JP2586249B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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Description
関するものである。
で吸収するいわゆる酸素サイクルを利用した密閉形鉛蓄
電池には、リテ−ナ式とゲル式の二種類がある。
ガラス繊維を素材とするマット状セパレ−タ(ガラスセ
パレ−タ)を挿入し、これで電池の充放電に必要な硫酸
電解液の保持と両極の隔離を行っており、無保守、無漏
液、ポジションフリ−などの特徴を生かして、近年ポ−
タブル機器、コ−ドレス機器、コンピュ−タ−のバック
アップ電源をはじめ、大型の据置用電池や自動車のエン
ジン始動用にも使用されるようになってきた。
造される直径1ミクロン前後の極細ガラス繊維を抄造し
てマット状としたもので、一般的に用いられている鉛蓄
電池用のセパレ−タに比してかなり高価なことや、目標
の電池性能を得るためには極板群を強く圧迫して電槽内
に組み込まなければならないので電池の組立が困難とな
り、必然的に電池の製造コストが高くなるという欠点が
あった。
的に正、負極板間に挿入したガラスセパレ−タに硫酸電
解液を保持できるだけであるから電池の充放電に関与で
きる電解液量が少なく、電解液が豊富に存在する開放形
の一般的な鉛蓄電池に比べると電池容量、とくに低率放
電容量が劣るという欠点があった。
リカや水ガラスによってゲル化した密閉形鉛蓄電池であ
るが、硫酸が離しょうしたり硫酸イオンの移動が悪いた
めに性能的にやはり問題があった。
池活物質に比して多孔度が高く比表面積の大きな粉体を
直接極板間および極板群の周囲に配置し、この粉体に電
池の充放電に必要な硫酸電解液を保持させた構造の、上
述したリテーナ式でもなくゲル式でもない密閉形鉛蓄電
池が提案されている。
る密閉形鉛蓄電池では、電池に電解液を注液するのに長
時間を要し、また注液時や充電中のガス発生によって粉
体層内に電池性能に悪影響をおよぼす空洞が生じるとい
う問題があった。そこでこれらの問題を改善するための
方法が種々提案されているが、いずれも確実性や量産性
に欠けるものであった。
体として粉体を使用した密閉形鉛蓄電池の上記課題を解
決する手段を提供するものである。
室を設け、該排気室の上部に排気弁を、その下部に多孔
板を設けることによって上記欠点を解消することができ
た。
用電池に適用した場合の一実施例を示す概略図である。
図において、正極板1はアンチモンフリーの鉛合金また
はアンチモンを少量含む鉛合金からなる格子に正極ペー
ストを充填した正極板である。アンチモンフリーの鉛合
金としては、Ca 0.05〜0.12wt%、Sn 0.20〜1.0wt %
を含む一般的な鉛カルシウム系合金が使用できる。
二酸化珪素粉体は、アンチモンを吸着する特性があるの
で鉛アンチモン系合金の使用が可能である。鉛アンチモ
ン合金のアンチモン含有量としては Sb 0.7 〜2.0wt
%、とくに0.7 〜1.5 重量%が好ましく、アンチモン以
外の金属として砒素 As を 0.1〜0.3wt %、錫 Snを 0.
01 〜0.5wt %を添加する。核化剤としてセレンSeやイ
オウS を極少量添加すれば格子の鋳造性や耐食性を改善
できる。正極格子に充填する正極ペーストは鉛粉を希硫
酸と混練して調製する一般的なペーストも使用可能であ
るが、正極板の化成性や電池性能の向上を図るために
は、鉛粉に鉛丹(Pb3 O4 )を混入するのが好ましい。
た格子にリグニンや硫酸バリウムなどの防縮剤を添加し
た通常の負極ペーストを充填して製造する。負極格子の
鉛合金は Ca 0.05〜0.12wt%、Sn 0〜0.5wt %を含む一
般的な鉛カルシウム系合金が使用できる。
のや鉛合金シートを展開したエキスパンド格子あるいは
打ち抜き格子などいづれも使用可能である。なお、ペー
ストを充填した極板は30〜50℃の部屋で熟成してから使
用する。とくに、正極板の熟成は電池性能上重要な工程
である。
セパレータである。厚みが薄く多孔性でかつ電気抵抗の
低いセパレータであればいづれも使用できるが、孔径の
小さすぎるセパレータはガスが透過しにくいので好まし
くない。また、正、負極板間に粉体を充填するために
は、両極間に隙間を設ける必要があり、その目的のため
には、波付きセパレータやエンボスセパレータなど表面
に凹凸を設けたセパレータを使用するのが都合がよい。
ての粉体は、密に充填すればセパレータとしての機能も
有するので、このような場合にはセパレータの使用を省
略することが可能である。
とを積み重ね、正、負極板それぞれ別々に溶接して極板
群を作製し電槽4に挿入する。従来のガラスセパレータ
を用いたものでは、極板群を強く圧迫しなければならな
いので電槽への挿入が非常に困難であったが、本発明で
は極板群を圧迫する必要がないので挿入は容易である。
極板群を電槽に挿入したのち、セル間の接続を行う。図
において5はセル間接続部、6は極柱である。
で電槽ふた7には排気室8と粉体の充填口9が設けてあ
り、充填口9から電槽内に粉体を充填したのちは充填口
の密封栓10で密封する。
蔵する排気栓12が装着できるようになっており、その
下部には通気性のある多孔板13を取り付けてある。排
気弁11は電池内圧が上昇した時は開き、減圧した時は
閉じる機能を有し、キャップ弁、リング弁、板弁など一
般的に用いられるいずれの弁も使用できる。
充電中のガッシングで粉体層内に空洞が生じるのを防止
するためのもので、気体や液体は通過し粉体は通過しな
い大きさの孔を有する耐酸性の連続気泡発泡体からでき
ている。このような特性の多孔板として本実施例ではフ
エノール樹脂発泡体を用いた。なお、多孔板13の下端
は極板群の上端に近接させて配置する。上記構造の鉛蓄
電池を組み立てたなら、粉体の充填口から粉体を注入し
て電池内に充満させる。
ロン、比表面積100〜150m2 /gの含水二酸化珪
素(SiO2 ・nH2 O)の微細粒子が凝集して50〜
200ミクロンの二次粒子を形成している粉体であっ
て、安息角が30〜35度の流動性のよい粉体を用い
た。このように流動性に優れた粉体なので、電槽内への
粉体の充填は重力加速度2 〜4G、振幅1 〜2mm の振動を
かけながら充填口から粉体を注入すれば短時間に密に充
填できた。充填後は密封栓10を装着する。このように
