JP2577268B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
- Publication number
- JP2577268B2 JP2577268B2 JP2154354A JP15435490A JP2577268B2 JP 2577268 B2 JP2577268 B2 JP 2577268B2 JP 2154354 A JP2154354 A JP 2154354A JP 15435490 A JP15435490 A JP 15435490A JP 2577268 B2 JP2577268 B2 JP 2577268B2
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- Japan
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- separator
- electrode plate
- powder
- battery
- negative electrode
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は充電と放電とが繰り返される用途の密閉形鉛
蓄電池の改良に関するものである。
蓄電池の改良に関するものである。
従来の技術とその課題 現在市販されている密閉形鉛蓄電池の大部分は、正負
極板と微細ガラス繊維を主成分とする隔離体とに電解液
を含浸・保持させた、いわゆるリテーナ式と呼ばれるも
のである。このリテーナ式密閉形鉛蓄電池は、従来の開
放形の鉛蓄電池に比べて、性能面では遜色はないものの
コストが高いという問題点を有している。コスト高の原
因は、極板間に電解液を含浸・保持するために、例えば
微細ガラス繊維セパレータ（以後ガラスセパレータと呼
ぶ）等の液保持能力の優れた高価なセパレータを使用し
ているためである。このコスト高を解消するための一つ
の方法として、電解液保持体として、ガラスセパレータ
の代わりにSiO2などの無機酸化物から成る粉体を用いる
という方法が試みられている。この様な粉体を用いた電
池の放電容量は、最適な粒子径の粉体を選んで使用する
ことによって、従来のリテーナ式電池と同等あるいはそ
れ以上にすることができるが、粉体自体は隔離板として
の充分な機能を持たないために、隔離板を併用しない
と、深い充放電を繰り返した場合には、正負極板間に短
絡が発生し早期に寿命となる。また、このような短絡を
防止するために、正極板と負極板との間に強化繊維隔離
板や合成樹脂を主成分とする隔離板を挿入すると放電容
量が減少するという欠点が生じる。
極板と微細ガラス繊維を主成分とする隔離体とに電解液
を含浸・保持させた、いわゆるリテーナ式と呼ばれるも
のである。このリテーナ式密閉形鉛蓄電池は、従来の開
放形の鉛蓄電池に比べて、性能面では遜色はないものの
コストが高いという問題点を有している。コスト高の原
因は、極板間に電解液を含浸・保持するために、例えば
微細ガラス繊維セパレータ（以後ガラスセパレータと呼
ぶ）等の液保持能力の優れた高価なセパレータを使用し
ているためである。このコスト高を解消するための一つ
の方法として、電解液保持体として、ガラスセパレータ
の代わりにSiO2などの無機酸化物から成る粉体を用いる
という方法が試みられている。この様な粉体を用いた電
池の放電容量は、最適な粒子径の粉体を選んで使用する
ことによって、従来のリテーナ式電池と同等あるいはそ
れ以上にすることができるが、粉体自体は隔離板として
の充分な機能を持たないために、隔離板を併用しない
と、深い充放電を繰り返した場合には、正負極板間に短
絡が発生し早期に寿命となる。また、このような短絡を
防止するために、正極板と負極板との間に強化繊維隔離
板や合成樹脂を主成分とする隔離板を挿入すると放電容
量が減少するという欠点が生じる。
課題を解決するための手段 そこでまず、上記の問題点を解決するために、これら
の隔離板を併用すると、なぜ放電容量が減少するかにつ
いて調べた。その結果、隔離板と極板との間に粉体が充
填されていない空隙分のあることがわかった。すなわ
ち、正極板の負極板の表面は完全には平坦ではなく、ま
たこれらの隔離板には弾力性がないため、隔離板を極板
に当接すると極板表面に隙間が形成され、しかもその隙
間は連続しておらず、かつその隙間の厚みは充填する粉
体の粒子径より小さいために、その部分に粉体が充填さ
れなかったものと考えられる。この部分には電解液を保
