JP2855669B2 - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents
密閉型鉛蓄電池Info
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- JP2855669B2 JP2855669B2 JP1177399A JP17739989A JP2855669B2 JP 2855669 B2 JP2855669 B2 JP 2855669B2 JP 1177399 A JP1177399 A JP 1177399A JP 17739989 A JP17739989 A JP 17739989A JP 2855669 B2 JP2855669 B2 JP 2855669B2
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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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は酸素サイクルによる密閉型鉛蓄電池、特に自
動車用電池の改良に関するものである。
動車用電池の改良に関するものである。
従来の技術 この種の密閉型鉛蓄電池では正極板から発生する酸素
ガスを負極板と反応させるが、この反応を生起させるた
めに （イ）負極板を電解液面上に露出させるもの （ロ）保液性の良好なセパレータに電解液を保持させ流
動液をなくしたもの （ハ）電解液をゲル状としたもの の３種類がある。
ガスを負極板と反応させるが、この反応を生起させるた
めに （イ）負極板を電解液面上に露出させるもの （ロ）保液性の良好なセパレータに電解液を保持させ流
動液をなくしたもの （ハ）電解液をゲル状としたもの の３種類がある。
発明が解決しようとする課題 始動性能すなわち急放電特性が重要な自動車用電池で
は、前記（イ）〜（ハ）の電池は次のような問題点を有
している。すなわち、（イ）の負極板露出式密閉型電池
は極板の露出部があまり利用されないために容量が劣
り、（ロ）の流動電解液制限方式電池では保液性の優れ
たセパレータが高価であるだけでなく、このセパレータ
が電解液を含浸すると厚さが減少して極板とセパレータ
とに間隙を生じやすく放電性能が劣るという問題点があ
る。
は、前記（イ）〜（ハ）の電池は次のような問題点を有
している。すなわち、（イ）の負極板露出式密閉型電池
は極板の露出部があまり利用されないために容量が劣
り、（ロ）の流動電解液制限方式電池では保液性の優れ
たセパレータが高価であるだけでなく、このセパレータ
が電解液を含浸すると厚さが減少して極板とセパレータ
とに間隙を生じやすく放電性能が劣るという問題点があ
る。
また、（ハ）のゲル式密閉電池には極板間のゲルの充
填を確実にするために波形あるいはリブ付セパレータを
用いるとともにシリカ濃度を５〜15重量％とした硬いゲ
ルとしたものと、極細ガラス繊維を主体とした保液性の
優れたセパレータを用いるとともに極板群への電解液の
充填，含浸を確実にするためにシリカ濃度１〜４重量％
の柔ゲルとしたものとがあった。前者はゲルが硬くてイ
オンの移動が妨げられることおよびゲルの亀裂のために
電気抵抗が高く急放電時の電圧損失が大きいという問題
点があり、後者は保液性セパレータの孔径が大きくて鉛
あるいは鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を起こ
しやすいという問題点があった。
填を確実にするために波形あるいはリブ付セパレータを
用いるとともにシリカ濃度を５〜15重量％とした硬いゲ
ルとしたものと、極細ガラス繊維を主体とした保液性の
優れたセパレータを用いるとともに極板群への電解液の
充填，含浸を確実にするためにシリカ濃度１〜４重量％
の柔ゲルとしたものとがあった。前者はゲルが硬くてイ
オンの移動が妨げられることおよびゲルの亀裂のために
電気抵抗が高く急放電時の電圧損失が大きいという問題
点があり、後者は保液性セパレータの孔径が大きくて鉛
あるいは鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を起こ
しやすいという問題点があった。
課題を解決するための手段 本発明になる鉛蓄電池は、耐酸性繊維を抄紙した基板
にこの基板よりも重量比で多量のシリカ微粉末を担持さ
せたシリカ微粉末を主体とする薄型セパレータと、直径
10〜20μｍのガラス長繊維を主体とする厚形ガラスマッ
トとを、セパレータが負極板にガラスマットが正極板に
対向するように正・負極板間に介在させ相互に密着させ
るとともに、５重量％以下のシリカを含む柔ゲル電解液
