JP2003163027A - 制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents
制御弁式鉛蓄電池Info
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- JP2003163027A JP2003163027A JP2001363555A JP2001363555A JP2003163027A JP 2003163027 A JP2003163027 A JP 2003163027A JP 2001363555 A JP2001363555 A JP 2001363555A JP 2001363555 A JP2001363555 A JP 2001363555A JP 2003163027 A JP2003163027 A JP 2003163027A
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- electrode plate
- control valve
- valve type
- type lead
- conductive
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- 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
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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
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハイブリッド車で用いられるような、大電流
での充放電が繰り替えして行なわれる制御弁式鉛蓄電池
のサイクル寿命特性を向上させる。 【解決手段】 正極板1の両面には親水性処理されたカ
ーボン繊維クロスを用いた導電性電解液保持体3が当接
されており、負極板2の両面にはガラス繊維製不織布を
用いた絶縁性電解液保持体4が当接されている極板群を
用いて制御弁式鉛蓄電池を作製する。さらに、前記極板
群は、その積層部の側面部又は底面部に、カーボン繊維
クロスを用いた導電性多孔体5を導電性電解液保持体3に
当接する。
での充放電が繰り替えして行なわれる制御弁式鉛蓄電池
のサイクル寿命特性を向上させる。 【解決手段】 正極板1の両面には親水性処理されたカ
ーボン繊維クロスを用いた導電性電解液保持体3が当接
されており、負極板2の両面にはガラス繊維製不織布を
用いた絶縁性電解液保持体4が当接されている極板群を
用いて制御弁式鉛蓄電池を作製する。さらに、前記極板
群は、その積層部の側面部又は底面部に、カーボン繊維
クロスを用いた導電性多孔体5を導電性電解液保持体3に
当接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド式電
気自動車等に用いられ、大電流での充放電が繰り返して
行なわれる制御弁式鉛蓄電池に関するものである。
気自動車等に用いられ、大電流での充放電が繰り返して
行なわれる制御弁式鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の地球環境の保護や温暖化を抑制す
るために、二酸化炭素の排出量を削減する試みが各種産
業界において重要視されており、自動車産業界において
も省燃費化が強く求められている。そして、最近、自動
車の省燃費化を目的に、スタート時や加速時のエンジン
・アシストとして、モータを搭載するハイブリッド車が
登場している。
るために、二酸化炭素の排出量を削減する試みが各種産
業界において重要視されており、自動車産業界において
も省燃費化が強く求められている。そして、最近、自動
車の省燃費化を目的に、スタート時や加速時のエンジン
・アシストとして、モータを搭載するハイブリッド車が
登場している。
【０００３】これらの車両では、走行中のエネルギーを
有効に利用するために、減速時やブレーキ作動時のエネ
ルギーを電力として回生して、鉛蓄電池に貯蔵するシス
テムが用いられている。従来、これらの用途には、大電
流での充放電特性に優れたニッケル-水素電池が主に用
いられていた。
有効に利用するために、減速時やブレーキ作動時のエネ
ルギーを電力として回生して、鉛蓄電池に貯蔵するシス
テムが用いられている。従来、これらの用途には、大電
流での充放電特性に優れたニッケル-水素電池が主に用
いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ニッケ
ル-水素電池は、大電流での充放電特性には優れるもの
の、鉛蓄電池に比べてコスト高になるという問題点があ
る。そこで、低コストであり、補水が不要で、メンテナ
ンスフリー特性に優れた制御弁式鉛蓄電池をハイブリッ
ド車に用いる検討がされている。
ル-水素電池は、大電流での充放電特性には優れるもの
の、鉛蓄電池に比べてコスト高になるという問題点があ
る。そこで、低コストであり、補水が不要で、メンテナ
