JP2003259563A - 制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電制御方法 - Google Patents
制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電制御方法Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三相交流を入力電源とし、充電中の蓄電池の
電圧に応じて出力電流を変化させていく準定電圧充電方
式を制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適用した場合、前
記充電器は、電流および電圧が制御されていないので充
電末期においても大きな充電電流が流れ、該蓄電池の特
性である密閉反応機能が低下して、電解液が減少し、枯
渇状態になる、いわゆるドライアウトにより早期に容量
低下するという問題があった。 【解決手段】 三相交流を入力電源とし、蓄電池の電圧
に応じて電流を出力する準定電圧充電方式において、充
電途中に入力電源を二相(欠相状態)にする事により充電
電流を低減させる方式および前記欠相状態への移行を、
蓄電池電圧Ｖがあらかじめ定められた値になった時に行
う方式を採用すると同時に、制御弁式（シール式）鉛蓄
電池において、前記充電制御方法に適した構成要素およ
び使用条件を適用することを特徴とする。
電圧に応じて出力電流を変化させていく準定電圧充電方
式を制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適用した場合、前
記充電器は、電流および電圧が制御されていないので充
電末期においても大きな充電電流が流れ、該蓄電池の特
性である密閉反応機能が低下して、電解液が減少し、枯
渇状態になる、いわゆるドライアウトにより早期に容量
低下するという問題があった。 【解決手段】 三相交流を入力電源とし、蓄電池の電圧
に応じて電流を出力する準定電圧充電方式において、充
電途中に入力電源を二相(欠相状態)にする事により充電
電流を低減させる方式および前記欠相状態への移行を、
蓄電池電圧Ｖがあらかじめ定められた値になった時に行
う方式を採用すると同時に、制御弁式（シール式）鉛蓄
電池において、前記充電制御方法に適した構成要素およ
び使用条件を適用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、制御弁式（シール
式）鉛蓄電池の充電制御方法に関し、特に充・放電を定
期的に行う、いわゆるサイクル用途の充電制御方法に関
するものである。
式）鉛蓄電池の充電制御方法に関し、特に充・放電を定
期的に行う、いわゆるサイクル用途の充電制御方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】サイクル用途に使用される制御弁式（シ
ール式）鉛蓄電池の充電は、一般的には定電流−定電圧
方式、定電流−定電圧−定電流、多段定電流方式が適用
されている。しかしこれらの方式の充電器は高価であ
り、フォークリフト用などの産業用には使用し難い。従
来、国内のフォークリフト用開放型液式鉛蓄電池の充電
には安価な準定電圧充電器が使用されてきた。本充電器
は三相交流を入力電源とし、充電中の蓄電池の電圧に応
じて出力電流を変化させていく方式であり、放電電気量
の約１．１倍から１．２倍程度の電気量を蓄電池に入力
する。この方式の充電器は開放型液式鉛蓄電池の充電に
は問題がないが、電解液がセパレータのみに含浸・保持
された構造の制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電に適
用すると、電流および電圧が制御されていないために充
電末期においても０．１ＣＡ(Ｃ：定格容量、Ａ：電流
単位)以上の大きな電流が流れ、制御弁式（シール式）
鉛蓄電池の特性である密閉反応機能が十分に機能せず電
解液が減少し、枯渇状態になる、いわゆるドライアウト
が発生して早期に容量低下しこれまでは適用することが
できなかった。
ール式）鉛蓄電池の充電は、一般的には定電流−定電圧
方式、定電流−定電圧−定電流、多段定電流方式が適用
されている。しかしこれらの方式の充電器は高価であ
り、フォークリフト用などの産業用には使用し難い。従
来、国内のフォークリフト用開放型液式鉛蓄電池の充電
には安価な準定電圧充電器が使用されてきた。本充電器
は三相交流を入力電源とし、充電中の蓄電池の電圧に応
じて出力電流を変化させていく方式であり、放電電気量
の約１．１倍から１．２倍程度の電気量を蓄電池に入力
する。この方式の充電器は開放型液式鉛蓄電池の充電に
は問題がないが、電解液がセパレータのみに含浸・保持
された構造の制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電に適
用すると、電流および電圧が制御されていないために充
電末期においても０．１ＣＡ(Ｃ：定格容量、Ａ：電流
単位)以上の大きな電流が流れ、制御弁式（シール式）
鉛蓄電池の特性である密閉反応機能が十分に機能せず電
解液が減少し、枯渇状態になる、いわゆるドライアウト
が発生して早期に容量低下しこれまでは適用することが
できなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】三相交流を入力電源と
