JP3069289B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP3069289B2 JP3069289B2 JP8122711A JP12271196A JP3069289B2 JP 3069289 B2 JP3069289 B2 JP 3069289B2 JP 8122711 A JP8122711 A JP 8122711A JP 12271196 A JP12271196 A JP 12271196A JP 3069289 B2 JP3069289 B2 JP 3069289B2
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- Japan
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- electrode plate
- positive electrode
- lead
- fiber mat
- separator
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- 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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- 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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- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用などに適用さ
れる鉛蓄電池に関する。
れる鉛蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】出願人は、先に、特願平６−２８４４７
８号において、Ｃａ０．０３〜０．０９重量％、Ｓｎ
１．０５〜１．５０重量％、残部鉛から成る鉛−カルシ
ウム−錫系合金から成る格子基板にペースト状正極活物
質を充填して成る高温下でも耐腐食性の優れた正極板
を、合成樹脂セパレータに収容することなく、袋状セパ
レータに収容した負極板と組み合わせ、積層して成る極
板群を具備する電池寿命の向上した鉛蓄電池を提示し
た。
８号において、Ｃａ０．０３〜０．０９重量％、Ｓｎ
１．０５〜１．５０重量％、残部鉛から成る鉛−カルシ
ウム−錫系合金から成る格子基板にペースト状正極活物
質を充填して成る高温下でも耐腐食性の優れた正極板
を、合成樹脂セパレータに収容することなく、袋状セパ
レータに収容した負極板と組み合わせ、積層して成る極
板群を具備する電池寿命の向上した鉛蓄電池を提示し
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記の正
極板と負極板との間には、合成樹脂セパレータのみが介
在するので、正極板の活物質の脱落が生じ易く、電池寿
命の短縮をもたらす恐れがある。この対策として、Ｕ字
状に折り畳んだ対向内面に縦に平行のリブを設け、その
左右の両端に凹凸を設けて成る袋状のポリエチレンセパ
レータ内に該正極板を収容して、これらリブと凹凸によ
り正極板面との圧着による活物質の脱落と、正極板の伸
びによる袋状のセパレターの破れをその機械的強度の向
上を図ることも考えられるが、充分にその目的は達せら
れない。従って、上記の不都合を解消し、更に長寿命の
鉛蓄電池の開発が望まれる。
極板と負極板との間には、合成樹脂セパレータのみが介
在するので、正極板の活物質の脱落が生じ易く、電池寿
命の短縮をもたらす恐れがある。この対策として、Ｕ字
状に折り畳んだ対向内面に縦に平行のリブを設け、その
左右の両端に凹凸を設けて成る袋状のポリエチレンセパ
レータ内に該正極板を収容して、これらリブと凹凸によ
り正極板面との圧着による活物質の脱落と、正極板の伸
びによる袋状のセパレターの破れをその機械的強度の向
上を図ることも考えられるが、充分にその目的は達せら
れない。従って、上記の不都合を解消し、更に長寿命の
鉛蓄電池の開発が望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の要望を
満足する鉛蓄電池を提供するもので、Ｃａ０．０３〜
０．０９重量％、Ｓｎ１．０５〜１．５０重量％、残部
鉛から成る合金で鋳造された格子基板にペースト状正極
活物質を充填して成る正極板と負極板との間に、繊維マ