を少なくとも極板群周囲の電槽内空間に充填、配置させ
たことを特徴とする。
にこの基板よりも重量比で多量のシリカ微粉末を担持さ
せたシリカ微粉末を主体とする薄型セパレータと、直径
10〜20μｍのガラス長繊維を主体とする厚形ガラスマッ
トとを、セパレータが負極板にガラスマットが正極板に
対向するように正・負極板間に介在させ相互に密着させ
るとともに、５重量％以下のシリカを含む柔ゲル電解液
を少なくとも極板群周囲の電槽内空間に充填、配置させ
たことを特徴とする。
実施例 以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
第１図に本発明になる鉛蓄電池の好適な一実施例を示
す。１は正極板、２は負極板,3はセパレータ,4はガラス
マットであり、セパレータ３は負極板２に、ガラスマッ
ト４は正極板１にそれぞれ当接し密着している。５は電
解液でシリカ微粉末を２〜７重量％含む希硫酸である。
６は電槽、７は電池蓋である。８は弁機能を持たせた排
気部であり、0.01〜0.5気圧で作動し内部のガスを排出
すると共に減圧時に外気が電池内へ侵入することを防ぐ
機能を有している。９および９′は極性である。
す。１は正極板、２は負極板,3はセパレータ,4はガラス
マットであり、セパレータ３は負極板２に、ガラスマッ
ト４は正極板１にそれぞれ当接し密着している。５は電
解液でシリカ微粉末を２〜７重量％含む希硫酸である。
６は電槽、７は電池蓋である。８は弁機能を持たせた排
気部であり、0.01〜0.5気圧で作動し内部のガスを排出
すると共に減圧時に外気が電池内へ侵入することを防ぐ
機能を有している。９および９′は極性である。
セパレータ３は薄いこと、孔径が小さいこと、保液性
が良好なことが重要な要件である。極板間および極板群
周囲の空間にゲル状電解液を充填するという本発明にな
る構成にあっては、孔径の小さなセパレータの厚さを小
さくし、多量の電解液を極板間に保持する必要がある。
孔径については、溶出した鉛イオンの電析や活物質の脱
落等で鉛や鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を生
じることを防ぐために平均孔径10μｍ以下、最大細孔径
30μｍ以下が好ましい。さらにセパレータ内部およびそ
の表面で電解液を多量に保持するとともにガス溜りを少
なくして、充放電反応のためのイオン移動の経路を確保
する必要上、セパレータの保液性が優れていること、す
なわち濡れのよい材料でかつ孔径が小さく表面積の大き
なことがセパレータには重要である。そのために、ガラ
ス繊維やシリカ微粉末を主材料としてセパレータを構成
させること、とくに表面積の大きなシリカ微粉末を50重
量％以上とすることが必要である。シリカ微粉末のバイ
ンダーとしてアクリル系などの樹脂を、またシリカ微粉
末部分の多孔度を大きくするために、ポリエチレンやパ
ルプ等の繊維をそれぞれ10重量％以下の少量に限って用
いることができる。
が良好なことが重要な要件である。極板間および極板群
周囲の空間にゲル状電解液を充填するという本発明にな
る構成にあっては、孔径の小さなセパレータの厚さを小
さくし、多量の電解液を極板間に保持する必要がある。
孔径については、溶出した鉛イオンの電析や活物質の脱
落等で鉛や鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を生
じることを防ぐために平均孔径10μｍ以下、最大細孔径
30μｍ以下が好ましい。さらにセパレータ内部およびそ
の表面で電解液を多量に保持するとともにガス溜りを少
なくして、充放電反応のためのイオン移動の経路を確保
する必要上、セパレータの保液性が優れていること、す
なわち濡れのよい材料でかつ孔径が小さく表面積の大き
なことがセパレータには重要である。そのために、ガラ
ス繊維やシリカ微粉末を主材料としてセパレータを構成
させること、とくに表面積の大きなシリカ微粉末を50重
量％以上とすることが必要である。シリカ微粉末のバイ
ンダーとしてアクリル系などの樹脂を、またシリカ微粉
末部分の多孔度を大きくするために、ポリエチレンやパ
ルプ等の繊維をそれぞれ10重量％以下の少量に限って用
いることができる。
ガラスマット４は直径20μｍのガラス長繊維を２方向
に交錯させた通常のガラスマットまたは直径10〜15μｍ
のガラス長繊維を２〜50mm程度に切断し、抄造してラン
ダムに配向させたガラスマットが適している。前記
（ロ）の流動電解液制限方式電池では流動性の希硫酸を
確実に保持するために直径１μｍ以下の極細ガラス繊維
からなるセパレータを用いるが、本発明になる電池では
５重量％以下のシリカを含むゲル状であるからマットは