し、充電中の蓄電池の電圧に応じて出力電流を変化させ
る準定電圧充電器を制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適
用可能な充電制御方法を提供するものである。さらに、
前記充電制御方法で充電した際に、より安定した性能が
得られる制御弁式（シール式）鉛蓄電池の使用条件ある
いは構成要素を明らかにすることにある。
し、充電中の蓄電池の電圧に応じて出力電流を変化させ
る準定電圧充電器を制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適
用可能な充電制御方法を提供するものである。さらに、
前記充電制御方法で充電した際に、より安定した性能が
得られる制御弁式（シール式）鉛蓄電池の使用条件ある
いは構成要素を明らかにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するもので、請求項１によれば、三相交流を入力電
源とし、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する準定電圧
充電方式において、充電途中に入力電源を二相(欠相状
態)にする事により充電電流を低減させることを特徴と
するものである。
解決するもので、請求項１によれば、三相交流を入力電
源とし、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する準定電圧
充電方式において、充電途中に入力電源を二相(欠相状
態)にする事により充電電流を低減させることを特徴と
するものである。
【０００５】三相交流を入力電源とし、蓄電池電圧に応
じて電流を出力する準定電圧充電方式で制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池を充電した場合、従来から一般的に制御
弁式（シール式）鉛蓄電池に適用されている定電流−定
電圧方式や多段定電流方式のように充電電圧あるいは電
流が制御されていないために、特に、充電末期において
も大きな電流が流れ、過充電により短寿命になったが、
本発明では充電の途中で、入力を二相（欠相状態）にす
る事により三相で充電を行っていた時より、特に充電末
期において小さい充電電流にすることができ、制御弁式
（シール式）鉛蓄電池に適用可能になった。
じて電流を出力する準定電圧充電方式で制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池を充電した場合、従来から一般的に制御
弁式（シール式）鉛蓄電池に適用されている定電流−定
電圧方式や多段定電流方式のように充電電圧あるいは電
流が制御されていないために、特に、充電末期において
も大きな電流が流れ、過充電により短寿命になったが、
本発明では充電の途中で、入力を二相（欠相状態）にす
る事により三相で充電を行っていた時より、特に充電末
期において小さい充電電流にすることができ、制御弁式
（シール式）鉛蓄電池に適用可能になった。
【０００６】図１に本発明の充電特性を定電流−定電圧
方式や多段定電流方式と比較して示す。図に示すよう
に、欠相状態に移行することによって密閉反応が正常に
機能する０．１ＣＡ以下の電流に低下し、従来の定電流
−定電圧方式や多段定電流方式に近い特性を示している
事がわかる。
方式や多段定電流方式と比較して示す。図に示すよう
に、欠相状態に移行することによって密閉反応が正常に
機能する０．１ＣＡ以下の電流に低下し、従来の定電流
−定電圧方式や多段定電流方式に近い特性を示している
事がわかる。
【０００７】請求項２によれば、三相交流を入力電源と
し、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する準定電圧充電
方式において、充電途中に蓄電池電圧Ｖがあらかじめ定
められた値になった時、二相（欠相状態）の充電に移行
することを特徴とするものである。
し、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する準定電圧充電
方式において、充電途中に蓄電池電圧Ｖがあらかじめ定
められた値になった時、二相（欠相状態）の充電に移行
することを特徴とするものである。
【０００８】鉛蓄電池では、放電量の１００％近くまで
充電されてくると副反応として水の電気分解反応（Ｈ２
Ｏ＝１／２Ｏ２＋Ｈ２）が起こる。この時の蓄電池電圧
は充電電流によっても変わるが、およそ２．４５Ｖであ
る。制御弁式（シール式）鉛蓄電池の特徴は、上記の反
応で失われたＨ２Ｏを再生する密閉反応機能を有してい
ることであるが、２．４５Ｖを超えると、水の電気分解
反応が優先的になり密閉反応機能が大幅に低下する。し
たがって、蓄電池電圧が２．４５Ｖになるまでに欠相状
態に移行するのが適切である。
充電されてくると副反応として水の電気分解反応（Ｈ２
Ｏ＝１／２Ｏ２＋Ｈ２）が起こる。この時の蓄電池電圧
は充電電流によっても変わるが、およそ２．４５Ｖであ
る。制御弁式（シール式）鉛蓄電池の特徴は、上記の反
応で失われたＨ２Ｏを再生する密閉反応機能を有してい
ることであるが、２．４５Ｖを超えると、水の電気分解
反応が優先的になり密閉反応機能が大幅に低下する。し
