JP3114419B2 - 密閉形蓄電池 - Google Patents
密閉形蓄電池Info
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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
- 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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形蓄電池に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池等の密閉形蓄電池は、充
電時に正極板から発生する酸素ガスを負極板に吸収させ
て、負極板からの水素ガスの発生を抑制するため、重量
比表面積が０．２〜１．７ m2 /gの微細な径のガラス繊
維の不織布からなるリテーナを電解液保持体として用い
ている。電解液保持体は、その内部の８０〜９５体積％
に電解液を含有し、残りの５〜２０体積％は空隙となっ
ているため、この空隙により酸素ガスが正極板から負極
板に容易に移動する。しかしながら、単にリテーナを電
解液保持体として用いた電池では、酸素ガスは通過しや
すいものの、電池に充放電を繰り返すうちに電解液保持
体の上部の電解液濃度が低下し、下部の電解液濃度が高
くなるといういわゆる成層化現象が起きる。特に極板と
電解液保持体との界面部において成層化現象が起きる
と、電池の充放電反応が局部的になるため、電池の容量
が低下して、電池の寿命が短くなるという問題がある。
また最近では、電槽内で極板を化成し、化成終了後に比
重調整用の電解液を注入する電槽化成により密閉形蓄電
池を化成することが検討されているため成層化現象が著
しくなるという問題がある。しかも密閉形蓄電池は液式
の蓄電池のように充電末期においてガッシングにより電
解液を攪拌することができないため、一度電解液が成層
化するとこれを解消することはできない。そこでガラス
繊維の線径を小さくして重量比表面積を２ m2 /g以上に
して電解液保持体の電解液保持性を高めて電解液の成層
化を抑制することが検討された。図３は一般的な密閉形
鉛蓄電池のガラス繊維の重量比表面積と電解液の比重差
との関係を示す図である。本図より重量比表面積と２ m
2 /g以上にすると電解液の比重差を小さくできるのが判
る。
電時に正極板から発生する酸素ガスを負極板に吸収させ
て、負極板からの水素ガスの発生を抑制するため、重量
比表面積が０．２〜１．７ m2 /gの微細な径のガラス繊
維の不織布からなるリテーナを電解液保持体として用い
ている。電解液保持体は、その内部の８０〜９５体積％
に電解液を含有し、残りの５〜２０体積％は空隙となっ
ているため、この空隙により酸素ガスが正極板から負極
板に容易に移動する。しかしながら、単にリテーナを電
解液保持体として用いた電池では、酸素ガスは通過しや
すいものの、電池に充放電を繰り返すうちに電解液保持
体の上部の電解液濃度が低下し、下部の電解液濃度が高
くなるといういわゆる成層化現象が起きる。特に極板と
電解液保持体との界面部において成層化現象が起きる
と、電池の充放電反応が局部的になるため、電池の容量
が低下して、電池の寿命が短くなるという問題がある。
また最近では、電槽内で極板を化成し、化成終了後に比
重調整用の電解液を注入する電槽化成により密閉形蓄電
池を化成することが検討されているため成層化現象が著
しくなるという問題がある。しかも密閉形蓄電池は液式
の蓄電池のように充電末期においてガッシングにより電
解液を攪拌することができないため、一度電解液が成層
化するとこれを解消することはできない。そこでガラス
繊維の線径を小さくして重量比表面積を２ m2 /g以上に
して電解液保持体の電解液保持性を高めて電解液の成層
化を抑制することが検討された。図３は一般的な密閉形
鉛蓄電池のガラス繊維の重量比表面積と電解液の比重差
との関係を示す図である。本図より重量比表面積と２ m
2 /g以上にすると電解液の比重差を小さくできるのが判
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
繊維の重量比表面積を２ m2 /g以上に大きくすると電解
液と電解液保持体との親和性が高くなり過ぎ、電解液保
持体から極板への電解液の供給性が低下して高率放電特
性が低下するという問題があった。またガラス繊維の線
径が小さくなるとガラス繊維の弾性が大きく低下し、電
