JP2588631Y2 - 密閉鉛蓄電池 - Google Patents

密閉鉛蓄電池

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JP2588631Y2
JP2588631Y2 JP1990089363U JP8936390U JP2588631Y2 JP 2588631 Y2 JP2588631 Y2 JP 2588631Y2 JP 1990089363 U JP1990089363 U JP 1990089363U JP 8936390 U JP8936390 U JP 8936390U JP 2588631 Y2 JP2588631 Y2 JP 2588631Y2
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electrode
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昭雄 田中
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、密閉鉛蓄電池に関する。
〔従来の技術〕
従来の密閉鉛蓄電池は、電槽内に極板群を収容すると
共に、該極板群の両側面とこれに対向する電槽の壁面と
の間に間隔板を挿入して該極板群を挟圧し、電解液の所
定量を極板群のセパレータに含浸させ、蓋を電槽上面に
気密に施して成るものである。
〔考案が解決しようとする課題〕
然し乍ら、上記従来の密閉鉛蓄電池は、下記の問題が
ある。即ち、電槽は、一般に射出成形により製造される
ので、その電槽の内周壁面は、所要の抜き勾配が付けら
れている。従って、該電槽内に収容された極板群とその
両側面と電槽の内壁面との間に挿入された間隔板は、そ
の下端から上端に至るに従い開き勝手の状態で極板群を
挟圧する状態となるので、極板群の上下方向における加
圧力は略均一であるが、実際には、極板群の上部の加圧
力は下部よりはやゝ小さくなる。従って、セパレータの
上半部は、その下半部よりも圧縮力が小さく、そのため
微細な繊維から成るセパレータ自体のもつ反発性で、上
半部は膨らむ傾向になる。その結果、挟圧された状態の
セパレータの上半部の密度は、下半部の密度に比し小さ
くなる。従って、セパレータの上半部の電解液保持性は
下半部より劣る。電解液は、セパレータの上部より下部
に保持される傾向がある。
一方、セパレータ中に含浸した硫酸電解液は、蓄電池
の充放電の繰り返しで下記するように所謂成層化現象を
起こす。即ち、電解液中の硫酸は、電池の放電時は、極
板の活物質と反応し、その濃度が低下し、充電時は、極
板の活物質より放出された硫酸によりその濃度が高くな
る現象を繰り返すので、充放電を繰り返す過程で、濃度
の高い硫酸は比重が高いのでセパレータの下部に沈下
し、結局、濃度の低い硫酸は、比重が低いのでセパレー
タの上半部に浮上し、結局、セパレータ中の電解液濃度
は、その上半部では低く、下半部では高くなる所謂硫酸
電解液の成層化現象を起こす。従って、これにより上下
方向に濃淡電池を形成し、自己放電により密閉鉛蓄電池
の特性は著しく低下し、電池寿命の短縮をもたらす。か
ゝる不都合は、蓄電池の高さが高い程大きく現れる。
然るに、上記したように、セパレータの密度がその上
半部において下半部より小さく電解液の保持性が悪い
と、前記の充放電サイクルにより、電解液の成層化現象
は起こり易く、従って、その電池寿命の短縮が促進され
る不都合をもたらす。また、極板群をその両側面から全
面に略均等に加圧してこれに略均等に圧迫しても、セパ
レータはその上半部の密度は、その下半部の密度と均等
となるだけであるので、電解液の保液性は、上半部と下
半部は等しくなるにとゞまり、比重の高い硫酸はセパレ
ータの下部に沈下し、電解液の成層化現象を起こすこと
を防止できず、上記の不都合を解消できない。
従って、できる限り電解液の成層化現象の抑制効果を
増大し、自己放電を小さくし、電池寿命の延長した密閉