たがって、蓄電池電圧が２．４５Ｖになるまでに欠相状
態に移行するのが適切である。
【０００９】請求項３によれば、前記充電途中の蓄電池
電圧Ｖがあらかじめ定められた値になった時点から起算
して一定時間後に充電を終了することを特徴とするもの
である。
電圧Ｖがあらかじめ定められた値になった時点から起算
して一定時間後に充電を終了することを特徴とするもの
である。
【００１０】充電が進行すると共に蓄電池の電圧が上昇
してくるのでその蓄電池電圧Ｖを検出すれば、およその
充電状態を知ることができ、その時点から過充電になら
ないようにタイマー等で一定時間内に充電を切断するよ
うにすれば安定した寿命性能が得られる。検出する電圧
は、請求項２と同様、２．４５Ｖ以下が好ましく、また
切断する時間は、５〜２４時間が適切である。
してくるのでその蓄電池電圧Ｖを検出すれば、およその
充電状態を知ることができ、その時点から過充電になら
ないようにタイマー等で一定時間内に充電を切断するよ
うにすれば安定した寿命性能が得られる。検出する電圧
は、請求項２と同様、２．４５Ｖ以下が好ましく、また
切断する時間は、５〜２４時間が適切である。
【００１１】請求項４によれば、前記充電制御方法にお
いて、欠相状態の充電時の電流Ｉがあらかじめ定められ
た値になった時、充電を終了することを特徴とするもの
である。
いて、欠相状態の充電時の電流Ｉがあらかじめ定められ
た値になった時、充電を終了することを特徴とするもの
である。
【００１２】準定電圧充電方式は蓄電池の電圧に応じて
電流を出力する特性を有している。すなわち、蓄電池電
圧が高くなるにつれて充電電流は小さくなる。したがっ
て充電末期になると蓄電池電圧は高くなるので充電電流
は小さくなる。この電流を検出することによっておよそ
の充電状態を知ることがき、その電流を適時選定し充電
を終了すればよい。選定する電流Ｉは、０．０５ＣＡ以
下が好ましい。これより大きいと充電が完了しておらず
充電不足の可能性がある。
電流を出力する特性を有している。すなわち、蓄電池電
圧が高くなるにつれて充電電流は小さくなる。したがっ
て充電末期になると蓄電池電圧は高くなるので充電電流
は小さくなる。この電流を検出することによっておよそ
の充電状態を知ることがき、その電流を適時選定し充電
を終了すればよい。選定する電流Ｉは、０．０５ＣＡ以
下が好ましい。これより大きいと充電が完了しておらず
充電不足の可能性がある。
【００１３】請求項５によれば、前記充電制御方法にお
いて、所定の割合で三相充電と二相（欠相状態）の充電
とを行うことを特徴とするものである。
いて、所定の割合で三相充電と二相（欠相状態）の充電
とを行うことを特徴とするものである。
【００１４】鉛蓄電池においては通常、放電量に対して
１１０〜１２０％の充電が行われる。充電の初期、中期
では、蓄電池に入力した電気エネルギーはほぼ１００％
充電反応に消費されるが、放電量に対して充電量が１０
０％に近づくにしたがって、上述した副反応である水の
電気分解反応（Ｈ２Ｏ＝１／２Ｏ２＋Ｈ２）が起こる。
電気エネルギーがほぼ１００％充電に消費されている間
は大きい電流で充電を行っても問題ないので三相の充電
でも過充電にはならない。しかし、充電量が放電量の１
００％に近づくと、大きな電流で充電を行うと副反応が
促進され、電解液が減少するといった弊害が生ずるので
欠相状態の充電に移行するのが好ましい。実際の運用で
は、全充電量を１１０〜1２０％とした時に７５〜９５
％までは三相充電をおこない、残りのガス発生が伴う充
電では、欠相状態の充電を行うのが適切である。
１１０〜１２０％の充電が行われる。充電の初期、中期
では、蓄電池に入力した電気エネルギーはほぼ１００％
充電反応に消費されるが、放電量に対して充電量が１０
０％に近づくにしたがって、上述した副反応である水の
電気分解反応（Ｈ２Ｏ＝１／２Ｏ２＋Ｈ２）が起こる。
電気エネルギーがほぼ１００％充電に消費されている間
は大きい電流で充電を行っても問題ないので三相の充電
でも過充電にはならない。しかし、充電量が放電量の１
００％に近づくと、大きな電流で充電を行うと副反応が
促進され、電解液が減少するといった弊害が生ずるので
欠相状態の充電に移行するのが好ましい。実際の運用で
は、全充電量を１１０〜1２０％とした時に７５〜９５
％までは三相充電をおこない、残りのガス発生が伴う充
電では、欠相状態の充電を行うのが適切である。
【００１５】以上、請求項１〜５は三相交流を入力電源
とし、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する準定電圧充
電方式を制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適用するため
の充電条件に関するものであるが、請求項６〜１１は制
御弁式（シール式）鉛蓄電池の使用条件および構成要素
に関するものである。本発明の充電方式は、充電末期に
おいて一般的に制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適用さ
れている定電流−定電圧方式や多段定電流方式に比べて
若干大きめの電流で充電される傾向にある。これに対し
て発明者は、制御弁式（シール式）鉛蓄電池の使用条件
や構成要素により、本発明の充電方式でさらに寿命性能
の改善されることを見出した。以下は、優れた寿命性能
