JP2003178795A - シール形鉛蓄電池 - Google Patents
シール形鉛蓄電池Info
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- JP2003178795A JP2003178795A JP2001379479A JP2001379479A JP2003178795A JP 2003178795 A JP2003178795 A JP 2003178795A JP 2001379479 A JP2001379479 A JP 2001379479A JP 2001379479 A JP2001379479 A JP 2001379479A JP 2003178795 A JP2003178795 A JP 2003178795A
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- battery
- sulfuric acid
- electrolytic solution
- separator
- sealed lead
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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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明が解決しようとする課題は、リテーナ
式シール形電池の極板群と電槽との隙間にゲル電解液を
注入する方式のシール形鉛蓄電池において、寿命性能を
向上させた鉛蓄電池の製造法を提供することにある。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明のシ
ール形鉛蓄電池の製造法は、まず所定量の希硫酸を電池
に注入して初充電を行い、次に初充電後の吸液性セパレ
ータに含まれた電解液よりも低い濃度の希硫酸とシリカ
粉体とを混合したゾル溶液を、極板群と電槽との隙間に
注入してゲル化することにより、電解液がセパレータ下
部に蓄積することがなく、優れた寿命性能を示すもので
ある。
式シール形電池の極板群と電槽との隙間にゲル電解液を
注入する方式のシール形鉛蓄電池において、寿命性能を
向上させた鉛蓄電池の製造法を提供することにある。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明のシ
ール形鉛蓄電池の製造法は、まず所定量の希硫酸を電池
に注入して初充電を行い、次に初充電後の吸液性セパレ
ータに含まれた電解液よりも低い濃度の希硫酸とシリカ
粉体とを混合したゾル溶液を、極板群と電槽との隙間に
注入してゲル化することにより、電解液がセパレータ下
部に蓄積することがなく、優れた寿命性能を示すもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用途において、従来の開放
形鉛蓄電池にかえて、シール形鉛蓄電池を適用する例が
増えてきた。というのは、シール形鉛蓄電池は正極板で
発生した酸素ガスが負極板で吸収されるため、電解液の
減少が少なく、補水する必要がない、あるいは電池をい
ろいろな方向や場所に設置できポジションフリーに使用
することができるなど、種々のメリットがあるからであ
る。
形鉛蓄電池にかえて、シール形鉛蓄電池を適用する例が
増えてきた。というのは、シール形鉛蓄電池は正極板で
発生した酸素ガスが負極板で吸収されるため、電解液の
減少が少なく、補水する必要がない、あるいは電池をい
ろいろな方向や場所に設置できポジションフリーに使用
することができるなど、種々のメリットがあるからであ
る。
【０００３】シール形鉛蓄電池には図１に概略構成を示
すように３種類の方式が知られている。それは、電解液
を微細なシリカでゲル化したゲル式、吸液性の微細な繊
維をマットに状に加工したセパレータに電解液を保持さ
せたリテーナ式、そして正極板と負極板の隙間や極板群
と電槽との隙間に充填した顆粒状シリカの内部およびシ
リカの粒子間隙に電解液を保持させた顆粒シリカ式の３
種類である。
すように３種類の方式が知られている。それは、電解液
を微細なシリカでゲル化したゲル式、吸液性の微細な繊
維をマットに状に加工したセパレータに電解液を保持さ
せたリテーナ式、そして正極板と負極板の隙間や極板群
と電槽との隙間に充填した顆粒状シリカの内部およびシ
リカの粒子間隙に電解液を保持させた顆粒シリカ式の３
種類である。
【０００４】しかし、ゲル式では電解液をゲル化してし
まうため電解液の拡散性能が低下するため、電池の性能
が低下してしまうという欠点があった。また、リテーナ
式は電解液の拡散性能は良いものの、電解液量が少なく
なるとともに、電槽に電解液が接触する面積が小さいた
め、使用中の電池の温度の上昇が大きいという欠点があ
った。そのため格子腐食や電解液の減少量が多すぎるな
どの問題があった。そして、顆粒シリカ式は、電解液の
拡散が良く、電解液の熱容量も大きいため性能上の問題