ットと合成樹脂セパレータを、該繊維マットを該正極板
面に向けて、介在せしめて成る極板群を具備することを
特徴とする。
満足する鉛蓄電池を提供するもので、Ｃａ０．０３〜
０．０９重量％、Ｓｎ１．０５〜１．５０重量％、残部
鉛から成る合金で鋳造された格子基板にペースト状正極
活物質を充填して成る正極板と負極板との間に、繊維マ
ットと合成樹脂セパレータを、該繊維マットを該正極板
面に向けて、介在せしめて成る極板群を具備することを
特徴とする。
【０００５】該繊維マットは、該正極板の全面に圧着さ
れるので、活物質の脱落を防止すると共に該正極板の伸
びを吸収し、その外側の合成樹脂セパレータが袋状であ
っても、緩衝作用をなし袋の破れを防止する。一方、該
繊維マットの外側の合成樹脂セパレータは、該負極板に
析出するＰｂが該繊維マットの微孔を介して該正極板に
達し正負極板間の短絡が防止される。かくして、鉛蓄電
池の寿命の延長をもたらす。
れるので、活物質の脱落を防止すると共に該正極板の伸
びを吸収し、その外側の合成樹脂セパレータが袋状であ
っても、緩衝作用をなし袋の破れを防止する。一方、該
繊維マットの外側の合成樹脂セパレータは、該負極板に
析出するＰｂが該繊維マットの微孔を介して該正極板に
達し正負極板間の短絡が防止される。かくして、鉛蓄電
池の寿命の延長をもたらす。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を詳述す
る。Ｃａ０．０３〜０．１４重量％、Ｓｎ０．７〜１．
５０重量％、残部鉛において、合金組成を種々変えて各
種合金を作製し、その夫々を材料として、夫々の鋳造格
子基板を作製した。このように作製した夫々の格子基板
にペースト状正極活物質を充填し、以下常法により夫々
の正極板を作製した。このように作製した格子基板の合
金組成の異なる夫々の正極板について、７５℃でＪＩＳ
規定の過充電試験を行った。即ち、４．５Ａで１１０時
間の連続充電を行い、４８時間放置後、１５０Ａで３０
秒放電することを３サイクル行った。その後、夫々の正
極板の格子基板につき、その腐食量（％）を測定した。
その結果、正極板の合金格子基板の合金中の夫々の組成
成分ＣａとＳｎの配合量の変化と夫々の合金格子基板の
腐食量（％）との関係を調べた。その結果を図１に示
す。図１に明らかな通り、特に格子基板の腐食量を２０
％以下と小さくするためには、Ｃａは０．０９重量％以
下、Ｓｎ１．０５重量％以上とする配合が必要であるこ
とが判った。但、Ｃａが０．０２重量％である場合は、
格子基板の機械的強度が弱くなり、実用に適さなくな
る。一方、Ｓｎが１．５５重量％となると鋳造時に湯流
れが悪くなり、鋳造格子基板に目切れ等の格子欠陥を生
ずることが認められた。従って、Ｃａは０．０３〜０．
０９重量％の範囲、Ｓｎは１．０５〜１．５０重量％の
範囲、残部鉛から成る鉛−カルシウム−錫系合金を使用
することにより、確実に腐食性の小さい良好な格子基板
をロスなく円滑に鋳造することができ、而も、腐食量２
０％以下の正極板を得ることができる。
る。Ｃａ０．０３〜０．１４重量％、Ｓｎ０．７〜１．
５０重量％、残部鉛において、合金組成を種々変えて各
種合金を作製し、その夫々を材料として、夫々の鋳造格
子基板を作製した。このように作製した夫々の格子基板
にペースト状正極活物質を充填し、以下常法により夫々
の正極板を作製した。このように作製した格子基板の合
金組成の異なる夫々の正極板について、７５℃でＪＩＳ
規定の過充電試験を行った。即ち、４．５Ａで１１０時
間の連続充電を行い、４８時間放置後、１５０Ａで３０
秒放電することを３サイクル行った。その後、夫々の正
極板の格子基板につき、その腐食量（％）を測定した。
その結果、正極板の合金格子基板の合金中の夫々の組成
成分ＣａとＳｎの配合量の変化と夫々の合金格子基板の
腐食量（％）との関係を調べた。その結果を図１に示
す。図１に明らかな通り、特に格子基板の腐食量を２０
％以下と小さくするためには、Ｃａは０．０９重量％以
下、Ｓｎ１．０５重量％以上とする配合が必要であるこ
とが判った。但、Ｃａが０．０２重量％である場合は、
格子基板の機械的強度が弱くなり、実用に適さなくな
る。一方、Ｓｎが１．５５重量％となると鋳造時に湯流
れが悪くなり、鋳造格子基板に目切れ等の格子欠陥を生
ずることが認められた。従って、Ｃａは０．０３〜０．
０９重量％の範囲、Ｓｎは１．０５〜１．５０重量％の
範囲、残部鉛から成る鉛−カルシウム−錫系合金を使用
することにより、確実に腐食性の小さい良好な格子基板