持するものがないため、当然この部分は電解液が枯れた
状態になっており、またこの部分は電解液移動の障壁と
なり、粉体に保持されている電解液の正極板や負極板へ
の移動を妨げていると考えられる。
の隔離板を併用すると、なぜ放電容量が減少するかにつ
いて調べた。その結果、隔離板と極板との間に粉体が充
填されていない空隙分のあることがわかった。すなわ
ち、正極板の負極板の表面は完全には平坦ではなく、ま
たこれらの隔離板には弾力性がないため、隔離板を極板
に当接すると極板表面に隙間が形成され、しかもその隙
間は連続しておらず、かつその隙間の厚みは充填する粉
体の粒子径より小さいために、その部分に粉体が充填さ
れなかったものと考えられる。この部分には電解液を保
持するものがないため、当然この部分は電解液が枯れた
状態になっており、またこの部分は電解液移動の障壁と
なり、粉体に保持されている電解液の正極板や負極板へ
の移動を妨げていると考えられる。
本発明は、上記観察結果に鑑み、極板群の内部および
周辺部に耐酸，耐酸性の粉体を充填し、正負極板、粉体
および隔離板に電解液を吸収，保持する方式の密閉形鉛
蓄電池において、極板と隔離板との間に間隙を設け、該
間隙の幅を粉体の平均粒子径の３倍以上にすることによ
って、上記問題点を解決するものである。
周辺部に耐酸，耐酸性の粉体を充填し、正負極板、粉体
および隔離板に電解液を吸収，保持する方式の密閉形鉛
蓄電池において、極板と隔離板との間に間隙を設け、該
間隙の幅を粉体の平均粒子径の３倍以上にすることによ
って、上記問題点を解決するものである。
作 用 極板と隔離板との間に、粉体の平均粒子径の３倍以上
の間隙を設けることにより、極板と隔離板との間に隙間
なく粉体を充填でき、その結果極板表面に電解液が均一
に保持されるため、隔離体を併用しても放電容量が減少
することはない。
の間隙を設けることにより、極板と隔離板との間に隙間
なく粉体を充填でき、その結果極板表面に電解液が均一
に保持されるため、隔離体を併用しても放電容量が減少
することはない。
実施例 本発明による密閉形鉛蓄電池を図面を用いて以下に説
明する。
明する。
第１図は、本発明による鉛蓄電池の一実施例の側部断
面模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。１
はペースト式正極板、２はペースト式負極板である。３
はSiO2主成分とする耐酸・耐酸化性の粉体で、その平均
粒子径が200μの粉体、４は合成樹脂製の隔離板であ
る。５は正極板１および負極板２と隔離板４との間の間
隔を保持するために設けた耐酸，耐酸化性の合成樹脂な
どからなる厚さ1.0mmの間隔保持体で、粉体充填の妨げ
にならないように縦方向に設置されている。６は電槽、
７は蓋、８は排気弁、９および10はそれぞれ正極および
負極端子である。なお、電解液は、粉体３、隔離板４お
よび正極板１、負極板２とに含浸・保持されている。
面模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。１
はペースト式正極板、２はペースト式負極板である。３
はSiO2主成分とする耐酸・耐酸化性の粉体で、その平均
粒子径が200μの粉体、４は合成樹脂製の隔離板であ
る。５は正極板１および負極板２と隔離板４との間の間
隔を保持するために設けた耐酸，耐酸化性の合成樹脂な
どからなる厚さ1.0mmの間隔保持体で、粉体充填の妨げ
にならないように縦方向に設置されている。６は電槽、
７は蓋、８は排気弁、９および10はそれぞれ正極および
負極端子である。なお、電解液は、粉体３、隔離板４お
よび正極板１、負極板２とに含浸・保持されている。
本発明による上記の電池Ａの放電容量と寿命性能につ
いて調べた結果を以下に述べる。なお、比較のために、
隔離板を極板に当接した電池Ｂ、隔離板なしの電池Ｃを
作製し、同時に試験した。これらの電池の5hR放電容量
を第１表に示す。
いて調べた結果を以下に述べる。なお、比較のために、
隔離板を極板に当接した電池Ｂ、隔離板なしの電池Ｃを
作製し、同時に試験した。これらの電池の5hR放電容量
を第１表に示す。
本発明による電池Ａの放電容量は、隔離板を正極板に
当接した電池Ｂに比べて約10％勝っており、隔離板なし
の電池Ｃに比べて遜色のないことがわかる。
当接した電池Ｂに比べて約10％勝っており、隔離板なし
の電池Ｃに比べて遜色のないことがわかる。
一方、寿命性能については、10HR電流で端子電圧が1.
