉛蓄電池を提供するこ
とである。
的は、ペースト式負極板を改良することによって、軽量
で高率放電特性の優れた制御弁式鉛蓄電池を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、負極用として用いられているペース
ト状活物質に、中空のポリエステル繊維を含有させるこ
とによって、軽量で高率放電特性の優れた制御弁式鉛蓄
電池を提供することである。
ために、本発明は、負極用として用いられているペース
ト状活物質に、中空のポリエステル繊維を含有させるこ
とによって、軽量で高率放電特性の優れた制御弁式鉛蓄
電池を提供することである。
【０００９】すなわち、請求項１の発明は、鉛粉を主成
分とする負極用ペースト状活物質を、鉛合金製の格子体
に充填して作製するペースト式負極板を用いる制御弁式
鉛蓄電池であって、前記ペースト式負極板は、中空のポ
リエステル繊維を含有するものであることを特徴として
いる。本発明に係わるペースト式負極板は、活物質層に
中空のポリエステル繊維を含有しているため、その中空
部分に高率放電特性の向上に有効な希硫酸電解液を保持
することができる。
分とする負極用ペースト状活物質を、鉛合金製の格子体
に充填して作製するペースト式負極板を用いる制御弁式
鉛蓄電池であって、前記ペースト式負極板は、中空のポ
リエステル繊維を含有するものであることを特徴として
いる。本発明に係わるペースト式負極板は、活物質層に
中空のポリエステル繊維を含有しているため、その中空
部分に高率放電特性の向上に有効な希硫酸電解液を保持
することができる。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１のペースト式
負極板には、繊維径が１０μｍ以上の中空のポリエステ
ル繊維を、０．２〜２．０質量％含有するものであるこ
とを特徴としている。
負極板には、繊維径が１０μｍ以上の中空のポリエステ
ル繊維を、０．２〜２．０質量％含有するものであるこ
とを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１２】１．負極用ペースト状活物質の作製
一酸化鉛を７０〜８０質量％含む鉛粉を３ｋｇ、該鉛粉
の質量に対して、それぞれリグニン粉末を０．２質量
％、硫酸バリウム粉末を０．１５質量％、濃度が３５質
量％の希硫酸を１７３ｍｌ、及び、適量の水とを加えて
混練し、従来から使用している負極用ペースト状活物質
を作製した。
の質量に対して、それぞれリグニン粉末を０．２質量
％、硫酸バリウム粉末を０．１５質量％、濃度が３５質
量％の希硫酸を１７３ｍｌ、及び、適量の水とを加えて
混練し、従来から使用している負極用ペースト状活物質
を作製した。
【００１３】本発明に係わる負極用ペースト状活物質
は、後述するように、前記した負極用ペースト状活物質
に、中空のポリエステル繊維を添加した後に、再び混練
して作製するものである。
は、後述するように、前記した負極用ペースト状活物質
に、中空のポリエステル繊維を添加した後に、再び混練
して作製するものである。
【００１４】そして、ＪＩＳ規格の針入度測定装置（離
合社製）を用いて、負極用ペースト状活物質について針
入度を測定する。そして、必要に応じて適量の水を添加
することによって、負極用ペースト状活物質の針入度
を、鉛合金製の格子体に塗着が容易な８０〜１２０ｍｍ
−１の範囲に調整した。
合社製）を用いて、負極用ペースト状活物質について針
入度を測定する。そして、必要に応じて適量の水を添加
することによって、負極用ペースト状活物質の針入度
を、鉛合金製の格子体に塗着が容易な８０〜１２０ｍｍ
−１の範囲に調整した。
【００１５】２．制御弁式鉛蓄電池の作製
前記した手法で作製した負極用ペースト状活物質を、集
電体として従来から使用しているw１２８ｍｍ × 1１４
０ｍｍ × t２．０ｍｍの鉛−カルシウム合金製の格子
体に充填し、４０℃、相対湿度が９８％の大気中で２４
ｈ放置して熟成した後、７２ｈの乾燥をさせて未化成の
ペースト式負極板を作製した。一方、正極板としては、
従来から使用しているペースト式正極板を用いた。
電体として従来から使用しているw１２８ｍｍ × 1１４
０ｍｍ × t２．０ｍｍの鉛−カルシウム合金製の格子
体に充填し、４０℃、相対湿度が９８％の大気中で２４
ｈ放置して熟成した後、７２ｈの乾燥をさせて未化成の