をロスなく円滑に鋳造することができ、而も、腐食量２
０％以下の正極板を得ることができる。
【０００７】然し乍ら、上記に特定した範囲のＣａとＳ
ｎとの配合量を使用し、鉛合金格子基板を作製し、これ
に正極活物質を充填して正極板を製造しても、これを用
い鉛蓄電池を製造するに当たり、該正極板と常法により
作成した負極板とこれらの間にリーフ状のポリエチレン
などの合成樹脂セパレータを介在させ、或いは、該正極
板又は該負極板を収容した袋状のポリエチレンなどの合
成樹脂セパレータを介在させて極板群を組み立て、これ
を電槽内に組み込んで鉛蓄電池を製造したものは、長寿
命のものが得られず、該正極板と該セパレータの間にリ
ーフ状又は袋状の繊維マットを介在させることにより一
層長寿命の鉛蓄電池が得られることが判った。繊維マッ
トとしては、ガラス繊維マット、合成繊維マット又はガ
ラス繊維と合成繊維と混合繊維マットのいずれを使用し
ても良いが、ガラス繊維マットが最も好ましい。
ｎとの配合量を使用し、鉛合金格子基板を作製し、これ
に正極活物質を充填して正極板を製造しても、これを用
い鉛蓄電池を製造するに当たり、該正極板と常法により
作成した負極板とこれらの間にリーフ状のポリエチレン
などの合成樹脂セパレータを介在させ、或いは、該正極
板又は該負極板を収容した袋状のポリエチレンなどの合
成樹脂セパレータを介在させて極板群を組み立て、これ
を電槽内に組み込んで鉛蓄電池を製造したものは、長寿
命のものが得られず、該正極板と該セパレータの間にリ
ーフ状又は袋状の繊維マットを介在させることにより一
層長寿命の鉛蓄電池が得られることが判った。繊維マッ
トとしては、ガラス繊維マット、合成繊維マット又はガ
ラス繊維と合成繊維と混合繊維マットのいずれを使用し
ても良いが、ガラス繊維マットが最も好ましい。
【０００８】図２及び図３は夫々本発明の鉛蓄電池を構
成する極板群Ａ，Ａ′を示す。１は正極板、２は負極
板、３は繊維マットを示し、図示の例は、ガラス繊維マ
ットである。４は合成樹脂セパレータを示し、図示の例
は、ポリエチレンセパレータである。ガラス繊維マット
３及びポリエチレンセパレータ４はリーフ状及び袋状の
いずれのものでも使用できる。図２示の極板群Ａは、２
枚の各正極板１を内側の袋状のガラス繊維セパレータ３
とその外側の袋状のポリエチレンセパレータ４とから成
る二重の袋状セパレータ内に収容し、その外側に３枚の
各負極板２を積層して成る極板群に構成したものであ
る。図３示の極板群Ａ′は、２枚の各正極板１の両側面
にガラス繊維マット３，３を積層し、その外側に３枚の
各負極板２を袋状のポリエチレンセパレータ４内に収容
したものを積層したものである。かくして、極板群Ａ，
Ａ′のいずれの場合も、各相隣る該正極板１と該負極板
２との間に、該正極板１の両面全面に各ガラス繊維マッ
ト３が対面密着し、そのガラス繊維セパレータ３の外側
に該ポリエチレンセパレータが積層し、その外側に各負
極板２が積層して成る極板群に構成される。このように
構成した極板群Ａ又はＡ′を、常法により電槽（図示し
ない）内に固く収容して組み込み本発明の鉛蓄電池を構
成する。
成する極板群Ａ，Ａ′を示す。１は正極板、２は負極
板、３は繊維マットを示し、図示の例は、ガラス繊維マ
ットである。４は合成樹脂セパレータを示し、図示の例
は、ポリエチレンセパレータである。ガラス繊維マット
３及びポリエチレンセパレータ４はリーフ状及び袋状の
いずれのものでも使用できる。図２示の極板群Ａは、２
枚の各正極板１を内側の袋状のガラス繊維セパレータ３
とその外側の袋状のポリエチレンセパレータ４とから成
る二重の袋状セパレータ内に収容し、その外側に３枚の
各負極板２を積層して成る極板群に構成したものであ
る。図３示の極板群Ａ′は、２枚の各正極板１の両側面
にガラス繊維マット３，３を積層し、その外側に３枚の
各負極板２を袋状のポリエチレンセパレータ４内に収容
したものを積層したものである。かくして、極板群Ａ，
Ａ′のいずれの場合も、各相隣る該正極板１と該負極板
２との間に、該正極板１の両面全面に各ガラス繊維マッ
ト３が対面密着し、そのガラス繊維セパレータ３の外側
に該ポリエチレンセパレータが積層し、その外側に各負
極板２が積層して成る極板群に構成される。このように
構成した極板群Ａ又はＡ′を、常法により電槽（図示し
ない）内に固く収容して組み込み本発明の鉛蓄電池を構
成する。
【０００９】次に、下記表１に示すＣａとＳｎの配合量
を変えた鉛−カルシウム−錫系合金から成る各種の格子
基板を用いて作成した各正極板と鉛−カルシウム−錫系
合金から成る公知の負極板との間に、例えば、図２示の