が得られる使用条件あるいは構成要素を示す。
とし、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する準定電圧充
電方式を制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適用するため
の充電条件に関するものであるが、請求項６〜１１は制
御弁式（シール式）鉛蓄電池の使用条件および構成要素
に関するものである。本発明の充電方式は、充電末期に
おいて一般的に制御弁式（シール式）鉛蓄電池に適用さ
れている定電流−定電圧方式や多段定電流方式に比べて
若干大きめの電流で充電される傾向にある。これに対し
て発明者は、制御弁式（シール式）鉛蓄電池の使用条件
や構成要素により、本発明の充電方式でさらに寿命性能
の改善されることを見出した。以下は、優れた寿命性能
が得られる使用条件あるいは構成要素を示す。
【００１６】請求項６によれば、請求項１〜５におい
て、前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の極板面が地面
に対し、２０度以内の角度になるように該鉛蓄電池が設
置されていることを特徴とするものである。
て、前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の極板面が地面
に対し、２０度以内の角度になるように該鉛蓄電池が設
置されていることを特徴とするものである。
【００１７】本発明の充電方式では、上述したように充
電末期の充電電流が若干大きいが、極板面が地面に対し
て２０度未満の概ね水平の状態に鉛蓄電池を設置した場
合、極板高さが高くなっても電解液の局在化が発生せ
ず、電流密度が均一になり、充電電流が大きくても安定
した寿命性能が得られる。２０度以上の角度に設置する
と、電解液の分布が不均一になり、それに伴って充電電
流密度も不均一になり本発明の充電方式では部分的に過
充電になる可能性もあり好ましくない。
電末期の充電電流が若干大きいが、極板面が地面に対し
て２０度未満の概ね水平の状態に鉛蓄電池を設置した場
合、極板高さが高くなっても電解液の局在化が発生せ
ず、電流密度が均一になり、充電電流が大きくても安定
した寿命性能が得られる。２０度以上の角度に設置する
と、電解液の分布が不均一になり、それに伴って充電電
流密度も不均一になり本発明の充電方式では部分的に過
充電になる可能性もあり好ましくない。
【００１８】請求項７によれば、請求項１〜５において
前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の電解液中にコロイ
ダルシリカが０．２質量％以上１３質量％未満添加され
ていることを特徴とするものである。
前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の電解液中にコロイ
ダルシリカが０．２質量％以上１３質量％未満添加され
ていることを特徴とするものである。
【００１９】本発明によれば、電解液中にコロイダルシ
リカが０．２質量％以上入っていると、電解液の局在化
が抑制でき、充電時の電流分布が均一化され、本発明の
充電方式のように充電電流が若干大きくても安定した寿
命性能が得られる。また、コロイダルシリカが１３質量
％以上の場合には、寿命改善効果がなかった。請求項８
によれば、請求項１〜５において０．０５ＣＡで充電し
た時の前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の密閉反応効
率が９３％以上であることを特徴とするものである。
リカが０．２質量％以上入っていると、電解液の局在化
が抑制でき、充電時の電流分布が均一化され、本発明の
充電方式のように充電電流が若干大きくても安定した寿
命性能が得られる。また、コロイダルシリカが１３質量
％以上の場合には、寿命改善効果がなかった。請求項８
によれば、請求項１〜５において０．０５ＣＡで充電し
た時の前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の密閉反応効
率が９３％以上であることを特徴とするものである。
【００２０】本発明の充電方式では若干大きめの電流で
充電される傾向にあるので、密閉反応効率が９３％以下
の状態では、電解液の減少が促進され、寿命性能に悪影
響を与えるが、密閉反応高率が９３％以上あれば本発明
の充電方式で問題なく、安定した寿命性能が得られる。
充電される傾向にあるので、密閉反応効率が９３％以下
の状態では、電解液の減少が促進され、寿命性能に悪影
響を与えるが、密閉反応高率が９３％以上あれば本発明
の充電方式で問題なく、安定した寿命性能が得られる。
【００２１】なお、本発明で言う密閉反応効率とはＪＩ
Ｓ Ｃ８７０２−１の６．１に定義されたものをいう。
Ｓ Ｃ８７０２−１の６．１に定義されたものをいう。
【００２２】請求項９によれば、前記制御弁式（シール
式）鉛蓄電池が電解液を保持できる多孔性セパレータを
用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、セパレータ中にシ
リカ粉末が５質量％以上保持されていることを特徴とす
るものである。
式）鉛蓄電池が電解液を保持できる多孔性セパレータを