ンスフリー特性に優れた制御弁式鉛蓄電池をハイブリッ
ド車に用いる検討がされている。
【０００５】なお、制御弁式鉛蓄電池の大電流での充放
電特性を向上させる手段として、正極板及び負極板の厚
みを薄くし、これらの電極板の枚数を増やして、その面
積を大きくすることで、単位面積あたりの電流値を小さ
くする手法がある。しかしながら、電極板の薄形化には
限界があり、その厚みを1ｍｍ以下にすることは実用上
極めて困難である。
電特性を向上させる手段として、正極板及び負極板の厚
みを薄くし、これらの電極板の枚数を増やして、その面
積を大きくすることで、単位面積あたりの電流値を小さ
くする手法がある。しかしながら、電極板の薄形化には
限界があり、その厚みを1ｍｍ以下にすることは実用上
極めて困難である。
【０００６】また、制御弁式鉛蓄電池には、正極板及び
負極板間の絶縁体としての役割と、電解液保持体として
の役割とを兼ねたセパレータが用いられている。そし
て、セパレータとして、一般的にはガラス繊維製の不織
布が用いられている。なお、工業的に作製可能なセパレ
ータ厚みの限界は０．４ｍｍ程度であり、この厚みをこ
れ以上に薄くするのも実用上の限界である。
負極板間の絶縁体としての役割と、電解液保持体として
の役割とを兼ねたセパレータが用いられている。そし
て、セパレータとして、一般的にはガラス繊維製の不織
布が用いられている。なお、工業的に作製可能なセパレ
ータ厚みの限界は０．４ｍｍ程度であり、この厚みをこ
れ以上に薄くするのも実用上の限界である。
【０００７】一方、制御弁式鉛蓄電池の充放電特性を向
上させる手段として、特開平１１−４０１３３号公報に
おいて、正極板及び負極板の両面に導電性セパレータを
用い、その中央部には絶縁性多孔体フィルムを配した制
御弁式鉛蓄電池について提案されている。
上させる手段として、特開平１１−４０１３３号公報に
おいて、正極板及び負極板の両面に導電性セパレータを
用い、その中央部には絶縁性多孔体フィルムを配した制
御弁式鉛蓄電池について提案されている。
【０００８】しかしながら、この方法では、制御弁式鉛
蓄電池を比較的低い充放電電流値で使用する場合には放
電容量を増加できるという効果があるものの、ハイブリ
ッド車で用いられるような大電流で充放電をした場合の
サイクル寿命特性には、その効果がほとんど認められて
いない。
蓄電池を比較的低い充放電電流値で使用する場合には放
電容量を増加できるという効果があるものの、ハイブリ
ッド車で用いられるような大電流で充放電をした場合の
サイクル寿命特性には、その効果がほとんど認められて
いない。
【０００９】本発明は、ハイブリッド車で用いられるよ
うな大電流での充放電が繰り替えして行なわれる制御弁
式鉛蓄電池において、そのサイクル寿命特性を向上させ
ることである。
うな大電流での充放電が繰り替えして行なわれる制御弁
式鉛蓄電池において、そのサイクル寿命特性を向上させ
ることである。
【００１０】
【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、正極板と負極板とを電解液保持体を介して積層
されている極板群を有する制御弁式鉛蓄電池において、
前記負極板には、絶縁性の電解液保持体を当接させ、前
記正極板には導電性の電解液保持体を当接させた。さら
に、極板群の積層部側面部又は底面部には、極板群内の
正極板が電気的に接続できるように導電体を配するよう
にしたものである。
ために、正極板と負極板とを電解液保持体を介して積層
されている極板群を有する制御弁式鉛蓄電池において、
前記負極板には、絶縁性の電解液保持体を当接させ、前
記正極板には導電性の電解液保持体を当接させた。さら
に、極板群の積層部側面部又は底面部には、極板群内の
正極板が電気的に接続できるように導電体を配するよう
にしたものである。
【００１１】すなわち、請求項１の発明は、正極板と負
極板とを、リテーナを介して積層した極板群を用いた制
御弁式鉛蓄電池において、前記負極板には絶縁性電解液
保持体が当接されており、前記正極板には導電性電解液
保持体が当接されていることを特徴とし、請求項２の発
明は、前記導電性電解液保持体は、カーボン繊維クロス
であることを特徴としている。
極板とを、リテーナを介して積層した極板群を用いた制
御弁式鉛蓄電池において、前記負極板には絶縁性電解液
保持体が当接されており、前記正極板には導電性電解液
保持体が当接されていることを特徴とし、請求項２の発
明は、前記導電性電解液保持体は、カーボン繊維クロス
であることを特徴としている。
【００１２】請求項３の発明は、前記極板群は、その積
層部の側面部又は底面部に、導電性多孔体が当接されて
いることを特徴とし、請求項４の発明は、前記導電性多
孔体は、カーボン繊維クロスであることを特徴としてい
る。
層部の側面部又は底面部に、導電性多孔体が当接されて
いることを特徴とし、請求項４の発明は、前記導電性多
孔体は、カーボン繊維クロスであることを特徴としてい
る。
【００１３】請求項５の発明は、前記カーボン繊維クロ
スは、親水性処理されたものであることを特徴としてい
る。
スは、親水性処理されたものであることを特徴としてい