極板群Ａの形式に倣い、厚さ０．４ｍｍの袋状のガラス
マット３と袋状のポリエチレンセパレータ４とを介在さ
せて成る本発明の極板群を常法により電槽内に収容し、
本発明の鉛蓄電池と、比較のため、上記と同じ正極板と
公知の負極板との間に袋状のポリエチレンセパレータを
介在させて成る極板群を電槽内に組み込んで製造した鉛
蓄電池について、下記の４０℃と８０℃の高温下でのＪ
ＩＳ Ｄ ５３０１による軽負荷寿命試験を行い、該ガ
ラスマットの有無に及びＣａとＳｎの含有量の変化よる
サイクル寿命特性の効果の有無を試験した。寿命は、４
８０サイクル毎に３００Ａ放電した時の３０秒目電圧が
７．２Ｖを下回った時とした。その結果を図４及び図５
に示す。
を変えた鉛−カルシウム−錫系合金から成る各種の格子
基板を用いて作成した各正極板と鉛−カルシウム−錫系
合金から成る公知の負極板との間に、例えば、図２示の
極板群Ａの形式に倣い、厚さ０．４ｍｍの袋状のガラス
マット３と袋状のポリエチレンセパレータ４とを介在さ
せて成る本発明の極板群を常法により電槽内に収容し、
本発明の鉛蓄電池と、比較のため、上記と同じ正極板と
公知の負極板との間に袋状のポリエチレンセパレータを
介在させて成る極板群を電槽内に組み込んで製造した鉛
蓄電池について、下記の４０℃と８０℃の高温下でのＪ
ＩＳ Ｄ ５３０１による軽負荷寿命試験を行い、該ガ
ラスマットの有無に及びＣａとＳｎの含有量の変化よる
サイクル寿命特性の効果の有無を試験した。寿命は、４
８０サイクル毎に３００Ａ放電した時の３０秒目電圧が
７．２Ｖを下回った時とした。その結果を図４及び図５
に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１及び図４及び図５から明らかなよう
に、正極板の格子基板の合金組成が、本発明で限定する
範囲内であっても、ガラス繊維マットを介在させない電
池ａ′、ｂ′、ｃ′、ｅ′の寿命はガラス繊維マットを
介在させた本発明の電池ａ、ｃ、ｅ、ｄに比し著しく低
下することが判る。また、正極板の格子基板の合金組成
が、本発明で限定する範囲外である場合は、正極板面に
ガラス繊維マットが介在していても電池ｅ，ｆの特性が
示すように、寿命の向上は得られず、また、ガラス繊維
マットが介在しない場合は、電池ｅ′，ｆ′の特性から
示すように、更に寿命は短くなることが判る。
に、正極板の格子基板の合金組成が、本発明で限定する
範囲内であっても、ガラス繊維マットを介在させない電
池ａ′、ｂ′、ｃ′、ｅ′の寿命はガラス繊維マットを
介在させた本発明の電池ａ、ｃ、ｅ、ｄに比し著しく低
下することが判る。また、正極板の格子基板の合金組成
が、本発明で限定する範囲外である場合は、正極板面に
ガラス繊維マットが介在していても電池ｅ，ｆの特性が
示すように、寿命の向上は得られず、また、ガラス繊維
マットが介在しない場合は、電池ｅ′，ｆ′の特性から
示すように、更に寿命は短くなることが判る。
【００１２】図２に示す形式の極板群Ａに代え、図３に
示す形式の極板群Ａ′を用いて同様の寿命試験を行った
が、図４及び図５に示すと同様の傾向を示した。
示す形式の極板群Ａ′を用いて同様の寿命試験を行った
が、図４及び図５に示すと同様の傾向を示した。
【００１３】上記の実施例では、繊維マットとしてガラ
ス繊維マットを使用したが、合成繊維マット、ガラス繊
維と合成繊維の混合繊維マットでも同様の傾向を示し
た。
ス繊維マットを使用したが、合成繊維マット、ガラス繊
維と合成繊維の混合繊維マットでも同様の傾向を示し
た。
【００１４】
【発明の効果】このように上記の本発明により特定した
鉛−カルシウム−錫系合金から鉛格子基板が容易に鋳造
でき、耐腐食性が向上するばかりでなく、これを用いた
ペースト式正極板と負極板との間にガラス繊維マットと
合成樹脂セパレータの両者を、該ガラス繊維マットを該
正極板面に向けて、介在させて極板群を組み立て、これ
を常法により電槽内に組み込んで鉛蓄電池とするとき
は、高温下でもサイクル寿命が極めて向上した鉛蓄電池
が得られ、自動車用電池などの高温に曝される環境下で
の使用寿命が延長できる。
鉛−カルシウム−錫系合金から鉛格子基板が容易に鋳造
でき、耐腐食性が向上するばかりでなく、これを用いた
ペースト式正極板と負極板との間にガラス繊維マットと
合成樹脂セパレータの両者を、該ガラス繊維マットを該
正極板面に向けて、介在させて極板群を組み立て、これ
を常法により電槽内に組み込んで鉛蓄電池とするとき
は、高温下でもサイクル寿命が極めて向上した鉛蓄電池