解液保持体と極板と間にガス溜りができやすくなり、電
池の化成性が低下するという問題が生じる。
繊維の重量比表面積を２ m2 /g以上に大きくすると電解
液と電解液保持体との親和性が高くなり過ぎ、電解液保
持体から極板への電解液の供給性が低下して高率放電特
性が低下するという問題があった。またガラス繊維の線
径が小さくなるとガラス繊維の弾性が大きく低下し、電
解液保持体と極板と間にガス溜りができやすくなり、電
池の化成性が低下するという問題が生じる。
【０００４】本発明の目的は、電解液の成層化を防止で
き、しかも高率放電特性及び化成性の高い密閉形蓄電池
を提供することにある。
き、しかも高率放電特性及び化成性の高い密閉形蓄電池
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、主としてガ
ラス繊維により構成され且つ電解液の成層化を防止でき
る重量比表面積を有する電解液保持体を介して極板を積
層してなる極板群を有する密閉形蓄電池を対象にして、
電解液保持体を疎水性有機粉体を吸着したガラス繊維を
含む構成にする。
ラス繊維により構成され且つ電解液の成層化を防止でき
る重量比表面積を有する電解液保持体を介して極板を積
層してなる極板群を有する密閉形蓄電池を対象にして、
電解液保持体を疎水性有機粉体を吸着したガラス繊維を
含む構成にする。
【０００６】電解液保持体の重量比表面積を２〜４ｍ2
／ｇとし、疎水性有機粉体を電解液保持体に１〜３０重
量％含有させるのが好ましい。
／ｇとし、疎水性有機粉体を電解液保持体に１〜３０重
量％含有させるのが好ましい。
【０００７】
【作用】本発明のように、電解液保持体を疎水性有機粉
体を吸着したガラス繊維を含む構成にすると、有機粉体
の疎水性により有機粉体の周囲には電解液が含有され
ず、含有されない量に相当する電解液が電解液保持体か
ら極板に供給されて電池の高率放電特性が向上する。ま
た疎水性有機粉体を吸着したガラス繊維は繊維が電解液
の表面張力で互いに吸着しにくくなるために、弾性力が
高くなる。これにより電解液保持体全体の弾性力が高く
なり、電池の化成中に発生するガスが電解液保持体と極
板との間に溜まることなく極板群の内部から排出され、
電池の化成効率が向上する。特に本発明では、疎水性有
機粉体をガラス繊維に吸着させるため、ガラス繊維の表
面部近傍だけが、疎水性を有するようになる。そのため
疎水性有機粉体によりセパレータの吸液性が大きく損な
われることがない。
体を吸着したガラス繊維を含む構成にすると、有機粉体
の疎水性により有機粉体の周囲には電解液が含有され
ず、含有されない量に相当する電解液が電解液保持体か
ら極板に供給されて電池の高率放電特性が向上する。ま
た疎水性有機粉体を吸着したガラス繊維は繊維が電解液
の表面張力で互いに吸着しにくくなるために、弾性力が
高くなる。これにより電解液保持体全体の弾性力が高く
なり、電池の化成中に発生するガスが電解液保持体と極
板との間に溜まることなく極板群の内部から排出され、
電池の化成効率が向上する。特に本発明では、疎水性有
機粉体をガラス繊維に吸着させるため、ガラス繊維の表
面部近傍だけが、疎水性を有するようになる。そのため
疎水性有機粉体によりセパレータの吸液性が大きく損な
われることがない。
【０００８】また、電解液保持体の重量比表面積を２〜
４ｍ2 ／ｇとし、疎水性有機粉体を電解液保持体に１〜
３０重量％含有させると電解液の成層化を防止して、電
池の高率放電特性及び化成効率を高くすることができ
る。疎水性有機粉体の含有量が１重量％を下回ると電解
液保持体から極板への電解液の供給性能を十分に高める
ことができない。また疎水性有機粉体の含有量が３０重
量％を上回ると電解液保持体と電解液との親和性が損な
われて電池の高率放電特性は低下する。
４ｍ2 ／ｇとし、疎水性有機粉体を電解液保持体に１〜
３０重量％含有させると電解液の成層化を防止して、電
池の高率放電特性及び化成効率を高くすることができ
る。疎水性有機粉体の含有量が１重量％を下回ると電解
液保持体から極板への電解液の供給性能を十分に高める
ことができない。また疎水性有機粉体の含有量が３０重
量％を上回ると電解液保持体と電解液との親和性が損な
われて電池の高率放電特性は低下する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を密閉形鉛蓄電池に適用した一
実施例を詳細に説明する。本発明を理解するための参考
例の密閉形鉛蓄電池を以下のようにして製造した。まず
繊維径０．３〜０．７μm のガラス繊維とフィブリル繊
