JP3235360B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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- JP3235360B2 JP3235360B2 JP20345294A JP20345294A JP3235360B2 JP 3235360 B2 JP3235360 B2 JP 3235360B2 JP 20345294 A JP20345294 A JP 20345294A JP 20345294 A JP20345294 A JP 20345294A JP 3235360 B2 JP3235360 B2 JP 3235360B2
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- Japan
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- battery
- separator
- sealed lead
- acid battery
- electrode plate
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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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池の、特
にトリクル寿命特性の改良に関するものである。
にトリクル寿命特性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、市場での無停電電源装置（ＵＰ
Ｓ）の増加と高性能化にともなって、これに組み込まれ
ている密閉形鉛蓄電池にとっては、電池寿命を長くして
交換頻度を低減することが課題である。
Ｓ）の増加と高性能化にともなって、これに組み込まれ
ている密閉形鉛蓄電池にとっては、電池寿命を長くして
交換頻度を低減することが課題である。
【０００３】従来、電池本体の体積が、１０6ｍｍ3以下
の密閉形鉛蓄電池の電槽材質には、ＡＢＳ樹脂（２５℃
１気圧下において５．４１×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚
み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水を
透過する材質）が用いられている。電池本体の体積が、
１０5〜１０6ｍｍ3であって、電槽に２５℃１気圧下に
おいて３．０×１０-3〜９．０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料
の厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の
水を透過する材質が用いられている密閉形鉛蓄電池は、
トリクル充電中に電槽壁から電解液が透過し減少するこ
とにより寿命に至る。
の密閉形鉛蓄電池の電槽材質には、ＡＢＳ樹脂（２５℃
１気圧下において５．４１×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚
み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水を
透過する材質）が用いられている。電池本体の体積が、
１０5〜１０6ｍｍ3であって、電槽に２５℃１気圧下に
おいて３．０×１０-3〜９．０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料
の厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の
水を透過する材質が用いられている密閉形鉛蓄電池は、
トリクル充電中に電槽壁から電解液が透過し減少するこ
とにより寿命に至る。
【０００４】図２は従来の密閉形鉛蓄電池の極板群構造
と電槽との関係を示す略図である。図２において、１は
正極板、２は負極板、３はセパレータで正、負極板間の
短絡を防いでいる。
と電槽との関係を示す略図である。図２において、１は
正極板、２は負極板、３はセパレータで正、負極板間の
短絡を防いでいる。
【０００５】このように構成された密閉形鉛蓄電池の極
板群は、電槽４中に電解液が十分にある場合には、極板
活物質と電解液を保持するセパレータの接面にも電解液
が十分に存在し、極板活物質と電解液は速やかに反応す
る。しかし、長期間のトリクル充電を行うと電解液は減
少し、極板活物質と電解液との接触、反応が低下すると
ともに寿命も低下する。
板群は、電槽４中に電解液が十分にある場合には、極板
活物質と電解液を保持するセパレータの接面にも電解液
が十分に存在し、極板活物質と電解液は速やかに反応す
る。しかし、長期間のトリクル充電を行うと電解液は減
少し、極板活物質と電解液との接触、反応が低下すると
ともに寿命も低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような電解液減少
を抑えるため、電槽材質として従来のＡＢＳ樹脂に代わ
りポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）を用いたり、電槽材
質の厚みを厚くした方法が行われている。しかし、電池
本体の体積が、１０5〜１０6ｍｍ3である密閉形鉛蓄電
池では、電槽材質にＰＰ樹脂を用いたのでは接着剤が使