ペースト式負極板を作製した。一方、正極板としては、
従来から使用しているペースト式正極板を用いた。
【００１６】上記したペースト式負極板が３枚と、ペー
スト式正極板が２枚とを、ガラス繊維製のリテーナを介
して積層し、溶接して極板群を組み立てた後、該極板群
をＡＢＳ製の電槽に組み込み、比重が１．２１（２０
℃）の希硫酸電解液を注入する。
スト式正極板が２枚とを、ガラス繊維製のリテーナを介
して積層し、溶接して極板群を組み立てた後、該極板群
をＡＢＳ製の電槽に組み込み、比重が１．２１（２０
℃）の希硫酸電解液を注入する。
【００１７】その後、充電量が２５０％、化成時間が８
８時間、周囲温度が６０℃の条件で電槽化成をして、公
称容量が２Ｖ−４０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を作製し
た。
８時間、周囲温度が６０℃の条件で電槽化成をして、公
称容量が２Ｖ−４０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を作製し
た。
【００１８】３．制御弁式鉛蓄電池の放電容量試験
前記電槽化成をした制御弁式鉛蓄電池は、２５℃、４Ａ
（０．１ＣＡ）で放電（放電終止電圧：１．８Ｖ）し
て、初期の放電容量を測定し、放電容量に異常がないこ
とを確認する。
（０．１ＣＡ）で放電（放電終止電圧：１．８Ｖ）し
て、初期の放電容量を測定し、放電容量に異常がないこ
とを確認する。
【００１９】そして、この制御弁式鉛蓄電池を解体して
正極板が２枚、負極板が１枚の構成要素とする、負極板
容量が支配する制御弁式鉛蓄電池に組み直して、該負極
板の放電容量を測定して負極活物質の利用率を求める実
験を行った。
正極板が２枚、負極板が１枚の構成要素とする、負極板
容量が支配する制御弁式鉛蓄電池に組み直して、該負極
板の放電容量を測定して負極活物質の利用率を求める実
験を行った。
【００２０】すなわち、２５℃の雰囲気のもとで、１Ａ
（０．０５ＣＡ）の電流値で、放電容量に対して１２０
％を充電した後、２０Ａ（１ＣＡ）の電流値で放電（放
電終止電圧：１．６Ｖ）して、放電容量を測定すること
を計４サイクル行う。そして、放電容量が安定する４サ
イクル目の放電容量と、その後に解体して測定されるペ
ースト式負極板に含まれる活物質量との関係から、負極
活物質の利用率を求めた。
（０．０５ＣＡ）の電流値で、放電容量に対して１２０
％を充電した後、２０Ａ（１ＣＡ）の電流値で放電（放
電終止電圧：１．６Ｖ）して、放電容量を測定すること
を計４サイクル行う。そして、放電容量が安定する４サ
イクル目の放電容量と、その後に解体して測定されるペ
ースト式負極板に含まれる活物質量との関係から、負極
活物質の利用率を求めた。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明に係わる負極用ペースト状活
物質の作製方法等について詳細に説明する。
物質の作製方法等について詳細に説明する。
【００２２】（実施例１〜３）表１に示すように平均繊
維径が、それぞれ５μｍ、１０μｍ、１５μｍの３種類
のポリエステル製の中空繊維（商品名：ミクロバリア
ー、帝人製、以下において中空繊維Ａと呼ぶ。）を用い
た。前記中空繊維Ａを、従来から使用している負極用ペ
ースト状活物質に、それぞれ鉛粉に対して１質量％含有
させた後に、再び混練して、本発明に係わる負極用ペー
スト状活物質を作製した。
維径が、それぞれ５μｍ、１０μｍ、１５μｍの３種類
のポリエステル製の中空繊維（商品名：ミクロバリア
ー、帝人製、以下において中空繊維Ａと呼ぶ。）を用い
た。前記中空繊維Ａを、従来から使用している負極用ペ
ースト状活物質に、それぞれ鉛粉に対して１質量％含有
させた後に、再び混練して、本発明に係わる負極用ペー
スト状活物質を作製した。
【００２３】そして、本発明に係わる中空繊維Ａを含む
負極用ペースト状活物質を用い、上記した手法でペース
ト式負極板、及び、それを用いた制御弁式鉛蓄電池を作
製して、負極活物質の利用率と放電容量とを測定した。
負極用ペースト状活物質を用い、上記した手法でペース
ト式負極板、及び、それを用いた制御弁式鉛蓄電池を作
製して、負極活物質の利用率と放電容量とを測定した。
【００２４】（比較例１）比較例１として、従来から使
用している、平均繊維径が２０μｍのポリエステル繊維
（商品名：東レテトロン、東レ製、以下において従来繊