維状の繊維径１．０μm のアクリル樹脂繊維（疎水性有
機繊維）とを純水に入れて混合し、これを抄造した後、
乾燥させた。次にこれを圧縮ローラに通過させて、重量
比表面積が２．０〜４．０ m2 /gで厚みが２．４mmの電
解液保持体を作った。尚、アクリル樹脂繊維の電解液保
持体に対する含有量は１〜３０重量％とした。次にこの
電解液保持体を間に介してペースト式正極板とをペース
ト式負極板と積層して極板群を作り、この極板群を電槽
に挿入して極板群を積層方向に所定の圧力で押圧した。
そして規定濃度で規定量の希硫酸を注液してから、課電
量３００％で４８時間電槽化成して４８Ａｈ−１２Ｖの
密閉形鉛蓄電池を完成した。
実施例を詳細に説明する。本発明を理解するための参考
例の密閉形鉛蓄電池を以下のようにして製造した。まず
繊維径０．３〜０．７μm のガラス繊維とフィブリル繊
維状の繊維径１．０μm のアクリル樹脂繊維（疎水性有
機繊維）とを純水に入れて混合し、これを抄造した後、
乾燥させた。次にこれを圧縮ローラに通過させて、重量
比表面積が２．０〜４．０ m2 /gで厚みが２．４mmの電
解液保持体を作った。尚、アクリル樹脂繊維の電解液保
持体に対する含有量は１〜３０重量％とした。次にこの
電解液保持体を間に介してペースト式正極板とをペース
ト式負極板と積層して極板群を作り、この極板群を電槽
に挿入して極板群を積層方向に所定の圧力で押圧した。
そして規定濃度で規定量の希硫酸を注液してから、課電
量３００％で４８時間電槽化成して４８Ａｈ−１２Ｖの
密閉形鉛蓄電池を完成した。
【００１０】次に本参考例及び実施例の密閉形鉛蓄電池
の特性を調べるために、電池ａ〜ｈを作り、試験を行っ
た。電池ａ，ｂは電解液保持体の重量比表面積が異なる
本参考例の電池である。電池ｃ，ｄはアクリル樹脂繊維
（疎水性有機繊維）を用いる代わりに平均粒径１０μm
のアクリル樹脂粉体（疎水性有機粉体）をｔｗｅｅｎ２
０（登録商標）の名前で販売されている吸着剤を０．０
１重量％溶かした水に分散させた溶液を用いて電解液保
持体を作り、その他は本参考例の電池と同様の方法で製
造した本発明の実施例の電池である。尚、この実施例の
電池を製造する際に用いた吸着剤は非常に微量なため、
電解液保持体内にはほとんど残っていない。電池ｅ〜ｇ
は疎水性物質（アクリル樹脂繊維またはアクリル樹脂粉
体）を含有しない電解液保持体を用いた従来の電池であ
る。電池ｈは１．７ m2 /gの重量比表面積を有する電解
液保持体にアクリル樹脂繊維を含有させた比較例の電池
である。尚、電池ａ〜ｈは電解液保持体を除いてはいず
れも同じ構造を有しており、各電池の電解液保持体の重
量比表面積及び疎水性物質の電解液保持体に対する含有
量は下記の表１に示されている。そして電池ａ〜ｈの化
成性、高率放電特性及び化成後の電解液の成層化の有無
を調べた。尚、化成性は各電池の化成後の硫酸鉛の重量
％及びガス溜りによる白残量［極板表面の白色部分（Ｐ
ｂＳＯ4)の極板表面の全表面積に対する割合（％）］を
それぞれ測定して調べ、高率放電特性は各電池を３Ｃ
（１４４Ａ）で終止電圧１．３Ｖまで定電流放電し、そ
の放電持続時間を測定して調べた。表１はその測定結果
を示している。
の特性を調べるために、電池ａ〜ｈを作り、試験を行っ
た。電池ａ，ｂは電解液保持体の重量比表面積が異なる
本参考例の電池である。電池ｃ，ｄはアクリル樹脂繊維
（疎水性有機繊維）を用いる代わりに平均粒径１０μm
のアクリル樹脂粉体（疎水性有機粉体）をｔｗｅｅｎ２
０（登録商標）の名前で販売されている吸着剤を０．０
１重量％溶かした水に分散させた溶液を用いて電解液保
持体を作り、その他は本参考例の電池と同様の方法で製
造した本発明の実施例の電池である。尚、この実施例の
電池を製造する際に用いた吸着剤は非常に微量なため、
電解液保持体内にはほとんど残っていない。電池ｅ〜ｇ
は疎水性物質（アクリル樹脂繊維またはアクリル樹脂粉
体）を含有しない電解液保持体を用いた従来の電池であ
る。電池ｈは１．７ m2 /gの重量比表面積を有する電解
液保持体にアクリル樹脂繊維を含有させた比較例の電池
である。尚、電池ａ〜ｈは電解液保持体を除いてはいず
れも同じ構造を有しており、各電池の電解液保持体の重
量比表面積及び疎水性物質の電解液保持体に対する含有
量は下記の表１に示されている。そして電池ａ〜ｈの化
成性、高率放電特性及び化成後の電解液の成層化の有無
を調べた。尚、化成性は各電池の化成後の硫酸鉛の重量
％及びガス溜りによる白残量［極板表面の白色部分（Ｐ
ｂＳＯ4)の極板表面の全表面積に対する割合（％）］を