用できないため、完全な密閉性を保つことができない。
また、ＡＢＳ樹脂からなる電槽の厚みを厚くしてもコス
トが高くなるとともに、電池内容積が減り容量も低下す
る。これらの理由より電池本体の体積が、１０5〜１０6
ｍｍ3である密閉形鉛蓄電池では、従来のＡＢＳ樹脂に
代わりＰＰ樹脂を用いる方法と、電槽材質の厚みを厚く
する方法は実用的ではない。
を抑えるため、電槽材質として従来のＡＢＳ樹脂に代わ
りポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）を用いたり、電槽材
質の厚みを厚くした方法が行われている。しかし、電池
本体の体積が、１０5〜１０6ｍｍ3である密閉形鉛蓄電
池では、電槽材質にＰＰ樹脂を用いたのでは接着剤が使
用できないため、完全な密閉性を保つことができない。
また、ＡＢＳ樹脂からなる電槽の厚みを厚くしてもコス
トが高くなるとともに、電池内容積が減り容量も低下す
る。これらの理由より電池本体の体積が、１０5〜１０6
ｍｍ3である密閉形鉛蓄電池では、従来のＡＢＳ樹脂に
代わりＰＰ樹脂を用いる方法と、電槽材質の厚みを厚く
する方法は実用的ではない。
【０００７】そのため電解液が減少しても極板活物質と
電解液の密着性が維持できる電池構造を本発明者らは考
えた。従来、電池本体の体積が１０5〜１０6ｍｍ3で、
かつ電槽材質にＡＢＳ樹脂が用いられている密閉形鉛蓄
電池では、極板群にかかる圧力はセパレータの圧縮比率
で１．００〜１．３０であった。このようなセパレータ
圧縮比率が１．３５以下である従来の電池構造であれ
ば、トリクル使用では、電槽壁からの電解液減少の影響
が大で、極板活物質と電解液の密着性が容易に低下し、
寿命に至る。
電解液の密着性が維持できる電池構造を本発明者らは考
えた。従来、電池本体の体積が１０5〜１０6ｍｍ3で、
かつ電槽材質にＡＢＳ樹脂が用いられている密閉形鉛蓄
電池では、極板群にかかる圧力はセパレータの圧縮比率
で１．００〜１．３０であった。このようなセパレータ
圧縮比率が１．３５以下である従来の電池構造であれ
ば、トリクル使用では、電槽壁からの電解液減少の影響
が大で、極板活物質と電解液の密着性が容易に低下し、
寿命に至る。
【０００８】この問題は以下の理由で生ずる。すなわち
第１に、電槽にＡＢＳ樹脂（２５℃１気圧下において
５．４１×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材
料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過する材質）が
用いられている。ＡＢＳ樹脂はＰＰ樹脂（２５℃１気圧
下において０．２５×１０-3〜０．４１×１０-3ｇ／ｍ
ｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過
時間）の水を透過する材質）と比較すると水を透過し易
い。
第１に、電槽にＡＢＳ樹脂（２５℃１気圧下において
５．４１×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材
料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過する材質）が
用いられている。ＡＢＳ樹脂はＰＰ樹脂（２５℃１気圧
下において０．２５×１０-3〜０．４１×１０-3ｇ／ｍ
ｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過
時間）の水を透過する材質）と比較すると水を透過し易
い。
【０００９】第２に、電池体積が１０5〜１０6ｍｍ3の
小形の鉛蓄電池であるため、体積が１０6ｍｍ3以上であ
る大型の鉛蓄電池と比較すると単位体積あたりの表面積
が大きく電解液減少の割合も高い。これらの理由による
電槽壁からの電解液減少が、極板活物質と電解液との接
触、反応を低下させ、鉛蓄電池が寿命に至る。
小形の鉛蓄電池であるため、体積が１０6ｍｍ3以上であ
る大型の鉛蓄電池と比較すると単位体積あたりの表面積
が大きく電解液減少の割合も高い。これらの理由による
電槽壁からの電解液減少が、極板活物質と電解液との接
触、反応を低下させ、鉛蓄電池が寿命に至る。
【００１０】本発明はこれらの課題を解決するものであ
り、トリクル寿命特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。
り、トリクル寿命特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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明は、電池体積が１０5〜１０6ｍｍ3であって、か
つ電槽に２５℃１気圧下において３．０×１０-3〜９．
０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面
積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過する材質が用いられ
ている密閉形鉛蓄電池において、極板群を構成するセパ
レータの圧縮度合を（数２）で求められる圧縮比率で
１．３５〜１．７５として、極板活物質と電解液の接触
・反応を維持するものである。
本発明は、電池体積が１０5〜１０6ｍｍ3であって、か
つ電槽に２５℃１気圧下において３．０×１０-3〜９．
０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面