用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、セパレータ中にシ
リカ粉末が５質量％以上保持されていることを特徴とす
るものである。
【００２３】制御弁式（シール式）鉛蓄電池では、流動
電解液が存在せず、ガラス繊維からなるセパレータに含
浸・保持されているだけであるので極板とセパレータと
が密着していることが重要で通常、この種の鉛蓄電池で
はセパレータによって極板が強く圧迫されている。特に
シリカ粉末が添加されたガラス繊維セパレータは極板に
対する圧迫力を維持する点で優れた特性を有している。
本セパレータを適用すると、極板高さが高くても充電時
の電流分布が均一化する。我々の実験では、セパレータ
中のシリカ粉末量を５質量％以上にした場合に本発明の
充電方式で優れた寿命性能を示した。５質量％以下の場
合には、電流分布がやや不均一なために本発明の充電を
行うと、充電末期の充電電流が若干大きいために過充電
傾向になり、寿命特性がよくなかった。
電解液が存在せず、ガラス繊維からなるセパレータに含
浸・保持されているだけであるので極板とセパレータと
が密着していることが重要で通常、この種の鉛蓄電池で
はセパレータによって極板が強く圧迫されている。特に
シリカ粉末が添加されたガラス繊維セパレータは極板に
対する圧迫力を維持する点で優れた特性を有している。
本セパレータを適用すると、極板高さが高くても充電時
の電流分布が均一化する。我々の実験では、セパレータ
中のシリカ粉末量を５質量％以上にした場合に本発明の
充電方式で優れた寿命性能を示した。５質量％以下の場
合には、電流分布がやや不均一なために本発明の充電を
行うと、充電末期の充電電流が若干大きいために過充電
傾向になり、寿命特性がよくなかった。
【００２４】請求項１０によれば、前記制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池が電解液を保持できる多孔性セパレータ
を用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、水銀圧入法によ
るセパレータの平均孔径が８ミクロン以上２０ミクロン
以下であることを特徴とするものである。
ル式）鉛蓄電池が電解液を保持できる多孔性セパレータ
を用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、水銀圧入法によ
るセパレータの平均孔径が８ミクロン以上２０ミクロン
以下であることを特徴とするものである。
【００２５】本発明の充電制御方式は、充電末期におい
て若干大きな電流が流れるのでセパレータ内の孔径が大
きくガスが通り易い方が好ましい。しかし、孔が大きす
ぎると電解液を十分に保持できないため不均一な充・放
電反応が起こってしまう。したがって、上述したように
８ミクロン以上２０ミクロン以下の孔径のセパレータを
使用するのが好ましく、これによって本発明の充電制御
方式で安定した寿命性能が得られる。
て若干大きな電流が流れるのでセパレータ内の孔径が大
きくガスが通り易い方が好ましい。しかし、孔が大きす
ぎると電解液を十分に保持できないため不均一な充・放
電反応が起こってしまう。したがって、上述したように
８ミクロン以上２０ミクロン以下の孔径のセパレータを
使用するのが好ましく、これによって本発明の充電制御
方式で安定した寿命性能が得られる。
【００２６】請求項１１によれば、前記制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池が負極活物質中にカーボンを０．５質量
％以上２．０質量％以下含んでいることを特徴とするも
のである。
ル式）鉛蓄電池が負極活物質中にカーボンを０．５質量
％以上２．０質量％以下含んでいることを特徴とするも
のである。
【００２７】本発明では、負極活物質中にカーボンを添
加することにより、負極板の充・放電反応が均一化し、
その結果、蓄電池全体としても均一に充・放電させるこ
とができ、本発明の充電制御方式で安定した寿命性能が
得られる。しかし、２．０質量％以上添加した場合、逆
効果で短寿命になった。
加することにより、負極板の充・放電反応が均一化し、
その結果、蓄電池全体としても均一に充・放電させるこ
とができ、本発明の充電制御方式で安定した寿命性能が
得られる。しかし、２．０質量％以上添加した場合、逆
効果で短寿命になった。
【００２８】
【実施例】三相交流電源を入力電源とした安価な準定電
圧充電器を充電途中に入力を欠相状態にすることにより
電流を低減させる充電方式に変更することによって制御
弁式（シール式）鉛蓄電池の充電に適用可能であるこ
と、さらに、前記鉛蓄電池の使用条件あるいは構成要素
によって寿命性能が改善されることを実施例でもって具
体的に説明する。
圧充電器を充電途中に入力を欠相状態にすることにより
電流を低減させる充電方式に変更することによって制御
弁式（シール式）鉛蓄電池の充電に適用可能であるこ
と、さらに、前記鉛蓄電池の使用条件あるいは構成要素
によって寿命性能が改善されることを実施例でもって具
体的に説明する。
【００２９】[実施例１]本発明の効果を明確にするため
の試験を行うにあたって、下記の試験用蓄電池を製作し
た。
の試験を行うにあたって、下記の試験用蓄電池を製作し
た。
【００３０】正・負極板にＰｂ−０．０７質量％Ｃａ−