それぞれ測定して調べ、高率放電特性は各電池を３Ｃ
（１４４Ａ）で終止電圧１．３Ｖまで定電流放電し、そ
の放電持続時間を測定して調べた。表１はその測定結果
を示している。
【００１１】
【表１】 次に電池ａ〜ｈを、周囲温度２５℃において４．８Ａ
（終止電圧１．８Ｖ）で放電した後に２．４５Ｖ（制限
電流１４．４Ａ）で１６時間充電する充放電を繰り返
し、電池ａ〜ｈのサイクル寿命特性を調べた。図１はそ
の測定結果を示している。本図より本参考例及び実施例
の電池ａ〜ｄは、従来の電池ｅ〜ｇ及び比較例の電池ｈ
に比べてサイクル寿命特性が高いのが判る。
（終止電圧１．８Ｖ）で放電した後に２．４５Ｖ（制限
電流１４．４Ａ）で１６時間充電する充放電を繰り返
し、電池ａ〜ｈのサイクル寿命特性を調べた。図１はそ
の測定結果を示している。本図より本参考例及び実施例
の電池ａ〜ｄは、従来の電池ｅ〜ｇ及び比較例の電池ｈ
に比べてサイクル寿命特性が高いのが判る。
【００１２】次に電解液保持体に対するアクリル樹脂の
繊維または粉体の含有量を変えた電解液保持体を作り、
その他は本参考例の電池と同様にして電池を製造し、各
電池の３Ｃ放電持続時間を測定してアクリル樹脂の繊維
または粉体の含有量と電池の高率放電特性との関係を調
べた。図２はその測定結果を示している。本図において
曲線ｉは電解液保持体の重量比表面積を２．０ m2 /gと
し、電解液保持体にアクリル樹脂繊維を含有させた電池
の特性を示している。曲線ｊは電解液保持体の重量比表
面積を４ m2 /gとし、電解液保持体にアクリル樹脂繊維
を含有させた電池の特性を示している。曲線ｋは電解液
保持体の重量比表面積を２．０ m2 /gとし、電解液保持
体を疎水性有機粉体を吸着したガラス繊維を含む構成に
した電池の特性を示している。曲線ｌは電解液保持体の
重量比表面積を４ m2 /gとし、電解液保持体を疎水性有
機粉体を吸着したガラス繊維を含む構成にした電池の特
性を示している。本図よりアクリル樹脂の繊維または粉
体の含有量が３０重量％を超えると放電持続時間が短く
なるのが判る。これはアクリル樹脂の繊維または粉体の
含有量が多くなると電解液保持体と電解液との親和性が
損なわれ、電解液保持体が規定量の電解液を保持できな
くなることや、極板と電解液保持体と親和性が損なわれ
るためである。
繊維または粉体の含有量を変えた電解液保持体を作り、
その他は本参考例の電池と同様にして電池を製造し、各
電池の３Ｃ放電持続時間を測定してアクリル樹脂の繊維
または粉体の含有量と電池の高率放電特性との関係を調
べた。図２はその測定結果を示している。本図において
曲線ｉは電解液保持体の重量比表面積を２．０ m2 /gと
し、電解液保持体にアクリル樹脂繊維を含有させた電池
の特性を示している。曲線ｊは電解液保持体の重量比表
面積を４ m2 /gとし、電解液保持体にアクリル樹脂繊維
を含有させた電池の特性を示している。曲線ｋは電解液
保持体の重量比表面積を２．０ m2 /gとし、電解液保持
体を疎水性有機粉体を吸着したガラス繊維を含む構成に
した電池の特性を示している。曲線ｌは電解液保持体の
重量比表面積を４ m2 /gとし、電解液保持体を疎水性有
機粉体を吸着したガラス繊維を含む構成にした電池の特
性を示している。本図よりアクリル樹脂の繊維または粉
体の含有量が３０重量％を超えると放電持続時間が短く
なるのが判る。これはアクリル樹脂の繊維または粉体の
含有量が多くなると電解液保持体と電解液との親和性が
損なわれ、電解液保持体が規定量の電解液を保持できな
くなることや、極板と電解液保持体と親和性が損なわれ
るためである。
【００１３】尚、本参考例及び実施例では疎水性有機繊
維としてアクリル樹脂繊維を用い、疎水性有機粉体とし
てアクリル樹脂粉体を用いたが本発明はこれに限定され
るものではなく、疎水性有機繊維また疎水性有機粉体と
しては、ポリプロピレン、テフロン（登録商標：化学名
−４フッ化エチレン）等の繊維及び粉体を用いることが
できる。
維としてアクリル樹脂繊維を用い、疎水性有機粉体とし
てアクリル樹脂粉体を用いたが本発明はこれに限定され
るものではなく、疎水性有機繊維また疎水性有機粉体と
しては、ポリプロピレン、テフロン（登録商標：化学名
−４フッ化エチレン）等の繊維及び粉体を用いることが
できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電解液保持体を疎水性
有機粉体が吸着されたガラス繊維を含む構成にするの
で、有機粉体の疎水性により、電解液保持体に保持され