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる制御弁式
鉛蓄電池について、発明の実施の形態について説明す
る。
鉛蓄電池について、発明の実施の形態について説明す
る。
【００１５】［セパレータ］絶縁性の電解液保持体とし
ては、従来から制御弁式鉛蓄電池に用いられているガラ
ス繊維製不織布からなる厚さが０．６ｍｍのセパレータ
を用いた。
ては、従来から制御弁式鉛蓄電池に用いられているガラ
ス繊維製不織布からなる厚さが０．６ｍｍのセパレータ
を用いた。
【００１６】導電性の電解液保持体としては、カーボン
繊維クロス（商品名：トレカクロスＣ０６３４３。東レ
製。）を用いた。なお、カーボン繊維クロスは一般的に
親水性に乏しいため、ノニオン系界面活性剤（ポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート）の０．０１質量
％水溶液に浸漬した後、乾燥して親水性を付与して使用
した。
繊維クロス（商品名：トレカクロスＣ０６３４３。東レ
製。）を用いた。なお、カーボン繊維クロスは一般的に
親水性に乏しいため、ノニオン系界面活性剤（ポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート）の０．０１質量
％水溶液に浸漬した後、乾燥して親水性を付与して使用
した。
【００１７】［充放電試験］充放電試験は、図３に示す
ように、制御弁式鉛蓄電池がハイブリッド車等に用いら
れる場合を想定した充放電試験パターンで行なった。
ように、制御弁式鉛蓄電池がハイブリッド車等に用いら
れる場合を想定した充放電試験パターンで行なった。
【００１８】すなわち、充放電試験がスタートすると、
制限電流が２０Ａで５秒間充電し、９．５Ａの定電流で
１０秒間放電し、５秒間休止する充放電サイクルを合計
１０００サイクル行なう。
制限電流が２０Ａで５秒間充電し、９．５Ａの定電流で
１０秒間放電し、５秒間休止する充放電サイクルを合計
１０００サイクル行なう。
【００１９】上記した１０００サイクルに達した場合に
は、１００Ａで５秒間放電する。そして、５秒目の電池
電圧が１．３Ｖ/セルを切った時点を制御弁式鉛蓄電池
の寿命とした。一方、制御弁式鉛蓄電池が寿命に達して
いない場合には、最初のステップにもどって、前記した
条件の充放電を行なう。
は、１００Ａで５秒間放電する。そして、５秒目の電池
電圧が１．３Ｖ/セルを切った時点を制御弁式鉛蓄電池
の寿命とした。一方、制御弁式鉛蓄電池が寿命に達して
いない場合には、最初のステップにもどって、前記した
条件の充放電を行なう。
【００２０】その後、上記した充放電サイクルが５００
０サイクルに達した場合には、リフレッシュ充電を行な
う。リフレッシュ充電は、制御弁式鉛蓄電池を満充電状
態まで充電した後、ＳＯＣが６０％まで放電する手法を
用いた。なお、リフレッシュ充電を行なう理由は、負極
板に蓄積した充放電がされにくい硫酸鉛を、満充電する
ことによって取り除くためである。
０サイクルに達した場合には、リフレッシュ充電を行な
う。リフレッシュ充電は、制御弁式鉛蓄電池を満充電状
態まで充電した後、ＳＯＣが６０％まで放電する手法を
用いた。なお、リフレッシュ充電を行なう理由は、負極
板に蓄積した充放電がされにくい硫酸鉛を、満充電する
ことによって取り除くためである。
【００２１】リフレッシュ充電をした後に、現在までの
充放電サイクル数をクリアして、最初の状態にもどって
充放電を行なうパターンを、上記した電池が寿命になる
まで繰り返した。
充放電サイクル数をクリアして、最初の状態にもどって
充放電を行なうパターンを、上記した電池が寿命になる
まで繰り返した。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明の一実施例について説明す
る。
る。
【００２３】［実施例１］図１は、本発明に係わる制御
弁式鉛蓄電池について、第一の実施形態を示す概略図で
ある。負極板の両面には絶縁性電解液保持体4として、
上記した従来から使用しているガラス繊維製不織布をセ
パレータとして用いた。このセパレータは、材質として
ガラス繊維製不織布を用いているため、電解液がしみ込
みやすいという特徴がある。
弁式鉛蓄電池について、第一の実施形態を示す概略図で
ある。負極板の両面には絶縁性電解液保持体4として、
上記した従来から使用しているガラス繊維製不織布をセ
パレータとして用いた。このセパレータは、材質として
ガラス繊維製不織布を用いているため、電解液がしみ込
みやすいという特徴がある。
【００２４】一方、正極板の両面には導電性電解液保持
体3として、カーボン繊維クロスを上記した手法で親水
処理して用いた。
体3として、カーボン繊維クロスを上記した手法で親水
処理して用いた。
【００２５】そして、従来からの手法で、正極板が３
枚、負極板が４枚の群構成を有する極板群を作成し、そ
れを用いて公称容量が４．５Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を
組み立てて寿命試験をした。