積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過する材質が用いられ
ている密閉形鉛蓄電池において、極板群を構成するセパ
レータの圧縮度合を（数２）で求められる圧縮比率で
１．３５〜１．７５として、極板活物質と電解液の接触
・反応を維持するものである。
【００１２】
【数２】
【００１３】
【作用】この構成により、極板活物質と電解液の密着性
をこれまでよりも高めることにより、電池本体の体積
が、１０5〜１０6ｍｍ3であって、かつ電槽に２５℃１
気圧下において３．０×１０-3〜９．０×１０-3ｇ／ｍ
ｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過
時間）の水を透過する材質が用いられている密閉形鉛池
であっても、そのトリクル使用での寿命延長が可能とな
る。
をこれまでよりも高めることにより、電池本体の体積
が、１０5〜１０6ｍｍ3であって、かつ電槽に２５℃１
気圧下において３．０×１０-3〜９．０×１０-3ｇ／ｍ
ｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過
時間）の水を透過する材質が用いられている密閉形鉛池
であっても、そのトリクル使用での寿命延長が可能とな
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００１５】本発明の密閉形鉛蓄電池の極板群と電槽と
の関係略図を図１に示す。本発明の正極板１、負極板２
およびセパレータ３からなる極板群は、電池本体の体積
が１０5〜１０6ｍｍ3で、電槽４に２５℃１気圧下にお
いて３．０×１０- 3〜９．０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の
厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水
を透過する材質が用いられている密閉形鉛蓄電池におい
て、セパレータの厚みを従来より厚くすることで極板群
にかかる圧力をセパレータの圧縮比率で１．３５〜１．
７５とした。
の関係略図を図１に示す。本発明の正極板１、負極板２
およびセパレータ３からなる極板群は、電池本体の体積
が１０5〜１０6ｍｍ3で、電槽４に２５℃１気圧下にお
いて３．０×１０- 3〜９．０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の
厚み）／ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水
を透過する材質が用いられている密閉形鉛蓄電池におい
て、セパレータの厚みを従来より厚くすることで極板群
にかかる圧力をセパレータの圧縮比率で１．３５〜１．
７５とした。
【００１６】なお、セパレータの圧縮比率の求め方は、
（数２）に示した通りであるが、その内容を図３に説明
した。
（数２）に示した通りであるが、その内容を図３に説明
した。
【００１７】従来、公称電圧・容量１２Ｖ１．３Ａｈの
密閉型鉛蓄電池は、ガラス繊維で厚みが１．０ｍｍ（２
０ｋｇ／ｄｍ2荷重時の厚み）のセパレータで極板群が
構成されていて、セパレータの圧縮比率は１．２５であ
る。この従来品とセパレータの厚みを変えることで、セ
パレータの圧縮比率を１．００、１．３５、１．５０、
１．７５および１．８０とした合計６種類の電池を作製
した。
密閉型鉛蓄電池は、ガラス繊維で厚みが１．０ｍｍ（２
０ｋｇ／ｄｍ2荷重時の厚み）のセパレータで極板群が
構成されていて、セパレータの圧縮比率は１．２５であ
る。この従来品とセパレータの厚みを変えることで、セ
パレータの圧縮比率を１．００、１．３５、１．５０、
１．７５および１．８０とした合計６種類の電池を作製
した。
【００１８】電池作製段階において、セパレータ圧縮比
率が１．８０となる電池は、極板群が厚いため電槽に挿
入することができず、電池を作製することはできなかっ
た。
率が１．８０となる電池は、極板群が厚いため電槽に挿
入することができず、電池を作製することはできなかっ
た。
【００１９】次に、セパレータ圧縮比率が、１．００、
１．２５、１．３５、１．５０および１．７５である５
種類の電池をそれぞれ３個ずつ用いてトリクル寿命特性
の評価を行った。
１．２５、１．３５、１．５０および１．７５である５
種類の電池をそれぞれ３個ずつ用いてトリクル寿命特性
の評価を行った。
【００２０】トリクル寿命試験は４０℃において電池を
１３．８Ｖの定電圧で連続充電し、２ヵ月ごとに電流
３．９Ａで、放電終止電圧９．６Ｖまで放電してこのと
きの放電持続時間を測定することにより行った。
１３．８Ｖの定電圧で連続充電し、２ヵ月ごとに電流
３．９Ａで、放電終止電圧９．６Ｖまで放電してこのと
きの放電持続時間を測定することにより行った。
【００２１】トリクル充電期間が２４ヵ月目における各
セパレータ圧縮比率の電池の放電持続時間（初期放電持
続時間に対する割合％）を図４に示した。
セパレータ圧縮比率の電池の放電持続時間（初期放電持
続時間に対する割合％）を図４に示した。
【００２２】図４に示したように、セパレータの圧縮比
率１．００となる極板群を用いた鉛蓄電池は、２４ヵ月
目で放電持続時間が初期の約８０％低下し、従来品のセ
パレータ圧縮比率１．２５では約６０％低下している。
これに対し、セパレータの圧縮比率を１．３５以上とし
た鉛蓄電池は、２４ヵ月間のトリクル充電後も初期の８
