JP2009277608A - 密閉式鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない電解液量でも電池容量が大きくかつ長寿命の密閉型鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】正極板と負極板をリテーナを介して積層した極板群１を電槽に挿入し、極板群の側面部が底面になるように配置された状態で使用する密閉式鉛蓄電池において、前記極板群は、底面になる極板群側面部に電解液を保持することができる厚みが３〜７ｍｍのスペーサ４が密着して配置されている。なおスペーサ材質はガラス繊維からなる不織布で構成されることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、密閉式鉛蓄電池に関するものである。

密閉式鉛蓄電池は、安価で信頼性が高いという特徴を有するため、無停電電源装置や自動車用バッテリー等に広く使用されている。最近、高容量であり、且つ長寿命な密閉式鉛蓄電池が強く要求されている。
一般的な密閉式鉛蓄電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層し、集電部を溶接して極板群を作製し、前記極板群を電槽に挿入した後に、蓋を溶着して密閉して作製する。
密閉式鉛蓄電池は、正極活物質および負極活物質を理論量よりかなり多量に使用する設計が多く、大半の電池では電解液中の硫酸量で容量が決められる。また、使用途中で充放電を繰り返すものでは、電池内に硫酸の濃度差を生じるいわゆる成層化現象が発生し、また、長時間使用する電池では、電槽等の樹脂より水分が透過し減液現象を生じ、容量低下を起こすなどの点から電池内にできるだけ多くの電解液を確保することが要望されている。
特許文献１では、電解液保持体として、高い多孔度と大きい比表面積を有するシリカ粉体を充填した構成の密閉式鉛蓄電池が提案されている。

特開平６−７６８５４号公報

しかしながら、このようなシリカ粉体を電解液保持体として使用する密閉式鉛蓄電池において、電池内に細密状態で粉体を充填していないと、注液時あるいは使用時において電池内に大きな空間を生じる恐れがある。正極・負極板に当接して空間が生じると、電解液はこの空間部には保持されず、極板のこの空間と接している部分の充放電反応が不十分になり、電池容量が減少するということが考えられる。
本発明の目的は、電池容量を減少することなく長寿命になる電池を提供することにある。

上記の課題を解決するために、第一の発明は、正極板、負極板をリテーナを介して積層した極板群を電槽に挿入し、該極板群の側面部が底面になるように配置された状態で使用する密閉式鉛蓄電池において、前記極板群は、底面になる極板群側面部にスペーサが密着して配置されていることを特徴とし、第二の発明は、前記スペーサが、ガラス繊維からなることを特徴としている。ここで、前記スペーサの厚みは、３〜７ｍｍとする。

本発明により、高容量で長寿命な密閉式鉛蓄電池を得ることができる。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。

正極は、酸化度７０％の鉛粉と希硫酸とを混練した活物質ペーストを、幅９０、長さ７０、厚さ１．７ｍｍのエキスパンド加工された格子に充填し、熟成・乾燥、化成をして正極板を得た。
負極は、酸化度７０％の鉛粉に少量の炭素粉末、リグニン、バリウム化合物を加え、希硫酸と混練した後、幅１００、長さ７０、厚さ１．３ｍｍのエキスパンド加工された格子に充填し、熟成・乾燥、化成をして負極板を得た。
前記正極板７枚と前記負極板８枚とを、寸法が幅１００、長さ７０、厚さ１．３ｍｍのガラス繊維製不織布よりなるリテーナを介して積層して極板群とする。
（従来例）
図１に極板群の構成概略図を示す。極板群１の集電部２を溶接してストラップ３を形成させる。前記溶接後の極板群を図示しない電槽に挿入した後に、蓋を溶着する。蓋の開口部から希硫酸を注入し、通電して電槽化成する。続いて希硫酸（電解液）の比重を１．２８（２０℃換算）に調整し、遊離液を排出し、開口部を封止して密閉式鉛蓄電池を作製する。これを従来例電池とする。
（実施例）
溶接後の極板群に極板群１の側面面積と同じ寸法のスペーサ４を密着させ、スペーサ４が折れ曲がらないように注意して電槽に挿入する。その後は従来例と同じ手法で密閉式鉛蓄電池を作製する。スペーサ４の材質はガラス繊維で、厚みを1、３、５、７、９ｍｍと変えた電池をそれぞれ実施例電池１、２、３、４、５とした。
上記電池は、電解液の成層化対策のため、極板群の側面部が底面になるように配置された状態で使用する。実施例電池では、スペーサ４を密着させた極板群１の側面部が底面になるように配置され、図２のように使用される。

作製した電池を満充電した後、２５℃、０．２ＣＡの定電流で放電（放電終止電圧：１．７５Ｖ）して、初期の放電容量を測定する。その後、６０℃の環境下で、２．２３Ｖの定電圧で連続して過充電をする。そして、２５日毎に２５℃、０．２ＣＡの定電流で放電（放電終止電圧：１．７５Ｖ）して放電容量を測定し、初期の放電容量の７０％以下まで低下した時点を寿命とした。これら電池の初期容量及び過充電寿命試験の結果を表１に示す。

表１より従来例電池に比べて、実施例電池２、３、４は高容量で長寿命である。スペーサ４を挿入することで、この部分に電解液が多く保持されて高容量になることが分かる。また、液枯れによる放電容量の低下も起こりにくくなっており、長寿命化に寄与したと考えられる。しかし、スペーサ４の効果は実施例電池１では認められない。追加実験から、スペーサ４の厚みが３ｍｍ未満では、電解液を保持する量が少ないためである。また、実施例電池５は性能がでるものの群挿入がしにくくなり、製造時に支障がでる。さらに、電槽幅が規格で決まっているため、スペーサ４の厚みは一定値以上厚くすることができず、電解液を保持する量に限界がある。実用上の厚み上限は０．７ｍｍであり、このため、スペーサ４の厚みは３〜７ｍｍで、極板群１に密着して配置するのが適当である。

なお、スペーサ４の材質は、電解液の保持ができること、適度の弾力性を有すること、電池性能に悪影響を及ぼす溶出成分がないことを満たせば良い。本発明では、材質としてガラス繊維が最も好ましいと判断する。

極板群の構成を示す概略図である。 実施例電池の使用状態を示す概略図である。

符号の説明

1 極板群、２ 集電部、３ ストラップ、４ スペーサ

Claims (2)

1. 正極板と負極板をリテーナを介して積層した極板群を電槽に挿入し、該極板群の側面部が底面になるように配置された状態で使用する密閉式鉛蓄電池において、前記極板群は、底面になる極板群側面部に厚みが３〜７ｍｍのスペーサが密着して配置されていることを特徴とする密閉式鉛蓄電池。
2. 前記スペーサが、ガラス繊維からなることを特徴とする請求項１記載の密閉式鉛蓄電池。

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