JP2964745B2 - 密閉形鉛蓄電池の検査法 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池の検査法

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喜一 小池
裕行 神保
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主にポータブル機器用
電源などとして用いる負極で酸素ガスを吸収除去する密
閉形鉛蓄電池の検査法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉛蓄電池は、他の二次電池に比較してエ
ネルギー密度が大きく、安価であり経済性に優れてい
る。特に密閉形鉛蓄電池は、最近のVTRなどの小形電
子機器用電源としての需要が増大し、その性能も著しく
向上している。
【0003】密閉形鉛蓄電池の改良に関しては、これま
で数多くの提案がなされている。その代表的なものとし
て電解液量を正極板、負極板およびセパレータからなる
極板群の孔容積(保液容積)と同等か、もしくはそれ以
下の量として、いわゆる遊離の電解液(フリー液)のな
い状態にして、充電末期に正極板から発生する酸素ガス
を負極板で吸収除去して、電解液量の減少を抑制する方
式が採用されている。
【0004】この密閉形鉛蓄電池は、フリー液がないの
で、電池の使用形態を横倒しにしてもあるいは倒立させ
ても漏液せず、かつ補水不要であるという特徴を持って
いるので、多方面に使用されている。
【0005】このような密閉形鉛蓄電池の充電に当っ
て、予め化成した正極板、負極板を用いる場合は、電槽
内に組み込んだ極板群に電解液を注入後初充電を行う方
法がとられる、また未化成の極板を用いる場合には電槽
に極板群を組み込んだ後、電解液を注入し、電槽内で極
板の化成を行う方法が一般的である。
【0006】この初充電あるいは電槽化成後に電池容量
の一定量を放電し、その放電電圧の測定による容量検査
と、容量検査に起因した放電量分を充電するための補充
電を行った後、製品として電池は出荷されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような容
量検査では、極板群におけるセパレータと極板との位置
ズレや、極板から脱落した活物質により、正極板と負極
板がわずかに内部短絡し、これがために容量が徐々に低
下する異常電池や、安全弁の異常等による気密不良で、
負極板が酸化されて徐々に容量が低下する異常電池を検
出し、除去することは不可能である。
【0008】このため一般的には、容量検査後の充電状
態で、1週間以上放置した後、電池の開路電圧を測定
し、その電圧分布を把握し、設定した下限値よりも低い
電圧の電池を異常品として除去する検査方法が行われて
いる。この方法では1週間程度放置しても異常セルの内
部短絡や気密不良による電圧の低下が、正常なセルのそ
れに比べて0.01〜0.05V/セル多いだけであ
り、6V系や12V系の多セル直列に接続した電池で
は、セル間の開路電圧バラツキも大きく、0.01〜
0.05V/セルの電圧差を精度よく検出して異常電池
を除去することが困難であった。
【0009】本発明は、このような課題を解決するもの
で、内部短絡や気密不良等に起因した異常電池を、短期
間の放置で、精度よく検出可能にし、信頼性を向上させ
た密閉形鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明の密閉形鉛蓄電池の検査法は、電池の
初充電後または電槽内での極板の化成終了後、電解液が
20℃で比重1.02〜1.20の範囲にある放電状態
に保ち、少なくとも2日放置した後で、この電池の開路
電圧検査を行い、その電圧値より異常品を検出するよう
にしたものである。
【0011】
【作用】このような本発明の密閉形鉛蓄電池の検査法に
よれば、放電状態で放置後に電池の開路電圧検査するこ
とで、内部短絡や気密不良を生じている電池の開路電圧
の低下を正常な電池のそれよりも大きくして、異常電池
を検出しやすくし、検査精度を向上させるとともに、検
査までの放置期間も従来に比べて大幅に短縮することが
可能である。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の一実施例の密閉形鉛蓄電池
の検査法を図面を参照しながら説明する。
【0013】本実施例に用いた密閉形鉛蓄電池は、正極
板、負極板ともに極板状態で化成後、正極板1枚、負極
板2枚およびガラス繊維よりなるセパレータで構成した
極板群を備えたものである。これらの極板群をABS製
の電槽に組み入れ、蓋で封口して電解液として比重1.