１．３質量％Ｓｎ合金の鋳造格子を用い、微細ガラス繊
維セパレータを介して交互に積層し、電槽に挿入し、所
定量の希硫酸を注液後化成を行い、通常の安全弁を装着
したいわゆるリテーナ式制御弁式(シール式)の１２Ｖの
鉛蓄電池を製作した。定格容量は６０Ａｈ、電解液比重
は１.３０(２０℃)である。
１．３質量％Ｓｎ合金の鋳造格子を用い、微細ガラス繊
維セパレータを介して交互に積層し、電槽に挿入し、所
定量の希硫酸を注液後化成を行い、通常の安全弁を装着
したいわゆるリテーナ式制御弁式(シール式)の１２Ｖの
鉛蓄電池を製作した。定格容量は６０Ａｈ、電解液比重
は１.３０(２０℃)である。
【００３１】上記電池について構成要素および使用条件
を種々変えたものを製作した。その内容を表１に示す。
を種々変えたものを製作した。その内容を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】次に、試験条件を以下に示す。
【００３４】放電：２０Ａ（１／３ＣＡ）（Ｃ：定格容
量、Ａ：電流単位）で４８Ａｈ放電をする。 充電：従来の準定電圧充電および本発明の充電途中で二
相（欠相）状態に移行する準定電圧充電の２方式を行
う。なお、いずれも２５℃の温度で、放電量の１１５％
電気量の充電量に至った時点で充電を終了する。欠相へ
の移行のタイミングは本試験では三相充電において蓄電
池電圧が２．４Ｖ／セルに達した時点で行う。
量、Ａ：電流単位）で４８Ａｈ放電をする。 充電：従来の準定電圧充電および本発明の充電途中で二
相（欠相）状態に移行する準定電圧充電の２方式を行
う。なお、いずれも２５℃の温度で、放電量の１１５％
電気量の充電量に至った時点で充電を終了する。欠相へ
の移行のタイミングは本試験では三相充電において蓄電
池電圧が２．４Ｖ／セルに達した時点で行う。
【００３５】上記充・放電サイクルを繰り返し、２０Ａ
ｈ放電時に電圧が１．７Ｖ／セルに達した時点を寿命と
した。
ｈ放電時に電圧が１．７Ｖ／セルに達した時点を寿命と
した。
【００３６】充・放電サイクル中、上記以外の管理は一
切行わなかった。
切行わなかった。
【００３７】上記の条件で試験を行った結果を表２に示
す。表２では各蓄電池が寿命になるまでのサイクル数を
示している。
す。表２では各蓄電池が寿命になるまでのサイクル数を
示している。
【００３８】
【表２】
【００３９】表２に示すように、三相交流電源を入力電
源とした安価な準定電圧充電器を充電途中に入力を欠相
させることにより電流を低減させて充電を行えば、従来
の欠相させない準定電圧充電器の場合に比べ、制御弁式
（シール式）鉛蓄電池の寿命性能を大幅に向上させるこ
とができ、制御弁式（シール式）鉛蓄電池で一般的な充
電方法である定電流−定電圧方式や多段定電流方式の充
電をおこなった場合とほぼ同等の性能が得られた。さら
に、下記の使用条件あるいは構成要素を制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池に適用することによって寿命性能がさら
に向上した。
源とした安価な準定電圧充電器を充電途中に入力を欠相
させることにより電流を低減させて充電を行えば、従来
の欠相させない準定電圧充電器の場合に比べ、制御弁式
（シール式）鉛蓄電池の寿命性能を大幅に向上させるこ
とができ、制御弁式（シール式）鉛蓄電池で一般的な充
電方法である定電流−定電圧方式や多段定電流方式の充
電をおこなった場合とほぼ同等の性能が得られた。さら
に、下記の使用条件あるいは構成要素を制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池に適用することによって寿命性能がさら
に向上した。
【００４０】（１）制御（シール式）弁式鉛蓄電池の極
板面が地面に対し、２０度以内の角度になるように該鉛
蓄電池が設置されている制御弁式（シール式）鉛蓄電
池。
板面が地面に対し、２０度以内の角度になるように該鉛
蓄電池が設置されている制御弁式（シール式）鉛蓄電
池。
【００４１】（２）電解液中にコロイダルシリカが０．
２質量％以上１３質量％未満添加されている制御弁式
（シール式）鉛蓄電池。
２質量％以上１３質量％未満添加されている制御弁式
（シール式）鉛蓄電池。
【００４２】（３）０．０５ＣＡ（Ｃ；定格容量、Ａ：
電流単位）の電流で充電したときの密閉反応効率が９３
％以上である制御弁式（シール式）鉛蓄電池。
電流単位）の電流で充電したときの密閉反応効率が９３
％以上である制御弁式（シール式）鉛蓄電池。
【００４３】（４）電解液を保持できる多孔性セパレー
タを用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、セパレータ中
にシリカ粉末が５質量％以上保持されている制御弁式
（シール式）鉛蓄電池。
タを用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、セパレータ中
にシリカ粉末が５質量％以上保持されている制御弁式
（シール式）鉛蓄電池。
【００４４】（５）電解液を保持できる多孔性セパレー
タを用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、水銀圧入法に
よるセパレータの平均孔径が８ミクロン以上２０ミクロ
ン以下である制御弁式（シール式）鉛蓄電池。