枚、負極板が４枚の群構成を有する極板群を作成し、そ
れを用いて公称容量が４．５Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を
組み立てて寿命試験をした。
【００２６】［実施例２］図２は、本発明に係わる制御
弁式鉛蓄電池について、第二の実施形態を示す概略図で
ある。すなわち、図１と同じ構成の極板群の底面部に、
導電性多孔体5として親水処理したカーボン繊維クロス
を、導電性電解液保持体3に当接したものである。この
ようにすると、正極板の下部がこの導電シートを介して
電気的に接続されるために、正極板の充放電中の電位を
より均一に揃えることができる。
弁式鉛蓄電池について、第二の実施形態を示す概略図で
ある。すなわち、図１と同じ構成の極板群の底面部に、
導電性多孔体5として親水処理したカーボン繊維クロス
を、導電性電解液保持体3に当接したものである。この
ようにすると、正極板の下部がこの導電シートを介して
電気的に接続されるために、正極板の充放電中の電位を
より均一に揃えることができる。
【００２７】そして、従来からの手法で、正極板が３
枚、負極板が４枚の群構成を有する極板群を作成し、そ
れを用いて公称容量が４．５Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を
組み立てて寿命試験をした。
枚、負極板が４枚の群構成を有する極板群を作成し、そ
れを用いて公称容量が４．５Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を
組み立てて寿命試験をした。
【００２８】［比較例］比較例として、従来から使用し
ているガラス繊維製の不織布のみを、セパレータとして
用いた同様の群構成を有する、公称容量が４．５Ａｈの
通常の制御弁式鉛蓄電池を組み立てて寿命試験をした。
ているガラス繊維製の不織布のみを、セパレータとして
用いた同様の群構成を有する、公称容量が４．５Ａｈの
通常の制御弁式鉛蓄電池を組み立てて寿命試験をした。
【００２９】上記した３種類の制御弁式鉛蓄電池につい
て、充放電試験をした結果を表１に示す。本発明に係わ
る制御弁式鉛蓄電池は、従来品と比較してサイクル寿命
が大幅に向上していることが判る。
て、充放電試験をした結果を表１に示す。本発明に係わ
る制御弁式鉛蓄電池は、従来品と比較してサイクル寿命
が大幅に向上していることが判る。
【００３０】詳細な理由は不明であるが、本発明を用い
ると、大電流放電時や大電流充電時の電極板表面での電
位分布を均一にすることができる。したがって、正極板
の電位ばらつきを小さくできるので、電極板全面で均一
に充放電反応をさせることができるためと考えられる。
ると、大電流放電時や大電流充電時の電極板表面での電
位分布を均一にすることができる。したがって、正極板
の電位ばらつきを小さくできるので、電極板全面で均一
に充放電反応をさせることができるためと考えられる。
【００３１】加えて、本発明に係わる制御弁式鉛蓄電池
は、大電流放電時の放電電圧等に大きく影響する負極板
に、親水性のガラス繊維製セパレータを用いているため
に、放電時の電圧等は従来品とほぼ同様の特性を示し
た。
は、大電流放電時の放電電圧等に大きく影響する負極板
に、親水性のガラス繊維製セパレータを用いているため
に、放電時の電圧等は従来品とほぼ同様の特性を示し
た。
【００３２】
【表１】
【００３３】なお、図１、２では、絶縁性電解液保持体
4や導電性電解液保持体3を、それぞれＵ字状に折り曲げ
て使用しているが、これらを袋状に加工して用いた場合
でも同様の効果を有することは言うまでもない。
4や導電性電解液保持体3を、それぞれＵ字状に折り曲げ
て使用しているが、これらを袋状に加工して用いた場合
でも同様の効果を有することは言うまでもない。
【００３４】加えて、図２では導電性多孔体を極板群の
底面部に敷いて当接させた実施例を示したが、電極板の
積層方向の側面部の導電性電解液保持体3（図２）に当
接させることもできる。
底面部に敷いて当接させた実施例を示したが、電極板の
積層方向の側面部の導電性電解液保持体3（図２）に当
接させることもできる。
【００３５】
【発明の効果】上述したように、本発明を用いると、大
電流での充放電が繰り替えして行なわれる制御弁式鉛蓄
電池において、そのサイクル寿命特性を向上させること
ができ、工業的価値は非常に大きいものである。
電流での充放電が繰り替えして行なわれる制御弁式鉛蓄
電池において、そのサイクル寿命特性を向上させること
ができ、工業的価値は非常に大きいものである。
【図１】本発明に係る制御弁式鉛蓄電池の第一の実施形
態を示す極板群の概略図である。
態を示す極板群の概略図である。
【図２】本発明に係る制御弁式鉛蓄電池の第二の実施形
態を示す極板群の概略図である。
態を示す極板群の概略図である。
【図３】ハイブリッド車等に用いられる場合を想定した
充放電試験パターンである。
充放電試験パターンである。
１：正極板、２：負極板、３：導電性電解液保持体、
４：絶縁性電解液保持体、５：導電性多孔体
４：絶縁性電解液保持体、５：導電性多孔体
Claims (5)