70Vなるまで放電し、続いて2.35Vで24H充電するという
充放電サイクル試験を行なって評価したが、第３図に示
すように、隔離板なしの電池Ｃは極めて短寿命であっ
た。電池を解体調査したところ、デンドライト（樹枝状
のPb結晶）が粉体内を貫通し、負極板と正極板とが短絡
していた。また、隔離板を正極板に当接した電池Ｂで
は、このような短絡は見られなかったものの、容量推移
は本発明による電池Ａよりかなり劣った。これは、電解
液の枯れた部分ができる結果、充放電反応が不均一とに
なり、活物質の劣化を早めたものと思われる。
70Vなるまで放電し、続いて2.35Vで24H充電するという
充放電サイクル試験を行なって評価したが、第３図に示
すように、隔離板なしの電池Ｃは極めて短寿命であっ
た。電池を解体調査したところ、デンドライト（樹枝状
のPb結晶）が粉体内を貫通し、負極板と正極板とが短絡
していた。また、隔離板を正極板に当接した電池Ｂで
は、このような短絡は見られなかったものの、容量推移
は本発明による電池Ａよりかなり劣った。これは、電解
液の枯れた部分ができる結果、充放電反応が不均一とに
なり、活物質の劣化を早めたものと思われる。
つぎに、極板と隔離板との間隔について調べるため
に、平均粒子径が200μの粉体を用いて、極板と隔離板
との間隔が0.2mm（粉体の平均粒子径と同じ）、0.6mm
（平均粒子径の３倍）、1.5mm（7.5倍）の電池Ｄ、Ｅ、
Ｆを製作し、前述の電池ＡやＢと比較したた。容量試験
と寿命試験の結果を第２表に示す。
に、平均粒子径が200μの粉体を用いて、極板と隔離板
との間隔が0.2mm（粉体の平均粒子径と同じ）、0.6mm
（平均粒子径の３倍）、1.5mm（7.5倍）の電池Ｄ、Ｅ、
Ｆを製作し、前述の電池ＡやＢと比較したた。容量試験
と寿命試験の結果を第２表に示す。
寿命の値は5hR容量が３時間を切った時点のサイクル
数（電池Ａを100とする）である。
数（電池Ａを100とする）である。
これらの結果から、極板と隔離板との間隔が0.2mmで
は、容量、寿命とも電池Ａに比べて劣ることがわかる。
しかし、その間隔が0.6mm、すなわち粉体の平均粒子径
の３倍になると、性能は著しく向上している。これは、
極板と隔離板との間隔が３倍未満では、極板と隔離板と
の間に粉体が円滑に入っていかず、部分的に充填されな
い部分が電池Ｃと同様にできたためと考えられる。
は、容量、寿命とも電池Ａに比べて劣ることがわかる。
しかし、その間隔が0.6mm、すなわち粉体の平均粒子径
の３倍になると、性能は著しく向上している。これは、
極板と隔離板との間隔が３倍未満では、極板と隔離板と
の間に粉体が円滑に入っていかず、部分的に充填されな
い部分が電池Ｃと同様にできたためと考えられる。
なお、本実施例では、平均粒子径が200の粉体を用い
たが、粉体としては平均粒子径が50〜500μのものを使
用するのが好ましい。これは、平均粒子径が50μ以下の
粉体を用いると、多孔度が小さくなって電解液の保持量
が少なくなるだけでなく、電解液の拡散に必要な通路が
細くなるために、放電性能が著しく低下し、本発明の効
果がなくなるためである。また、500μ以上の粉体を用
いると、電解液の保持能力が低下し、深い充放電を繰り
返し行なうと電解液の上下方向の比重差、いわゆる電解
液の成層化という現象を生じ、短寿命の原因となるため
である。
たが、粉体としては平均粒子径が50〜500μのものを使
用するのが好ましい。これは、平均粒子径が50μ以下の
粉体を用いると、多孔度が小さくなって電解液の保持量
が少なくなるだけでなく、電解液の拡散に必要な通路が
細くなるために、放電性能が著しく低下し、本発明の効
果がなくなるためである。また、500μ以上の粉体を用
いると、電解液の保持能力が低下し、深い充放電を繰り
返し行なうと電解液の上下方向の比重差、いわゆる電解
液の成層化という現象を生じ、短寿命の原因となるため
である。
また、極板と隔離板との間隔を保持する方法として、
本実施例では、極間保持体を用いたが、リブ等を備えた
隔離体を用いるという方法も有効であることはいうまで
もない。また、本実施例では、ペースト式電池を例にと
って説明したが、クラッド式電池においても本発明の効
果は変わるものではない。
本実施例では、極間保持体を用いたが、リブ等を備えた
隔離体を用いるという方法も有効であることはいうまで