タを用いたリテーナ式鉛蓄電池であって、水銀圧入法に
よるセパレータの平均孔径が８ミクロン以上２０ミクロ
ン以下である制御弁式（シール式）鉛蓄電池。
【００４５】（６）負極活物質中にカーボンを０．５質
量％以上２．０質量％以下含んでいる制御弁式（シール
式）鉛蓄電池。
量％以上２．０質量％以下含んでいる制御弁式（シール
式）鉛蓄電池。
【００４６】
【発明の効果】以上示したように、本発明は、三相交流
を入力電源とし、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する
準定電圧充電方式において、充電途中に入力電源を二相
(欠相状態)にする事により充電電流を低減させる方式を
採用することによって制御弁式（シール式）鉛蓄電池の
充電に適用可能となり、さらに、前記鉛蓄電池の使用条
件あるいは構成要素を限定することによって寿命性能が
改善され、安価な充電方式にもかかわらず高信頼性のシ
ステムを構築でき、その工業的効果は大である。
を入力電源とし、蓄電池の電圧に応じて電流を出力する
準定電圧充電方式において、充電途中に入力電源を二相
(欠相状態)にする事により充電電流を低減させる方式を
採用することによって制御弁式（シール式）鉛蓄電池の
充電に適用可能となり、さらに、前記鉛蓄電池の使用条
件あるいは構成要素を限定することによって寿命性能が
改善され、安価な充電方式にもかかわらず高信頼性のシ
ステムを構築でき、その工業的効果は大である。
【図１】 本発明の充電特性を示す図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 10/10 Ｈ０１Ｍ 10/10 Ｚ
10/44 10/44 Ａ
Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｂ
Ｈ
Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA04 CA14 CC06
CC07
5H021 AA06 CC02 EE21 EE22 EE27
EE28 EE30 EE33 HH00 HH01
HH03
5H028 AA01 AA06 AA08 BB06 BB10
CC08 EE04 EE05 FF02 FF09
FF10 HH00 HH01 HH05 HH10
5H030 AA01 AS20 BB02 FF42 FF43
5H050 AA02 BA10 CA06 CB15 DA10
DA14 DA19 EA08 EA14 GA10
GA18 HA00 HA01 HA06 HA17
HA18
Claims (11)
- 【請求項１】 三相交流を入力電源とし、蓄電池の電圧
に応じて電流を出力する準定電圧充電方式において、充
電途中に入力電源を二相(欠相状態)にする事により充電
電流を低減させることを特徴とする制御弁式（シール
式）鉛蓄電池用充電制御方法。 - 【請求項２】 三相交流を入力電源とし、蓄電池の電圧
に応じて電流を出力する準定電圧充電方式において、充
電途中の蓄電池電圧Ｖがあらかじめ定められた値になっ
た時、欠相状態の充電に移行することを特徴とする、請
求項１に記載の制御弁式（シール式）鉛蓄電池用充電制
御方法。 - 【請求項３】 前記充電途中の蓄電池電圧Ｖがあらかじ
め定められた値になった時点から起算して一定時間後に
充電を終了することを特徴とする請求項１又は２に記載
の制御弁式（シール式）鉛蓄電池用充電制御方法。 - 【請求項４】 前記充電制御方法において、欠相状態の
充電時の電流Ｉがあらかじめ定められた値になった時、
充電を終了することを特徴とする請求項１または２項に
記載の制御弁式（シール式）鉛蓄電池用充電制御方法。 - 【請求項５】 前記充電制御方法において、所定の割合
で三相充電と二相（欠相状態）の充電とを行うことを特
徴とする請求項１に記載の制御弁式（シール式）鉛蓄電
池用充電制御方法。 - 【請求項６】 前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の極
板面が地面に対し、２０度以内の角度になるように該鉛
蓄電池が設置されていることを特徴とする請求項１、
２、３、４、又は５項に記載の制御弁式（シール式）鉛
蓄電池用充電制御方法。 - 【請求項７】 前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の電
解液中にコロイダルシリカが０．２質量％以上１３質量
％未満添加されていることを特徴とする請求項１、２、
３、４又は５項に記載の制御弁式（シール式）鉛蓄電池
用充電制御方法。 - 【請求項８】 ０．０５ＣＡ（Ｃ：定格容量、Ａ：電流
単位）で充電した時の前記制御弁式（シール式）鉛蓄電
池の密閉反応効率が９３％以上であることを特徴とする
請求項１、２、３、４又は５項に記載の制御弁式（シー
ル式）鉛蓄電池用充電制御方法。 - 【請求項９】 前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池が
電解液を保持できる多孔性セパレータを用いたリテーナ
式鉛蓄電池であって、セパレータ中にシリカ粉末が５質
量％以上保持されていることを特徴とする請求項１、
２、３、４又は５に記載の制御弁式（シール式）鉛蓄電