35/20℃(濃度約45%)の希硫酸を注入して初充
電し、公称仕様12V2.0Ahの密閉形鉛蓄電池を作
成した。
【0014】この電池を正常品150個、1セルのみ活
物質で正極板と負極板をわずかに短絡させた異常品25
個、1セルのみ電槽に直径0.3mmの孔をあけて気密不
良にした異常品25個の合計200個試作した。
【0015】つぎに初充電した電池を、0.2Aの放電
電流で全数容量検査し、公称容量(2.0Ah)の90
%以上の容量があり初期容量的には正常であることを確
認後、正常品30個、短絡異常品5個、気密異常品5個
ずつの合計40個を、5種類のグループに分け、各々の
グループを放電末期の電解液比重が20℃で1.05、
1.10、1.15、1.20、1.35(いずれも完
全充電状態)になるように調整し、25℃で7日間放置
中の開路電圧を2日ごとに測定した。
【0016】図1に、正常品Aと1セル内部短絡した電
池B(異常品)の25℃で放置中の開路電圧分布を電解
液比重ごとに示した。
【0017】また図2に、正常品Aと1セル気密不良電
池C(異常品)の25℃での放置中の開路電圧分布を、
電解液比重ごとに示した。
【0018】完全充電状態では、7日間放置しても内部
短絡した電池Bと正常品Aとの電圧差は小さく、内部短
絡電池B5個中4個しか検出できないが、20℃での電
解液比重1.20以下の低濃度電解液となる放電状態で
放置した電池は、全数が検出できた。
【0019】この時の電圧低下率は、充電状態の放置に
比べて、電解液比重1.20で約2倍、1.05では約
4倍にもなり、電解液比重1.05以下の放電状態での
放置では、2日程度で内部短絡電池の検出が可能であ
る。
【0020】一方気密不良電池Cの電圧低下率は、内部
短絡電池Bより2〜3倍大きく、充電状態でも7日間放
置すれば、気密不良電池Cを5個全数検出可能である。
しかし電解液比重が20℃で1.20の放電状態での放
置では電圧低下率が1.5倍、同じく比重1.05では
4〜5倍にもなり、2日程度のより短時間の放置で気密
不良電池の検出が可能である。
【0021】この結果より放電状態で放置中の電解液比
重を低下させるほど内部短絡や気密不良電池の検出精度
が向上する。しかし放電放置時の電解液比重が1.02
以下では、開路電圧が急激に低下するので、正常品でも
開路電圧がバラツキが大きくなり、またサルフェーショ
ンも発生しやすくなるので望ましくない。なお、放電放
置中の温度を高くすると、気密不良電池の電圧低下率が
急激に大きくなり、より短時間の放置で検出可能である
が、内部短絡した電池の電圧低下率はあまり変化せず、
検出精度は向上しない。
【0022】また、一定量放電した電池の開路電圧は、
電解液比重(硫酸濃度)によって決定され、電解液注入
量の少ない電池は容量の低下とともに開路電圧も低下す
るので、気密不良と内部短絡した電池とともに、電解液
量(硫酸量)の少ない電池も検出可能である。
【0023】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明の密閉形鉛蓄電池の検査法によれば、短期間
の放置で内部短絡や気密不良電池の高精度な検出が可能
になり、信頼性の高い電池を得ることができる。
【0024】この理由として、つぎのことが考えられ
る。電池を放電させて電解液比重が低い状態で放置する
と、電池の自己放電量が減少する。このため開路電圧の
低下およびバラツキが少なくなり、内部短絡や気密不良
を生じたセルあるいは電池との開路電圧差が大きくな
る。また、内部短絡や気密不良によって電解液中の硫酸
が消費され、電解液比重が20℃において1.02以下
になると、開路電圧が1.9V/セルから1.1V/セ
ルへと急激に低下し、正常な電池との開路電圧差が大き
くなり、異常電池の検出精度が向上すると考えられる。
【0025】
【発明の効果】上記のように、本発明の製造法によれ
ば、放電放置後開路電圧検査することにより、内部短絡
や気密不良を生じた電池を短期間に高精度に検出でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における密閉形鉛蓄電池の正
常品と内部短絡を生じた電池の放置期間と開路電圧の関
係を示す図
【図2】同正常品と気密不良電池の放置期間と開路電圧
の関係を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 10/42 - 10/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極板、負極板およびセパレータに電解液
    を保持させ、かつ遊離の電解液が存在しない程度に電解
    液量を制限した密閉形鉛蓄電池であって、初充電後また
    は電槽内での極板化成終了後に電解液が20℃で比重
    1.02〜1.20の範囲にある放電状態で電池を放置
    した後、開路電圧の検査を行い、その開路電圧分布より
    異常品を検出する密閉形鉛蓄電池の検査法。
  2. 【請求項2】放電状態での放置期間が少なくとも2日で
    ある請求項1記載の密閉形鉛蓄電池の検査法。
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