直径10〜20μｍのガラス繊維からなるもので充分に電解
液を保持できる。逆にこのマットはシリカ量の少ない柔
ゲル電解液を保持するのに有効かつ必要である。例えば
リブ付セパレータを用いてガラスマットを無くすると放
電状態で電池が振動を受けた時に柔ゲル電解液がゾル化
して漏液の原因となる。
に交錯させた通常のガラスマットまたは直径10〜15μｍ
のガラス長繊維を２〜50mm程度に切断し、抄造してラン
ダムに配向させたガラスマットが適している。前記
（ロ）の流動電解液制限方式電池では流動性の希硫酸を
確実に保持するために直径１μｍ以下の極細ガラス繊維
からなるセパレータを用いるが、本発明になる電池では
５重量％以下のシリカを含むゲル状であるからマットは
直径10〜20μｍのガラス繊維からなるもので充分に電解
液を保持できる。逆にこのマットはシリカ量の少ない柔
ゲル電解液を保持するのに有効かつ必要である。例えば
リブ付セパレータを用いてガラスマットを無くすると放
電状態で電池が振動を受けた時に柔ゲル電解液がゾル化
して漏液の原因となる。
セパレータ３を負極板に、ガラスマット４を正極板に
それぞれ当接，密着させることは、多孔度の大きなガラ
スマット部に電解液を多量に保持して正極板の放電容量
を大きくすること、正極板によるセパレータの酸化を防
ぐことおよび活物質の脱落を圧迫によって防ぐという効
果をもたらす。
それぞれ当接，密着させることは、多孔度の大きなガラ
スマット部に電解液を多量に保持して正極板の放電容量
を大きくすること、正極板によるセパレータの酸化を防
ぐことおよび活物質の脱落を圧迫によって防ぐという効
果をもたらす。
シリカを含む電解液を有する電池を製作するには、シ
リカ微粉末を希硫酸に添加して撹拌したものか、または
シリカ微粉末を水に懸濁したコロイダルシリカと希釈酸
とを混合したものを電池内に注入すればよい。電解液は
電池内で柔らかいゲル状を呈し、振動や正極板からのガ
ス発生等の機械的刺激で容易に一部ゾル化する。この一
時的なゾル化によって、セパレータおよびガラスマット
と極板との密着性が好くなって優れた放電性能を得るこ
とができる。なお、極板およびセパレータ等の極板群は
多孔体であって孔径はかなり小さく表面積は大きい。し
たがってシリカ微粉末を含む希硫酸と接触すると極板群
は希硫酸を選択的に吸収，含浸する傾向があり、極板群
内のシリカ濃度は低く、極板群周辺の場所ではシリカ濃
度の高いゲルとなる。またシリカ微粉末は表面積の大き
な物質や同質の物質の表面に吸着する傾向があり、極板
表面やガラス繊維表面にシリカが付着して固定される。
したがって、電槽内に存在する電解液の全ての部分につ
いてシリカ濃度が同一となるわけではない。
リカ微粉末を希硫酸に添加して撹拌したものか、または
シリカ微粉末を水に懸濁したコロイダルシリカと希釈酸
とを混合したものを電池内に注入すればよい。電解液は
電池内で柔らかいゲル状を呈し、振動や正極板からのガ
ス発生等の機械的刺激で容易に一部ゾル化する。この一
時的なゾル化によって、セパレータおよびガラスマット
と極板との密着性が好くなって優れた放電性能を得るこ
とができる。なお、極板およびセパレータ等の極板群は
多孔体であって孔径はかなり小さく表面積は大きい。し
たがってシリカ微粉末を含む希硫酸と接触すると極板群
は希硫酸を選択的に吸収，含浸する傾向があり、極板群
内のシリカ濃度は低く、極板群周辺の場所ではシリカ濃
度の高いゲルとなる。またシリカ微粉末は表面積の大き
な物質や同質の物質の表面に吸着する傾向があり、極板
表面やガラス繊維表面にシリカが付着して固定される。
したがって、電槽内に存在する電解液の全ての部分につ
いてシリカ濃度が同一となるわけではない。
柔ゲル電解液とセパレータ及びガラスマットを用いる
構成のために、極板群の一部が電解液から露出している
状態とすることができる。これはゲルの亀裂が少なくて
酸素ガスと負極板との反応が従来のゲル式電池に比較し
て劣ることを補う効果があり、かつ極板間にはセパレー
タとガラスマットとが介在していて電解液をかなり保持
しているので電解液から露出している部分の極板群にお
いても充放電反応がおきるためである。
構成のために、極板群の一部が電解液から露出している
状態とすることができる。これはゲルの亀裂が少なくて
酸素ガスと負極板との反応が従来のゲル式電池に比較し
て劣ることを補う効果があり、かつ極板間にはセパレー
タとガラスマットとが介在していて電解液をかなり保持
しているので電解液から露出している部分の極板群にお
いても充放電反応がおきるためである。
次に本発明になる密閉型鉛蓄電池と従来形電池とを試
作して評価した。電池は5HR放電容量で約35AHの６セル
モノブロック型とした。従来型電池としては平均直径0.