池用充電制御方法。 - 【請求項１０】 前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池が
電解液を保持できる多孔性セパレータを用いたリテーナ
式鉛蓄電池であって、水銀圧入法によるセパレータの平
均孔径が８ミクロン以上２０ミクロン以下であることを
特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の制御弁
式（シール式）鉛蓄電池用充電制御方法。 - 【請求項１１】 前記制御弁式（シール式）鉛蓄電池の
負極活物質中にカーボンを０．５質量％以上２．０質量
％以下含んでいることを特徴とする請求項１、２、３、
４又は５に記載の制御弁式（シール式）鉛蓄電池用充電
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051623A JP2003259563A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051623A JP2003259563A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003259563A true JP2003259563A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28663551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002051623A Pending JP2003259563A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 制御弁式（シール式）鉛蓄電池の充電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003259563A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250495A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 制御弁式鉛蓄電池 |
| CN102914744A (zh) * | 2012-06-29 | 2013-02-06 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 移动终端及其电池电量显示系统、及获取电池电量的方法 |
| CN102944846A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-27 | Tcl通讯（宁波）有限公司 | 一种检测移动终端恒压充电过程中电池电量的方法及系统 |
| CN104617343A (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 中国空间技术研究院 | 蓄电池组地面充电方法 |
| CN109888410A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-06-14 | 山东超威电源有限公司 | 一种提高铅酸蓄电池低温性能的加酸充电制造工艺 |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002051623A patent/JP2003259563A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250495A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 制御弁式鉛蓄電池 |
| CN102914744A (zh) * | 2012-06-29 | 2013-02-06 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 移动终端及其电池电量显示系统、及获取电池电量的方法 |
| CN102914744B (zh) * | 2012-06-29 | 2015-06-17 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 移动终端及其电池电量显示系统、及获取电池电量的方法 |
| CN102944846A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-27 | Tcl通讯（宁波）有限公司 | 一种检测移动终端恒压充电过程中电池电量的方法及系统 |
| CN104617343A (zh) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 中国空间技术研究院 | 蓄电池组地面充电方法 |
| CN109888410A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-06-14 | 山东超威电源有限公司 | 一种提高铅酸蓄电池低温性能的加酸充电制造工艺 |
| CN109888410B (zh) * | 2018-05-25 | 2021-10-29 | 山东超威电源有限公司 | 一种提高铅酸蓄电池低温性能的加酸充电制造工艺 |
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