はなかったが、シリカの充填や電解液の注入に時間がか
かり、コストが高くなってしまうという欠点があった。
まうため電解液の拡散性能が低下するため、電池の性能
が低下してしまうという欠点があった。また、リテーナ
式は電解液の拡散性能は良いものの、電解液量が少なく
なるとともに、電槽に電解液が接触する面積が小さいた
め、使用中の電池の温度の上昇が大きいという欠点があ
った。そのため格子腐食や電解液の減少量が多すぎるな
どの問題があった。そして、顆粒シリカ式は、電解液の
拡散が良く、電解液の熱容量も大きいため性能上の問題
はなかったが、シリカの充填や電解液の注入に時間がか
かり、コストが高くなってしまうという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この為、低コストでか
つ、電解液の拡散を速くし、しかも電池温度の上昇を抑
制するために、図２に示すリテーナ式シール形電池の極
板群と電槽との隙間にゲル電解液を注入する方式のシー
ル形鉛蓄電池を検討した。
つ、電解液の拡散を速くし、しかも電池温度の上昇を抑
制するために、図２に示すリテーナ式シール形電池の極
板群と電槽との隙間にゲル電解液を注入する方式のシー
ル形鉛蓄電池を検討した。
【０００６】しかし、我々の試験では、該シール型鉛蓄
電池の寿命性能が、予想したほど改善されなかった。そ
れらの試験電池の分解調査結果から、その原因は、ゲル
から徐々に遊離した流動性のある電解液がガラスセパレ
ータを通して下部に移行することで、電解液がセパレー
タ下部に蓄積して、その結果、電池下部の充放電反応量
が局部的に多くなり、活物質の劣化を促進させてしまっ
たためと考えられる。
電池の寿命性能が、予想したほど改善されなかった。そ
れらの試験電池の分解調査結果から、その原因は、ゲル
から徐々に遊離した流動性のある電解液がガラスセパレ
ータを通して下部に移行することで、電解液がセパレー
タ下部に蓄積して、その結果、電池下部の充放電反応量
が局部的に多くなり、活物質の劣化を促進させてしまっ
たためと考えられる。
【０００７】なお、従来のゲル式シール型鉛蓄電池で
は、セパレータの保持液量が少ないため、遊離した電解
液がセパレータを通して下部に移行する量が少なく、上
記の問題はほとんどなかった。
は、セパレータの保持液量が少ないため、遊離した電解
液がセパレータを通して下部に移行する量が少なく、上
記の問題はほとんどなかった。
【０００８】そこで、本発明の課題は、リテーナ式シー
ル形電池の極板群と電槽との隙間にゲル電解液を注入す
る方式のシール形鉛蓄電池において、電解液がセパレー
タ下部に蓄積することがなく、寿命性能を向上させた鉛
蓄電池の製造法を提供することにある。
ル形電池の極板群と電槽との隙間にゲル電解液を注入す
る方式のシール形鉛蓄電池において、電解液がセパレー
タ下部に蓄積することがなく、寿命性能を向上させた鉛
蓄電池の製造法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明のシール形鉛蓄電池の製造法
では、吸液性セパレータを用いて電解液を保持させると
ともに、極板群と電槽との隙間にゲル化した電解液を配
置させた構造のシール型鉛蓄電池の製造法であって、第
一の工程において、所定量の希硫酸を電池内に注入して
初充電を行い、第二の工程において、初充電後の吸液性
セパレータに含まれる電解液の硫酸濃度よりも低い希硫
酸とシリカ粉体との混合ゾル溶液を電池内に注入し、電
池内でゲル化させることを特徴とする。
め、請求項１に記載の発明のシール形鉛蓄電池の製造法
では、吸液性セパレータを用いて電解液を保持させると
ともに、極板群と電槽との隙間にゲル化した電解液を配
置させた構造のシール型鉛蓄電池の製造法であって、第
一の工程において、所定量の希硫酸を電池内に注入して
初充電を行い、第二の工程において、初充電後の吸液性
セパレータに含まれる電解液の硫酸濃度よりも低い希硫
酸とシリカ粉体との混合ゾル溶液を電池内に注入し、電
池内でゲル化させることを特徴とする。
【００１０】また、請求項２に記載の発明のシール形鉛
蓄電池の製造法では、請求項１に記載のシール形鉛蓄電
池の製造法において、該ゲル化した電解液の硫酸濃度と
初充電後に該吸液性セパレータに保持されている電解液
の硫酸濃度との差が硫酸比重に換算して０．０１以上
０．０５以下（２０℃換算）であることを特徴とする。
蓄電池の製造法では、請求項１に記載のシール形鉛蓄電
池の製造法において、該ゲル化した電解液の硫酸濃度と
初充電後に該吸液性セパレータに保持されている電解液
の硫酸濃度との差が硫酸比重に換算して０．０１以上
０．０５以下（２０℃換算）であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】吸液性の微細な繊維を主体とした
材料をシート状に成形したセパレータを用いて電解液を
保持させるるとともに、極板群と電槽との隙間にゲル化
した電解液を配置させた構造のゲル・リテーナハイブリ