が得られ、自動車用電池などの高温に曝される環境下で
の使用寿命が延長できる。
【図１】 正極板の格子基板の鉛−カルシウム−錫系合
金組成の変化と腐食量との関係を示すグラフ。
金組成の変化と腐食量との関係を示すグラフ。
【図２】 本発明の鉛蓄電池を構成する極板群の１例の
裁断側面図。
裁断側面図。
【図３】 本発明の鉛蓄電池を構成する極板群の他例の
裁断側面図。
裁断側面図。
【図４】 本発明の鉛蓄電池と対照鉛蓄電池の４０℃で
のＪＩＳ軽負荷寿命の比較グラフ。
のＪＩＳ軽負荷寿命の比較グラフ。
【図５】 本発明の鉛蓄電池と対照鉛蓄電池の８０℃で
のＪＩＳ軽負荷寿命の比較グラフ。
のＪＩＳ軽負荷寿命の比較グラフ。
１ 正極板 ２ 負極板 ３ 繊維マット ４ 合成樹脂セ
パレータ
パレータ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/16 - 2/18 H01M 4/14,4/73,10/12
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃａ０．０３〜０．０９重量％、Ｓｎ
１．０５〜１．５０重量％、残部鉛から成る合金で鋳造
された格子基板にペースト状正極活物質を充填して成る
正極板と負極板との間に、繊維マットと合成樹脂セパレ
ータを、該繊維マットを該正極板面に向けて、介在せし
めて成る極板群を具備したことを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】 該繊維マット及び合成樹脂セパレータの
いずれか一方又は両方はリーフ状又は袋状である請求項
１記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8122711A JP3069289B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8122711A JP3069289B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289013A JPH09289013A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3069289B2 true JP3069289B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=14842720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8122711A Expired - Lifetime JP3069289B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069289B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012151036A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | Hitachi Maxell Energy Ltd | ラミネート形電池 |
| CN103794755B (zh) * | 2014-02-21 | 2017-01-11 | 武汉市弘阳科技发展有限公司 | 金属锂复合结构锂离子电池负极 |
| CN106571470A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-19 | 成都聚立汇信科技有限公司 | 电池板栅防护安装结构 |
| CN107611325A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-01-19 | 镇江泰舸电池隔膜科技有限公司 | 一种保持负极板与电池隔板之间空间的蓄电池 |
| JP7152831B2 (ja) * | 2017-12-04 | 2022-10-13 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 鉛蓄電池 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP8122711A patent/JP3069289B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09289013A (ja) | 1997-11-04 |
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