鉛蓄電池が望まれる。
〔課題を解決するための手段〕
本考案は、上記従来の密閉鉛蓄電池の不都合を解消
し、上記の要望を満足した密閉鉛蓄電池を提供するもの
で、電槽内に極板群を収容すると共に、該極板群の両側
面とその各対向する電槽の壁面との間に間隔板を挿入し
て該極板群を挟圧し、電解液の所定量を極板群のリテー
ナーマットセパレータに含浸させ、蓋を電槽上面に気密
に施して成る密閉蓄電池において、該間隔板の少なくと
も片面を、電槽の抜き勾配より大きい傾斜面を有するく
さび形間隔板に形成し、該くさび形間隔板をその肉薄端
側を下向きにして挿入して、該リテーナーマットセパレ
ータを下端から上端にかけて漸次大きく圧縮し、その上
半部の密度をその下半部に比し大きくしたことを特徴と
する。
〔作用〕
本考案の上記の一対のくさび形の間隔板により挟圧さ
れる極板群内のリテーナーマットセパレータは、下端よ
り上端にかけて漸次大きく圧縮されるので、該リテーナ
ーマットセパレータの上半部での電解液の保持性を向上
し、充放電の繰り返しによる電解液の成層化現象は著し
く抑制されて、電池寿命の増大をもたらす。
〔実施例〕
次に、本考案の実施例を添付図面に基づき説明する。
第1図は、本考案実施の1例の断面図を示す。図面で
1は、合成樹脂成形による電槽、2は、該電槽1内に収
容した極板群を示す。該極板群2は、4枚の陰極板2aと
3枚の陽極板2bとこれら相隣る陰陽極板2a,2b間に夫々
介在したリテーナーマットセパレータ2cとから成る。3
は、各陰極板2aの上端の1側から上方に突出する耳4を
接続する鉛ストラップを示す。これと反対側に存する陽
極板の耳とこれらの耳を接続するストラップは図示され
ていない。リテーナーマットセパレータ2cは、耐酸、耐
酸化性、保液性並にガス透過性を有する例えば、ガラス
微細繊維を主体として所定の密度を有するものに作製す
る。該電槽1の四周壁内面は、射出成形時の抜き勾配を
有するが、この場合、収容する該極板群2の両側に対向
する壁内面は、所定の抜き勾配を有する多数本の補強用
リブ1aを配設したものが一般に使用される。
該極板群2に注入された所定量の硫酸電解液は、その
大部分を適宜に圧縮された各リテーナーマットセパレー
タ2cにガス通気性を失わない不飽和状態に保持させる。
その一部はセパレータ2cとその両側の陰陽極板2a,2bと
の間に保持される。
図面で5は、その電槽1の上面開口部を気密に閉塞す
るべく、その周縁をヒートシールなどで気液密に施され
た電池蓋、6は、陰極ストラップ3より該蓋5を気密に
貫通して上方外部に突出せしめた陰極端子用極柱、7
は、電槽1底壁内面に配設した鞍を示す。陽極端子用極
柱は、その反対側に存する。
更に、該電槽1とこれに収容した極板群2との間にく
さび形間隔板8をその肉薄端側を下向きにして挿入し、
その挿入された一対のくさび形間隔板8,8により該極板
群2をその両外側から挟圧固定する。該くさび形間隔板
8は、少なくともその片面を下記する勾配を有する傾斜
面8aとする。
第2図は、片面を電槽1の抜き勾配1aより大きい勾配
の傾斜面8aとしたくさび形間隔板、第3図は、両面を電
槽1の抜き勾配1aより大きい勾配の傾斜面8a,8aとした
くさび形間隔板を示し、そのいずれか一方又は両方の一
対を適宜選択使用する。くさび形間隔板8は、耐酸、耐
酸化性、硬質の合成樹脂製の成形体が好ましく使用され
る。尚、くさび形間隔板8の下端と上端の厚さの設定、
並にその下端と上端の厚さの差は、上記の勾配条件で夫
々適当に設定される。
第1図の実施例では、第2図示のくさび形間隔板8
を、その傾斜面8a側を、その電槽1の抜き勾配をもつリ
ブ付き壁面1aに向けて挿入したものである。しかし乍
ら、図示の実施例とは逆に、その傾斜面8aを極板群2の
側面に向けて挿入してもよいことは勿論である。
かくして、この挿入された一対のくさび形間隔板8
は、その夫々の傾斜面8a,8aは、電槽1の抜き勾配1a,1a