- 【請求項１】 正極板と負極板とを、リテーナを介して
積層した極板群を用いた制御弁式鉛蓄電池において、前
記負極板には絶縁性電解液保持体が当接されており、前
記正極板には導電性電解液保持体が当接されていること
を特徴とする制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記導電性電解液保持体は、カーボン繊
維クロスであることを特徴とする請求項１記載の制御弁
式鉛蓄電池。 - 【請求項３】 前記極板群は、その積層部の側面部又は
底面部に、導電性多孔体が当接されていることを特徴と
する請求項１記載の制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項４】 前記導電性多孔体は、カーボン繊維クロ
スであることを特徴とする請求項３記載の制御弁式鉛蓄
電池。 - 【請求項５】 前記カーボン繊維クロスは、親水性処理
されたものであることを特徴とする請求項２又は４に記
載の制御弁式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363555A JP2003163027A (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363555A JP2003163027A (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003163027A true JP2003163027A (ja) | 2003-06-06 |
Family
ID=19173878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001363555A Pending JP2003163027A (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 制御弁式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003163027A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT502201B1 (de) * | 2005-10-31 | 2007-02-15 | En O De Energy On Demand Produ | Faserwerkstoff und elektrode aus diesem faserwerkstoff für die verwendung als von elektrolytflüssigkeit durchströmbarem bauteil in einer elektrochemischen vorrichtung |
| WO2015079668A1 (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
| JP2018006258A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 旭化成株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ、及びこれを用いた鉛蓄電池 |
-
2001
- 2001-11-29 JP JP2001363555A patent/JP2003163027A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT502201B1 (de) * | 2005-10-31 | 2007-02-15 | En O De Energy On Demand Produ | Faserwerkstoff und elektrode aus diesem faserwerkstoff für die verwendung als von elektrolytflüssigkeit durchströmbarem bauteil in einer elektrochemischen vorrichtung |
| WO2015079668A1 (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
| JPWO2015079668A1 (ja) * | 2013-11-29 | 2017-03-16 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
| US10522837B2 (en) | 2013-11-29 | 2019-12-31 | Gs Yuasa International Ltd. | Lead-acid battery |
| JP2018006258A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 旭化成株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ、及びこれを用いた鉛蓄電池 |
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