JP2003338309A - 制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents
制御弁式鉛蓄電池Info
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
解液の硫酸濃度を低下させた制御弁式鉛蓄電池を充電状
態が50%〜90%程度の中間状態で使用した場合に、
電解液の凍結とこれによる電槽の変形、破損を抑制する
こと。 【解決手段】 ガラス繊維もしくは合成樹脂繊維からな
るマットセパレータと正極板および負極板から構成され
る極板群が電槽に収納され、この極板群から遊離した電
解液を実質的に保有しない制御弁式鉛蓄電池であって、
前記極板群の前記電槽収納状態において、前記マットセ
パレータの空孔体積をVとし、前記マットセパレータに
含浸保持された電解液体積をVeとした時に、比率(V
e/V)を0.92以下とするとともに、前記電解液の
硫酸濃度を26.0質量%〜37.0質量%とする。
Description
るマットセパレータを備え、電解液の殆どすべてが極板
群に保持されていて、極板群から遊離した電解液を殆ど
保有しない制御弁式鉛蓄電池に関するものである。
領域でも信頼性が高いことから自動車用電池として広く
用いられている。
ータにより発電された電力により電池が満充電状態にな
るようにレギュレータで充電電圧を規制しながら充電
し、充電した電力を用いてエンジン始動やライト点灯を
行う。
充電電圧を低下させることによって、オルタネータの回
転数を低下させてエネルギーロスを削減したり、エンジ
ンとモータとを組み合わせたハイブリッド車両が実用化
されている。
の減速時のエネルギーを積極的に回生エネルギーとして
蓄電する必要がある。この回生エネルギーは減速時に発
生するため、発電量および発電時間は無作為であり、こ
のエネルギーを蓄電池の充電に適した電圧、電流に変換
する必要があり、また、このような回生エネルギーによ
る充電(以降、回生充電という)を効率よく受け入れる
ために蓄電池の充電状態(以降、SOCという)を適切
に制御する必要があった。
に、例えば特開平8−308018号公報に示されてい
るように定格電圧12Vの鉛蓄電池を13Vで充電し、
SOCを60%〜90%程度で制御することが記載され
ている。また、電解液の硫酸濃度を低下させることによ
って回生充電の充電受け入れ性を改善することが提案さ
れている。
電池のSOCを50%〜90%の中間状態で制御するこ
とにより回生充電時の受け入れ性は改善する反面、電解
液の硫酸濃度が低い状態で蓄電池が使用される頻度が多
くなる。硫酸濃度の低下によって電解液の凝固点が上昇
することによって、電解液は凍結しやすくなり、電池特
性を著しく低下させたり、凍結した電解液の体積変化に
よって、電槽が変形したり、場合によっては電槽が破損
するという課題があった。
題、すなわち回生充電効率の向上を目的として電解液の
硫酸濃度を低下させるとともに、SOCを中間状態で使
用しても電解液の凍結を抑制し、また、電解液が凍結し
たとしても、電槽の変形、破損を抑制した制御弁式鉛蓄
電池を提供することを目的とする。
ために、本発明の請求項1記載に係る発明はガラス繊維
もしくは合成樹脂繊維からなるマットセパレータと正極
板および負極板とにより構成される極板群が電槽に収納
され、前記極板群に保持されていて極板群から遊離した
電解液を実質的に保有しない制御弁式鉛蓄電池であっ
て、前記極板群が前記電槽に収納された状態において、
前記マットセパレータの空孔体積をVとし、前記マット
セパレータに含浸保持された電解液の体積をVeとした
時に、比率(Ve/V)を0.92以下に設定するとと
もに、前記電解液の硫酸濃度を26.0質量%〜37.