より大きいので、その間隔板8,8間に挟圧される該極板
群2は、その下端から上端に至るに従いその挟圧力は増
大し、その結果、その極板2a,2b間に介在のリテーナー
マットセパレータ2cは下端から上端にかけて漸次大きく
圧縮され、その密度は下端から上端にかけ漸次増大し、
特に各リテーナーマットセパレータ2cの高さの中心から
上方の部位全域、即ち、上半部における電解液の保持性
をその高さの中心から下方の部位全域、即ち、下半部に
比し向上せしめる。この場合、一般にセパレータの電解
液保持性が良好なセパレータの密度の範囲において、セ
パレータの上半部を、下半部に比し大きい密度となるよ
うに、上記の一対のくさび形間隔板8,8の厚さや傾斜角
度(勾配)をもつように設計したものを使用する。かく
して、各リテーナーマットセパレータ2c中に保持されて
いる電解液は、電池の充放電により、その硫酸濃度の高
低、即ち、電解液比重の大小に変化が生じたとき、上記
の一対のくさび形間隔板により挟圧されている該セパレ
ータは、その上半部は密度が下半部の密度に比し大きい
ので、電解液の保持性が良好に確保され、上半部に存す
る電解液の沈下移動が抑制される。かくして、従来の間
隔板による極板群の挟圧では、セパレータの上半部の密
度が、その下半部の密度に比し小さいか或いは等しい場
合に見られる電解液の成層化現象に比し、その成層化現
象を抑制し得られる。
セパレータの密度は、その下端部から上端部にかけて
その電解液の良好な保液性を得るため、0.13〜0.29g/cm
3の範囲に存せしめることが好ましい。
次に、更に詳細な比較試験により、本考案の電池の構
成により電池寿命の著しい向上をもたらすことを明らか
にする。
試験例 射出成形により2Vセル用電槽MES形を製造した。該電
槽の対向壁内面は高さ325mm、上部内面寸法106mm、電槽
底部内面寸法100mmの差6mmを有する片方の抜き勾配0.92
%を有する電槽に、対向壁内面高さ310mm、上端突起1m
m、下端突起6.25mm、上下端突起の差5.25mmを有する勾
配1.7%を有するリブを形成されている。該電槽内に下
記表1に記載の構成部材で組み立てた極板群を収容し、
その極板群の両側面とこれと対向する電槽のリブ付き対
向壁内面との間に、幅160mm、長さ310mm、一端厚さ24m
m、他端厚さ2mm、その一方の面は垂直面、その他方の面
は、7.1%勾配を有する傾斜面としたくさび形間隔板
を、その傾斜面を該対向する電槽のリブ付き対向壁内面
に対面させた状態で、その肉薄側を下向きにして挿入
し、該極板群を両側から挟圧固定した。
次で、これに比重1.300の電解液1100ccを極板群に均
一に注入含浸させた。各リテーナーマットセパレータと
しては、繊維径0.5〜2.0μmの範囲のガラス微細繊維か
ら成る。
表中、Hは高さ、Wは幅、Tは厚さを示す。
これに、常法により電池蓋を施し、本考案の密閉鉛蓄
電池を構成した。
比較のため、幅160mm、長さ310mm、厚さ5mmの平坦板
から成る従来の間隔板の2枚を使用した以外は、前記と
全く同じ構成で、従来の密閉鉛蓄電池を構成した。
かくして、本考案電池と従来電池における各極板群に
おける中間に位置する複数枚のセパレータの圧縮状態
は、下記表2に示す通りである。
上記表中、厚さ、密度、保液性の数値は、セパレータ
の上半部及び下半部における夫々の平均値である。
上記2種の電池につき、寿命試験を行った。該寿命試
験は、40℃の雰囲気中で0.25Cの電流で3時間放電を行
い、次で0.17Cの電流で5時間充電を行い、25回毎に25
℃で0.2Cの放電試験で容量を確認し、容量が初期容量の
40%となった時を終期とした。
その結果を第4図に示す。aは、本考案電池の寿命特
性曲線、bは、従来電池の寿命曲線を示す。
このグラフから明らかなように、くさび形間隔板を具
備した本考案の電池は、平坦な間隔板を使用した従来の
電池に比し、電池寿命を著しく向上することが認められ
た。