維と呼ぶ。）を用いた。前記従来繊維を、上記した従来
から使用している負極用ペースト状活物質に、それぞれ
鉛粉に対して１質量％含有させた後に、再び混練して負
極用ペースト状活物質を作製した。
用している、平均繊維径が２０μｍのポリエステル繊維
（商品名：東レテトロン、東レ製、以下において従来繊
維と呼ぶ。）を用いた。前記従来繊維を、上記した従来
から使用している負極用ペースト状活物質に、それぞれ
鉛粉に対して１質量％含有させた後に、再び混練して負
極用ペースト状活物質を作製した。
【００２５】そして、従来繊維を含む負極用ペースト状
活物質を用い、上記した手法でペースト式負極板、及
び、それを用いた制御弁式鉛蓄電池を作製して、負極活
物質の利用率と放電容量とを測定した。
活物質を用い、上記した手法でペースト式負極板、及
び、それを用いた制御弁式鉛蓄電池を作製して、負極活
物質の利用率と放電容量とを測定した。
【００２６】表１に、上記したそれぞれの制御弁式鉛蓄
電池について、負極活物質の質量、利用率及び放電容量
を測定した結果を示す。本発明に係わる中空繊維Ａを用
いると高率放電特性が向上している。さらに好ましく
は、平均繊維径が１０μｍ以上の中空繊維Ａを用いる
と、負極活部物質の質量を減らして軽量化できるととも
に、高率放電特性を大幅に向上させることができる。
電池について、負極活物質の質量、利用率及び放電容量
を測定した結果を示す。本発明に係わる中空繊維Ａを用
いると高率放電特性が向上している。さらに好ましく
は、平均繊維径が１０μｍ以上の中空繊維Ａを用いる
と、負極活部物質の質量を減らして軽量化できるととも
に、高率放電特性を大幅に向上させることができる。
【００２７】本発明に係わるペースト式負極板は、活物
質層に中空のポリエステル繊維を含有しているため、そ
の繊維の中空部分に希硫酸電解液を保持することがで
き、その結果、高率放電特性が向上したものと考えられ
る。
質層に中空のポリエステル繊維を含有しているため、そ
の繊維の中空部分に希硫酸電解液を保持することがで
き、その結果、高率放電特性が向上したものと考えられ
る。
【００２８】なお、上記した実施例では中空繊維Ａの添
加量として１質量％としたが、０．２〜２質量％の添加
でも、ほぼ同様の良好な結果を示した。
加量として１質量％としたが、０．２〜２質量％の添加
でも、ほぼ同様の良好な結果を示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】（実施例４〜３）表２に示すように平均繊
維径が、それぞれ０．５μｍ、１μｍ、２μｍのポリエ
ステル製の中空繊維Ｂ（商品名：トレシー繊維、東レ
製、以下において中空繊維Ｂと呼ぶ。）を用いた。前記
中空繊維Ｂを、従来から使用している負極用ペースト状
活物質に、それぞれ鉛粉に対して１質量％含有させた後
に、再び混練して、本発明に係わる負極用ペースト状活
物質を作製した。
維径が、それぞれ０．５μｍ、１μｍ、２μｍのポリエ
ステル製の中空繊維Ｂ（商品名：トレシー繊維、東レ
製、以下において中空繊維Ｂと呼ぶ。）を用いた。前記
中空繊維Ｂを、従来から使用している負極用ペースト状
活物質に、それぞれ鉛粉に対して１質量％含有させた後
に、再び混練して、本発明に係わる負極用ペースト状活
物質を作製した。
【００３１】そして、本発明に係わる中空繊維Ｂを含む
負極用ペースト状活物質を用い、上記した手法でペース
ト式負極板、及び、それを用いた制御弁式鉛蓄電池を作
製して、負極活物質の利用率と放電容量とを測定した。
負極用ペースト状活物質を用い、上記した手法でペース
ト式負極板、及び、それを用いた制御弁式鉛蓄電池を作
製して、負極活物質の利用率と放電容量とを測定した。
【００３２】表２に、上記したそれぞれについて、負極
活物質の質量、利用率及び放電容量を測定した結果を示
す。本発明に係わる中空繊維Ｂを用いると、負極活部物
質の質量を減らして軽量化できるとともに、高率放電特
性を向上させることができる。なお、本実施例では中空
繊維Ａの添加量として１質量％としたが、０．２〜２質
量％の添加でも、ほぼ同様の良好な結果を示した。
活物質の質量、利用率及び放電容量を測定した結果を示
す。本発明に係わる中空繊維Ｂを用いると、負極活部物
質の質量を減らして軽量化できるとともに、高率放電特
性を向上させることができる。なお、本実施例では中空
繊維Ａの添加量として１質量％としたが、０．２〜２質