0質量%としたことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池を示
すものである。
は、請求項1記載における比率(Ve/V)の下限値を
0.80とした請求項1記載の制御弁式鉛蓄電池を示す
ものである。
明する。
セパレータを介して配置して極板群を構成する。マット
セパレータは耐酸化性、耐酸性を有しているガラス繊維
マット、ポリプロピレン樹脂繊維マットやこれらを混抄
したものを用いる。この極板群を電槽に収納後、必要に
応じて極板群間の接続を行う。その後、電槽開口部を蓋
で封止するとともに、極板群から導出される入出力端子
と蓋もしくは電槽間の封止を行う。その後、電解液を注
入し、充電を行い、制御弁式鉛蓄電池を構成する。
電状態における電解液の硫酸濃度を26.0質量%乃至
37.0質量%の範囲にするとともに、極板群が電槽に
収納された状態における、マットセパレータの空孔体積
をVとし、このマットセパレータの空孔に保持された電
解液の体積をVeとした時の比率(Ve/V)を0.9
2以下とする。
の回生充電効率の向上と、SOCを中間状態で用いた場
合における電解液の凍結とこれによる電槽の変形、破損
を抑制することができる。
は回生充電における充電受け入れ性および放電容量が急
激に低下することから、少なくともこの比率を0.80
以上に設定することが好ましい。
る鉛蓄電池とを対比することによって本発明の効果を明
らかにした。
質量%錫合金を鋳造して得たスラブを多段階に圧延して
得た圧延鉛シートをエキスパンド加工して集電体を作製
した。この集電体にそれぞれ正極活物質ペースト、負極
活物質ペーストを充填し、熟成乾燥することにより、そ
れぞれ鉛蓄電池用の正極板および負極板とした。これら
の正極板と負極板とをガラス繊維で構成されたマットセ
パレータを介して積層し、同極性の極板耳部を集合溶接
して極板群を作製した。
電槽に収納後、極板群間を直列接続した後、電槽開口部
を蓋で閉塞し、蓋に一体成形された鉛ブッシングに極柱
を挿通させ、鉛ブッシングと極柱とを溶接して端子部を
形成した。
設けた注液口から電解液である希硫酸を注入し、注液口
に電槽内圧に応じて開閉する制御弁を取りつけて化成充
電を行うことにより公称電圧12V、5時間率定格容量
10Ahの制御弁式鉛蓄電池を構成した。
濃度と注液量を変化させることによって化成充電後、す
なわち満充電状態における電解液中の硫酸濃度とセパレ
ータの空孔体積Vとセパレータ空孔に含浸保持された電
解液体積Veとの比率を種々に変化させて電池を構成し
た。なお、極板群圧は19600N/m2に設定した。
い、SOCを50%の状態とした。これらの電池をそれ
ぞれ満充電状態の電解液の硫酸濃度に対応した電解液の
凝固点温度よりもさらに10℃低い温度で24時間放置
した時の電槽の変形度合いを確認した。なお、電槽変形
度合いの評価としては膨れ等の変形寸法が1mm以下で
あり、殆ど変形のないものを○、変形寸法は5mm以上
で著しい変形のあるものを△、変形によって電槽に割れ
が発生したものを×とした。これらの結果を表1に示
す。
0.92を超えて大きくした場合、電解液の硫酸濃度に
よっては電槽変形が発生し始めることがわかる。
の発生した電池を除いた電池を25℃雰囲気下に48時
間放置した後、100Aの定電流放電を行い、放電開始
後2秒目の放電電圧Eを測定した。この結果を表2に示
す。
0.75で放電電圧4.2Vと急激に出力電圧が低下す
ることがわかる。また、硫酸濃度が25.0質量%で他
の硫酸濃度が26.0質量%、30.0質量%、37.
0質量%、38.0質量%、40.0質量%の場合に比
較して、急激な出力電圧の低下が認められた。
受け入れ性を評価した。
し、25℃中で17V定電圧充電した場合に、充電開始
1秒目の充電電流を測定することによって充電受け入れ
性を評価した。
の(Ve/V)範囲において電解液の硫酸濃度を37質
量%を超えて増加させると充電電流が急激に低下するこ
とがわかる。これは硫酸濃度が高い領域では充電時に正
極板および負極板表面近傍で発生した硫酸の拡散が抑制
されて充電電流が制限されるものと推測できる。
入れ性を低下させることなく、電池を低温放置した場合
に発生する電解液の凍結による電槽変形、破損を抑制す
るためには比率(Ve/V)を0.92以下にするとと
もに、前記電解液の硫酸濃度を26.0質量%〜37.
0質量%としたことが必要である。また、出力特性の低
下を抑制するためには少なくとも比率(Ve/V)を
0.80以上とすることが好ましい。
れば回生充電効率向上を目的として電解液の硫酸濃度を
低下させた場合において、SOCを中間状態で使用して
も電解液の凍結を抑制できる。また、電解液が凍結した
としても、電槽の変形、破損を抑制した制御弁式鉛蓄電
池を提供することができることから、工業上極めて有用
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ガラス繊維もしくは合成樹脂繊維からな
るマットセパレータと正極板および負極板とにより構成
される極板群が電槽に収納され、前記極板群に保持され
ていて極板群から遊離した電解液を実質的に保有しない
制御弁式鉛蓄電池であって、前記極板群が前記電槽に収
納された状態において、前記マットセパレータの空孔体
積をVとし、前記マットセパレータに含浸保持された電
解液の体積をVeとした時に、比率(Ve/V)を0.
92以下に設定するとともに、前記電解液の硫酸濃度を
26.0質量%〜37.0質量%としたことを特徴とす
る制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項2】 請求項1記載における比率(Ve/V)
の下限値を0.80としたことを特徴とする請求項1記
載の制御弁式鉛蓄電池。
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JP2002145827A JP4232385B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 制御弁式鉛蓄電池 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013131389A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Gs Yuasa Corp | 鉛蓄電池 |
CN114256515A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-29 | 浙江长兴绿色电池科技有限公司 | 排气式启停用铅酸蓄电池动态充电接受能力的研究方法 |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002145827A patent/JP4232385B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN114256515A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-29 | 浙江长兴绿色电池科技有限公司 | 排气式启停用铅酸蓄电池动态充电接受能力的研究方法 |
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---|---|
JP4232385B2 (ja) | 2009-03-04 |
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