ッドシール型鉛蓄電池の製造において、まず所定量の希
硫酸を電池内に注入して初充電を行い、次に初充電後に
セパレータに含まれている電解液の硫酸濃度よりも低い
希硫酸とシリカ粉体とを混合したゾル溶液を所定量注入
して、電池内でゲル化させることにより、上記問題が解
決できることがわかった。
材料をシート状に成形したセパレータを用いて電解液を
保持させるるとともに、極板群と電槽との隙間にゲル化
した電解液を配置させた構造のゲル・リテーナハイブリ
ッドシール型鉛蓄電池の製造において、まず所定量の希
硫酸を電池内に注入して初充電を行い、次に初充電後に
セパレータに含まれている電解液の硫酸濃度よりも低い
希硫酸とシリカ粉体とを混合したゾル溶液を所定量注入
して、電池内でゲル化させることにより、上記問題が解
決できることがわかった。
【００１２】通常、電池の使用中、ゲル化した電解液か
ら希硫酸が遊離する。この希硫酸はセパレータ下部に吸
収されるが、遊離した希硫酸の濃度が低いと、セパレー
タに吸収されても、極板下部での局部的な反応が起こら
ず、活物質の劣化を促進させなかったのである。
ら希硫酸が遊離する。この希硫酸はセパレータ下部に吸
収されるが、遊離した希硫酸の濃度が低いと、セパレー
タに吸収されても、極板下部での局部的な反応が起こら
ず、活物質の劣化を促進させなかったのである。
【００１３】なお、ゲル化した電解液の硫酸濃度が極端
に低いと、セパレータが保持している電解液との濃度差
が大きいため、かえって性能低下を引き起こしてしま
う。そのため、硫酸濃度の差を比重に換算して０．０１
以上０．０５以下（２０℃換算）にすることが望まし
い。
に低いと、セパレータが保持している電解液との濃度差
が大きいため、かえって性能低下を引き起こしてしま
う。そのため、硫酸濃度の差を比重に換算して０．０１
以上０．０５以下（２０℃換算）にすることが望まし
い。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）まず、基材である厚み１０ｍｍのＰｂ−
０．０７ｗｔ％Ｃａ−１．３ｗｔ％Ｓｎ合金の連続鋳造
板を圧延ローラで圧延することによって厚み１．０ｍｍ
の圧延シートを作製した後、この圧延シートをロータリ
ー式エキスパンド機を用いて網目状に展開して格子とし
た。これらの格子に、鉛粉と鉛丹と希硫酸とを練膏して
製作したペーストを充填し、熟成、乾燥して正極板を作
製した。
０．０７ｗｔ％Ｃａ−１．３ｗｔ％Ｓｎ合金の連続鋳造
板を圧延ローラで圧延することによって厚み１．０ｍｍ
の圧延シートを作製した後、この圧延シートをロータリ
ー式エキスパンド機を用いて網目状に展開して格子とし
た。これらの格子に、鉛粉と鉛丹と希硫酸とを練膏して
製作したペーストを充填し、熟成、乾燥して正極板を作
製した。
【００１５】これらの正極板５枚と、厚み１．０ｍｍの
Ｐｂ−０．０７ｗｔ％Ｃａ−１．３ｗｔ％Ｓｎ合金圧延
シートをロータリー式エキスパンド機を用いて網目状に
展開した格子に、リグニンスルホン酸、ＢａＳＯ４およ
びカーボンを混合した鉛粉と希硫酸とを練膏して製作し
たペーストを充填し、熟成、乾燥して作製した負極板６
枚とを微細ガラス繊維セパレータを介して交互に積層
し、極板群を形成した。
Ｐｂ−０．０７ｗｔ％Ｃａ−１．３ｗｔ％Ｓｎ合金圧延
シートをロータリー式エキスパンド機を用いて網目状に
展開した格子に、リグニンスルホン酸、ＢａＳＯ４およ
びカーボンを混合した鉛粉と希硫酸とを練膏して製作し
たペーストを充填し、熟成、乾燥して作製した負極板６
枚とを微細ガラス繊維セパレータを介して交互に積層
し、極板群を形成した。
【００１６】これらの極板群を電槽に挿入し、希硫酸を
所定量注液して初充電を行い、２Ｖ３０Ａｈのシール型
鉛蓄電池を製作した。初充電終了後、電池内に、セパレ
ータに含まれている電解液の硫酸濃度よりも低い各種類
の希硫酸とコロイダルシリカ５％（希硫酸中のシリカ重
量パーセント）とを混合したゾル溶液を注入し、電池内
でゲル化させることにより、ゲル・リテーナハイブリッ
ドシール型鉛蓄電池を各種類作製した。最後に、電池に
通常の安全弁を装着した。
所定量注液して初充電を行い、２Ｖ３０Ａｈのシール型
鉛蓄電池を製作した。初充電終了後、電池内に、セパレ
ータに含まれている電解液の硫酸濃度よりも低い各種類
の希硫酸とコロイダルシリカ５％（希硫酸中のシリカ重
量パーセント）とを混合したゾル溶液を注入し、電池内
でゲル化させることにより、ゲル・リテーナハイブリッ
ドシール型鉛蓄電池を各種類作製した。最後に、電池に
通常の安全弁を装着した。
【００１７】これらの電池を放電は６．０Ａ（０．２Ｃ
Ａ）で終止１．７５Vまで、充電は６．０Ａの定電流で
放電量の１３５％を充電する充放電サイクル試験を実施
した。なお、試験は４０℃の水槽中にて実施した。また
寿命の判定は６．０A放電容量が初期の８０％になった
時点でおこなった。また比較のため、極板群の周囲にゲ
ルを注入しない、従来のリテーナ式電池も合わせて製作
して評価をおこなった。
Ａ）で終止１．７５Vまで、充電は６．０Ａの定電流で