量％の添加でも、ほぼ同様の良好な結果を示した。
【００３３】なお、上記した例では、それぞれ中空繊維
Ａ又は中空繊維Ｂを、別々に負極用ペースト状活物質に
添加した例を示したが、必要に応じて中空繊維Ａと中空
繊維Ｂとを、混ぜ合わせた状態で使用できることは言う
までもない。
Ａ又は中空繊維Ｂを、別々に負極用ペースト状活物質に
添加した例を示したが、必要に応じて中空繊維Ａと中空
繊維Ｂとを、混ぜ合わせた状態で使用できることは言う
までもない。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】上述したように、本発明に係わる中空繊
維を含むペースト式負極板を用いると、軽量であり、且
つ、高率放電特性が良好な制御弁式鉛蓄電池を提供する
ことができるため工業上優れたものである。
維を含むペースト式負極板を用いると、軽量であり、且
つ、高率放電特性が良好な制御弁式鉛蓄電池を提供する
ことができるため工業上優れたものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 鉛粉を主成分とする負極用ペースト状活
物質を、鉛合金製の格子体に充填して作製するペースト
式負極板を用いる制御弁式鉛蓄電池であって、前記ペー
スト式負極板は、中空のポリエステル繊維を含有するも
のであることを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記ペースト式負極板は、繊維径が１０
μｍ以上の中空のポリエステル繊維を、０．２〜２．０
質量％含有するものであることを特徴とする制御弁式鉛
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001311134A JP2003123744A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001311134A JP2003123744A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003123744A true JP2003123744A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19130009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001311134A Pending JP2003123744A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003123744A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6929858B2 (en) | 2002-03-25 | 2005-08-16 | Squannacook Technologies Llc | Glass fibers |
| JP2008117587A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御弁式鉛蓄電池 |
| US7395979B2 (en) | 2002-03-25 | 2008-07-08 | Evanite Fiber Corporation | Methods of modifying fibers |
-
2001
- 2001-10-09 JP JP2001311134A patent/JP2003123744A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6929858B2 (en) | 2002-03-25 | 2005-08-16 | Squannacook Technologies Llc | Glass fibers |
| US7395979B2 (en) | 2002-03-25 | 2008-07-08 | Evanite Fiber Corporation | Methods of modifying fibers |
| JP2008117587A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御弁式鉛蓄電池 |
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