更に、上記構成の本考案電池3個と従来電池3個につ
き、夫々次のような自己放電試験を行った。即ち、25℃
で0.2C放電試験を5回行った後に、45℃の雰囲気中に30
日間放置し、その後25℃で0.2Cの放電を行い放電容量を
測定した。その結果を下記表3に示す。
上記表から明らかなように、本考案電池は、従来電池
に比し、自己放電を著しく小さくできる。このことは、
問題であった電解液の成層化に起因する濃淡電池形成
が、本考案のように、セパレータの密度をその下端より
上端にかけて増大させることにより抑制することができ
るためと解される。
尚、本考案のくさび形間隔板の使用による極板群中の
セパレータの上下方向における中心より下部と上部とに
分けたとき、その下半部と上半部における夫々の平均的
な密度を、夫々下半部は0.13〜0.15g/cm3、上半部は0.2
0〜0.29g/cm3の範囲内で設定するように、くさび形間隔
板の下端から上端にかけての厚さ及びその上端と下端を
結ぶ傾斜面の傾斜角度を種々設定して所望に応じた各種
の密閉鉛蓄電池を構成する。
尚、本考案は、電槽とは、上記の単一セル電槽に代
え、少なくとも1種の仕切り壁により内部を仕切られた
モノブロック電槽にも勿論適用でき、この場合の「電
槽」とは、その各セル室を意味し、極板群の両側に対向
する壁面とは、その仕切り壁の片面又は両面をも意味す
る。
〔考案の効果〕
このように本考案によるときは、電槽とこれに収容さ
れた極板群との間に、傾斜面の勾配を電槽の抜き勾配よ
り大きくしたくさび形間隔板をその肉薄端側を下向きに
して挿入し、該極板群を挟圧し、極板群内のリテーナー
マットセパレータを、その下端から上端にかけて漸次大
きく圧縮させてその上半部の密度をその下半部に比し増
大せしめるようにしたので、その上半部における保液性
をその下半部に比し向上し得られ、従って、充放電サイ
クル時に生ずるセパレータ中に保持されている電解液の
成層化現象を著しく抑制することができ、従来の間隔板
で極板群を挟圧し、その下端から上端にかけて圧迫力が
漸次減少し或いは等しくなるようにした式の密閉鉛蓄電
池に比し、自己放電の減少、充放電サイクル寿命の増大
をもたらす密閉鉛蓄電池を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案の実施の1例の密閉鉛蓄電池の縦断面
図、第2図は、本考案のくさび形間隔板の1例の斜面
図、第3図は、本考案のくさび形間隔板の他例の斜面
図、第4図は、充放電サイクル特性の比較グラフを示
す。 1…電槽、1a…抜き勾配、2…極板群 2a…陰極板、2b…陽極板 2c…リテーナーマットセパレータ 5…蓋、8…くさび形間隔板、8a…傾斜面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 10/14 - 10/16

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】電槽内に極板群を収容すると共に、該極板
    群の両側面とその各対向する電槽の壁面との間に間隔板
    を挿入して該極板群を挟圧し、電解液の所定量を極板群
    のリテーナーマットセパレータに含浸させ、蓋を電槽上
    面に気密に施して成る密閉蓄電池において、該間隔板の
    少なくとも片面を、電槽の抜き勾配より大きい傾斜面を
    有するくさび形間隔板に形成し、該くさび形間隔板をそ
    の肉薄端側を下向きにして挿入して、該リテーナーマッ
    トセパレータを下端から上端にかけて漸次大きく圧縮
    し、その上半部の密度をその下半部に比し大きくしたこ
    とを特徴とする密閉鉛蓄電池。
JP1990089363U 1990-08-27 1990-08-27 密閉鉛蓄電池 Expired - Lifetime JP2588631Y2 (ja)

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