放電量の１３５％を充電する充放電サイクル試験を実施
した。なお、試験は４０℃の水槽中にて実施した。また
寿命の判定は６．０A放電容量が初期の８０％になった
時点でおこなった。また比較のため、極板群の周囲にゲ
ルを注入しない、従来のリテーナ式電池も合わせて製作
して評価をおこなった。
【００１８】電池の構成と寿命試験結果を表１に示す。
本発明であるセパレータに保持されている電解液の硫酸
濃度より、ゲルに含まれる硫酸の濃度が比重に換算して
０．０１〜０．０５（２０℃換算）低いゲル−リテーナ
ハイブリッドシール鉛蓄電池ではリテーナ式シール型鉛
蓄電池にくらべて寿命性能が大きく向上し、電池の分解
調査の結果、電解液のセパレータ下部における蓄積も見
られなかった。
本発明であるセパレータに保持されている電解液の硫酸
濃度より、ゲルに含まれる硫酸の濃度が比重に換算して
０．０１〜０．０５（２０℃換算）低いゲル−リテーナ
ハイブリッドシール鉛蓄電池ではリテーナ式シール型鉛
蓄電池にくらべて寿命性能が大きく向上し、電池の分解
調査の結果、電解液のセパレータ下部における蓄積も見
られなかった。
【００１９】しかし、ゲル電解液の硫酸濃度とセパレー
タに保持されている電解液の硫酸濃度との差が硫酸比重
に換算して０．０５以上（２０℃換算）ではかえって寿
命性能が低下した。
タに保持されている電解液の硫酸濃度との差が硫酸比重
に換算して０．０５以上（２０℃換算）ではかえって寿
命性能が低下した。
【００２０】なお、本実施例では、コロイダルシリカ量
を硫酸に対して５重量％に制限して試験を実施したが、
これよりコロイダルシリカ量が多い場合や、少ない場合
でも結果は同じであった。
を硫酸に対して５重量％に制限して試験を実施したが、
これよりコロイダルシリカ量が多い場合や、少ない場合
でも結果は同じであった。
【００２１】
【表１】 試験電池の構成および寿命性能
【００２２】
【発明の効果】以上、本発明を用いることによって、電
解液がセパレータ下部に蓄積することがなく、寿命性能
を向上させた鉛蓄電池を得ることができる。
解液がセパレータ下部に蓄積することがなく、寿命性能
を向上させた鉛蓄電池を得ることができる。
【図１】従来例の各種シール形鉛蓄電池の概略構成を示
す模式図
す模式図
【図２】本発明の製造法によるシール形鉛蓄電池の概略
構成を示す模式図
構成を示す模式図
１ ゲル化した電解液
２ 電解液を含んだ微細ガラス繊維セパレータ
３ 電解液を含んだ顆粒シリカ
４ 電槽
５ 排気部
６ 電解液を含んだ吸水性セパレータ
Claims (2)
- 【請求項１】吸液性セパレータを用いて電解液を保持さ
せるとともに、極板群と電槽との隙間にゲル化した電解
液を配置させた構造のシール型鉛蓄電池の製造法であっ
て、第一の工程において、所定量の希硫酸を電池内に注
入して初充電を行い、第二の工程において、初充電後の
吸液性セパレータに含まれる電解液の硫酸濃度よりも低
い希硫酸とシリカ粉体との混合ゾル溶液を電池内に注入
し、電池内でゲル化させることを特徴とするシール形鉛
蓄電池の製造法。 - 【請求項２】該ゲル化した電解液の硫酸濃度と初充電後
に該吸液性セパレータに保持されている電解液の硫酸濃
度との差が硫酸比重に換算して０．０１以上０．０５以
下（２０℃換算）であることを特徴とする請求項第1項
に記載のシール形鉛蓄電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001379479A JP2003178795A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | シール形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001379479A JP2003178795A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | シール形鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003178795A true JP2003178795A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19186834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001379479A Pending JP2003178795A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | シール形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003178795A (ja) |
-
2001
- 2001-12-13 JP JP2001379479A patent/JP2003178795A/ja active Pending
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