7μｍの極細ガラス繊維からなるマット状セパレータを
用いた流動電解液制限方式、電解液のシリカ濃度を９％
としたゲル方式とを試験した。本発明になる電池及びそ
の類似のものとしては、セパレータ，ガラスマット及び
電解液のシリカ量を変えて試作，試験した。評価試験と
しては（Ａ）初期低温急放電容量、（Ｂ）60℃で１ケ月
間放置した後の低温急放電容量、（Ｃ）JISサイクル寿
命試験を行った。その結果を第１表に比率で示した。
作して評価した。電池は5HR放電容量で約35AHの６セル
モノブロック型とした。従来型電池としては平均直径0.
7μｍの極細ガラス繊維からなるマット状セパレータを
用いた流動電解液制限方式、電解液のシリカ濃度を９％
としたゲル方式とを試験した。本発明になる電池及びそ
の類似のものとしては、セパレータ，ガラスマット及び
電解液のシリカ量を変えて試作，試験した。評価試験と
しては（Ａ）初期低温急放電容量、（Ｂ）60℃で１ケ月
間放置した後の低温急放電容量、（Ｃ）JISサイクル寿
命試験を行った。その結果を第１表に比率で示した。
発明の効果 本発明になる鉛蓄電池は酸素ガスと負極板とを反応さ
せる密閉型であって、 （１）柔ゲル電解液を用いるので電気抵抗が小さく、亀
裂が少なく、かつ極板間のイオンの移動が容易であっ
て、放電特性が優れている。
せる密閉型であって、 （１）柔ゲル電解液を用いるので電気抵抗が小さく、亀
裂が少なく、かつ極板間のイオンの移動が容易であっ
て、放電特性が優れている。
（２）孔径の小さな薄いセパレータを用いているので、
鉛や鉛化合物による極板間の短絡を防ぐことができる。
鉛や鉛化合物による極板間の短絡を防ぐことができる。
（３）セパレータ及びガラスマットが極板間に介在し密
着しているので、電解液の漏液が無いばかりでなく、活
物質の脱落を防ぐことができる。
着しているので、電解液の漏液が無いばかりでなく、活
物質の脱落を防ぐことができる。
などの効果を発揮するものである。
第１図（ａ）は本発明の鉛蓄電池の一実施例を示す正面
図（断面図）であり、同（ｂ）はその側面図（断面図）
である。 １……正極板,2……負極板 ３……セパレータ,4……ガラスマット ５……電解液,6……電槽 ７……電池蓋,8……弁機能付き排気部 9,9′……極柱
図（断面図）であり、同（ｂ）はその側面図（断面図）
である。 １……正極板,2……負極板 ３……セパレータ,4……ガラスマット ５……電解液,6……電槽 ７……電池蓋,8……弁機能付き排気部 9,9′……極柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/10 - 10/12 H01M 2/16
Claims (1)
- 【請求項１】弁機能を有する排気部を備えた密閉型鉛蓄
電池であって、耐酸性繊維を抄紙した基板にこの基板よ
りも重量比で多量のシリカ微粉末を担持させたシリカ微
粉末を主体とする薄型セパレータと、直径10〜20μｍの
ガラス長繊維を主体とする厚形ガラスマットとを、セパ
レータが負極板にガラスマットが正極板に対向するよう
に正・負極板間に介在させ相互に密着させるとともに、
５重量％以下のシリカを含む柔ゲル電解液を少なくとも
極板群周囲の電槽内空間に充填、配置させたことを特徴
とする密閉型鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177399A JP2855669B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 密閉型鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177399A JP2855669B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 密閉型鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343966A JPH0343966A (ja) | 1991-02-25 |
| JP2855669B2 true JP2855669B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=16030249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1177399A Expired - Fee Related JP2855669B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 密閉型鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2855669B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376479A (en) * | 1992-12-03 | 1994-12-27 | Globe-Union Inc. | Lead-acid battery of the absorptive mat type with improved heat transfer |
| FR2727793B1 (fr) * | 1994-12-01 | 1997-01-17 | Europ Accumulateurs | Combinaison d'un separateur et d'un electrolyte pour accumulateur au plomb a recombinaison de gaz, et accumulateur utilisant une telle combinaison |
| KR20010042790A (ko) * | 1998-06-23 | 2001-05-25 | 뵌스테드 뵈르너 | 밀폐형 납축전지용 이격판 |
| AU2003209065A1 (en) | 2002-02-07 | 2003-09-02 | Kvg Technologies, Inc. | Lead acid battery with gelled electrolyte formed by filtration action of absorbent separators, electrolyte therefor, and absorbent separators therefor |
| US10062887B2 (en) | 2013-10-08 | 2018-08-28 | Johns Manville | Battery electrode plate reinforcement mat having improved wettability characteristics and methods of use therefor |
| JP6323791B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2018-05-16 | 株式会社Ｇｓユアサ | 液式鉛蓄電池 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP1177399A patent/JP2855669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0343966A (ja) | 1991-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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