して組み立てた未充電電池を初充電する場合は、まず排
気栓12を取り外して所定量の硫酸電解液を注液する。
上述したように、多孔板13の下端は極板群の上端に近
接して設けてあるので、注液した電解液は多孔板13を
通過し、その直下にある極板群の正、負極板やセパレー
タに吸収されて周囲に広がるために短時間で注液は完了
する。
電中はガッシングによって電解液面が上昇するが、排気
室8内にトラップされるために、従来のように溢液防止
治具を装着しなくても外部に電解液が漏れ出すことはな
い。この意味から排気室8の容積はできるだけ大きく取
るのが望ましい。
能試験および寿命試験を行った実験例について説明す
る。試験に供した電池は12Vの自動車用密閉形鉛蓄電池
で、公称容量は25Ahである。表1に試験結果を示す。表
1中の()内数値は5秒目電圧を示す。なお、寿命試験
は次の条件で行った。
にPb-0.1%Ca-0.5%Snを用いた本発明品である。BはA
と同じ正極格子合金を用いたリテーナ式の従来品であ
る。負極はいずれもPb-0.7%Ca-0.5%Snの鉛カルシウム
合金格子とした。
5時間率容量、150A放電容量とも本発明品A、が従来品
Bよりも約10%優れていた。これは本発明品の電解液量
が従来品に比べて多く保持できたことおよび正極ペース
トに鉛丹を混入することによって正極板の化成性が向上
したからであると思われる。
して500 サイクル毎にコールドクランキング電流(274
A)で放電し、30秒目電圧が7.2Vに低下した時点を寿命
とした。その結果、本発明の電池Aは従来品の電池Bに
比べて2倍以上の優れた性能が得られた。また、寿命試
験中の電解液の減少量も少なく、優れた密閉反応効率を
有していることがわかった。
従来のガラスセパレータを用いた密閉形鉛蓄電池では正
極格子の腐食が著しく、正極板は原型をとどめないほど
に劣化していたのに対して、本発明品は充填した粉体に
よって極板がしっかりと固定されているため、その変形
はわずかであった。このようなことも本発明品の寿命性
能が優れていた理由の1つであると思われる。なお、本
実施例では粉体の充填口を排気室と分離して設けたが、
排気室内に設けることも可能である。
電池は、比表面積の大きな微細一次粒子に電解液を保持
させるとともに、それが凝集した比較的粗大な二次粒子
が密接して生じる間隙をガス通路するという新規な密閉
形鉛電池の考え方に基づいて、従来のガラスセパレータ
を使用するリテーナ式密閉形鉛電池を上回る電池性能と
優れた密閉反応効率を得ることができた。
閉形鉛蓄電池には、本実施例で示した含水二酸化珪素粉
体以外にも珪酸カルシウムの板状結晶のように、一次粒
子が微細で比表面積および多孔度が大きく、それが凝集
して二次粒子を形成し、かつ耐酸性と親水性を有する粉
体であればいずれも使用が可能である。
当なバインダーを使用することができる。さらに、極板
群の圧迫をする必要が無いので電池の組立が容易にな
り、かつ使用材料が安価なため電池の製造コストを大幅
に低減することができた。
は極板群のストラップ部が露出しているので、電池が高
温で充放電されるような条件で使用されると、負極スト
ラップ部で腐食が起こる場合があった。
は、極板群全体が粉体層に埋没しているためこのような
使用条件下でも腐食が起こらないのは大きな利点の1つ
である。なお、本発明は実施例に示した以外にも種々の
態様が考えられる。例えば、本発明をチューブラー式の
鉛蓄電池に適用すれば、容易に密閉形鉛蓄電池を製造す
ることができる。
極板がフラットでない構造からガラスセパレータを使用
することができず、したがって専らゲル式の密閉電池し
か製造できなかったため寿命が短いという重大な欠点が
あったが、本発明に基づいて製造すれば電池の製造が簡
略化されるばかりでなく、優れた寿命性能のチューブラ
ー式密閉形鉛蓄電池の得られることがわかった。
Claims (1)
- 【請求項1】 微細な一次粒子が凝集して粗大な二次粒
子を形成する粉体を電解液保持体とする密閉形鉛蓄電池
であって、前記密閉形鉛蓄電池の電槽ふたは排気室と上
記粉体の充填口を有し、該排気室はその上部に弁付きの
排気栓を、その下部に通気性のある多孔板を備え、前記
多孔板の下端を極板群の上端に近接して設けたことを特
徴とする密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3209785A JP2586249B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3209785A JP2586249B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0536434A JPH0536434A (ja) | 1993-02-12 |
JP2586249B2 true JP2586249B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=16578564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3209785A Expired - Fee Related JP2586249B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000182591A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
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JPS62147263U (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-17 | ||
JPH01103266U (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-12 |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3209785A patent/JP2586249B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0536434A (ja) | 1993-02-12 |
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