もない。また、本実施例では、ペースト式電池を例にと
って説明したが、クラッド式電池においても本発明の効
果は変わるものではない。
さらに、本実施例では、正極板と隔離板との間および
負極板と隔離板との間の両方に間隔を設けたが、正極板
で容量や寿命が支配される場合には正極板側だけに、ま
た負極板で容量や寿命が支配される場合には負極板側だ
けに間隔を設けても本発明の効果の変わることはもちろ
んない。
負極板と隔離板との間の両方に間隔を設けたが、正極板
で容量や寿命が支配される場合には正極板側だけに、ま
た負極板で容量や寿命が支配される場合には負極板側だ
けに間隔を設けても本発明の効果の変わることはもちろ
んない。
発明の効果 以上述べたよに、正負極板と強化繊維隔離板や合成樹
脂を主成分とする隔離板等で構成される極板群の内部お
よび周辺部に、SiO2などの無機酸化物からなる耐酸，耐
酸化性の粉体を充填し、正負極板と粉体に電解液を吸
収，保持させる方式の鉛蓄電池において、極板と隔離板
との間に間隙を設けることにより、放電容量を低下させ
ることなく、長寿命でかつ安価な密閉形鉛蓄電池が得ら
れ、その工業的価値は甚だ大きい。
脂を主成分とする隔離板等で構成される極板群の内部お
よび周辺部に、SiO2などの無機酸化物からなる耐酸，耐
酸化性の粉体を充填し、正負極板と粉体に電解液を吸
収，保持させる方式の鉛蓄電池において、極板と隔離板
との間に間隙を設けることにより、放電容量を低下させ
ることなく、長寿命でかつ安価な密閉形鉛蓄電池が得ら
れ、その工業的価値は甚だ大きい。
第１図は、本発明鉛蓄電池の一実施例における側部断面
模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は本
発明による電池Ａおよびその他の電池B,Cの寿命試験時
における放電容量の推移を示す図である。 １……正極板、２……負極板、３……粉体、４……隔離
体、５……間隔保持体。
模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は本
発明による電池Ａおよびその他の電池B,Cの寿命試験時
における放電容量の推移を示す図である。 １……正極板、２……負極板、３……粉体、４……隔離
体、５……間隔保持体。
Claims (1)
- 【請求項１】正負極板と、強化繊維隔離板や合成樹脂を
主成分とする隔離板で構成される極板群の内部および周
辺部に無機酸化物からなる耐酸・耐酸化性の粉体を充填
し、正負極板、粉体および隔離板に電解液を吸収，保持
する方式の鉛蓄電池において、極板と隔離板との間に上
記粉体の平均粒子径の３倍以上の幅を有する間隙を設け
たことを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154354A JP2577268B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154354A JP2577268B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0447675A JPH0447675A (ja) | 1992-02-17 |
| JP2577268B2 true JP2577268B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=15582326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154354A Expired - Fee Related JP2577268B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577268B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP2154354A patent/JP2577268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0447675A (ja) | 1992-02-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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