０％以上の放電持続時間を維持していることが確認でき
た。
率１．００となる極板群を用いた鉛蓄電池は、２４ヵ月
目で放電持続時間が初期の約８０％低下し、従来品のセ
パレータ圧縮比率１．２５では約６０％低下している。
これに対し、セパレータの圧縮比率を１．３５以上とし
た鉛蓄電池は、２４ヵ月間のトリクル充電後も初期の８
０％以上の放電持続時間を維持していることが確認でき
た。
【００２３】これは、セパレータの圧縮比率が１．３５
〜１．７５となる極板群を用いた電池では、トリクル充
電時の電槽壁からの電解液減少による極板活物質と電解
液との密着性低下を抑制して、電池の容量低下を防止す
ることができたからであると考えられる。
〜１．７５となる極板群を用いた電池では、トリクル充
電時の電槽壁からの電解液減少による極板活物質と電解
液との密着性低下を抑制して、電池の容量低下を防止す
ることができたからであると考えられる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明による密閉形
鉛蓄電池は、極板群にかかる圧力をセパレータの圧縮比
率で１．３５〜１．７５としたので、電解液減少時の極
板活物質と電解液との密着性を良好に維持することがで
き、電池本体の体積が１０5〜１０6ｍｍ3であって、か
つ電槽に２５℃１気圧下において３．０×１０-3〜９．
０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面
積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過する材質が用いられ
ている密閉形鉛蓄電池では、トリクル使用での寿命を延
長することができる。
鉛蓄電池は、極板群にかかる圧力をセパレータの圧縮比
率で１．３５〜１．７５としたので、電解液減少時の極
板活物質と電解液との密着性を良好に維持することがで
き、電池本体の体積が１０5〜１０6ｍｍ3であって、か
つ電槽に２５℃１気圧下において３．０×１０-3〜９．
０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／ｃｍ2（材料の面
積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過する材質が用いられ
ている密閉形鉛蓄電池では、トリクル使用での寿命を延
長することができる。
【図１】本発明における極板群と電槽との関係を示す略
図
図
【図２】従来の極板群と電槽との関係を示す略図
【図３】セパレータの圧縮比率の説明図
【図４】トリクル充電期間２４ヵ月目における各種電池
のセパレータの圧縮比率と放電持続時間との関係図
のセパレータの圧縮比率と放電持続時間との関係図
１ 正極板 ２ 負極板 ３ セパレータ ４ 電槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−228369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−57273（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−130390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/00 - 10/34 H01M 2/02 - 2/08 H01M 2/14 - 2/18
Claims (1)
- 【請求項１】電池本体の体積が１０5〜１０6ｍｍ3であ
って、電槽の材質が２５℃で（１気圧下）において３．
０×１０-3〜９．０×１０-3ｇ／ｍｍ（材料の厚み）／
ｃｍ2（材料の面積）／ｈｒ（透過時間）の水を透過す
る密閉形鉛蓄電池であり、かつ極板群を構成するセパレ
ータが、 【数１】 で求められる圧縮比率で１．３５〜１．７５である密閉
形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20345294A JP3235360B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20345294A JP3235360B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0869782A JPH0869782A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3235360B2 true JP3235360B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=16474359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20345294A Expired - Lifetime JP3235360B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235360B2 (ja) |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP20345294A patent/JP3235360B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0869782A (ja) | 1996-03-12 |
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