ている電解液が電解液保持体から極板に供給されて電池
の高率放電特性が向上する。また疎水性有機粉体が吸着
したガラス繊維は弾性力が高いので、本発明によれば電
解液保持体全体の弾性力が高くなり、電池の化成中に発
生するガスが電解液保持体と極板との間に溜まることな
く極板群の内部から排出され、電池の化成効率が向上す
る。
有機粉体が吸着されたガラス繊維を含む構成にするの
で、有機粉体の疎水性により、電解液保持体に保持され
ている電解液が電解液保持体から極板に供給されて電池
の高率放電特性が向上する。また疎水性有機粉体が吸着
したガラス繊維は弾性力が高いので、本発明によれば電
解液保持体全体の弾性力が高くなり、電池の化成中に発
生するガスが電解液保持体と極板との間に溜まることな
く極板群の内部から排出され、電池の化成効率が向上す
る。
【図１】 試験に用いた電池のサイクル寿命特性を示す
図である。
図である。
【図２】 電解液保持体に対する疎水性物質の含有量と
電池の高率放電特性との関係を示す図である。
電池の高率放電特性との関係を示す図である。
【図３】 一般的な密閉形鉛蓄電池のガラス繊維の重量
比表面積と電解液の比重差との関係を示す図である。
比表面積と電解液の比重差との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−67463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−99968（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/16
Claims (2)
- 【請求項１】 主としてガラス繊維により構成され且つ
電解液の成層化を防止できる重量比表面積を有する電解
液保持体を介して極板を積層してなる極板群を有する密
閉形蓄電池であって、 前記電解液保持体は、疎水性有機粉体を吸着した前記ガ
ラス繊維を含んで構成されていることを特徴とする密閉
形蓄電池。 - 【請求項２】 前記電解液保持体の重量比表面積が２〜
４ｍ 2 ／ｇであり、 前記疎水性有機粉体は前記電解液保持体に１〜３０重量
％含有されていることを特徴とする請求項１に記載の密
閉形蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05066452A JP3114419B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 密閉形蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05066452A JP3114419B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 密閉形蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283152A JPH06283152A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3114419B2 true JP3114419B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=13316185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05066452A Expired - Lifetime JP3114419B2 (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 密閉形蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114419B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4550391B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2010-09-22 | 日本板硝子株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP05066452A patent/JP3114419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06283152A (ja) | 1994-10-07 |
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