JP3412300B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP3412300B2 JP3412300B2 JP31341694A JP31341694A JP3412300B2 JP 3412300 B2 JP3412300 B2 JP 3412300B2 JP 31341694 A JP31341694 A JP 31341694A JP 31341694 A JP31341694 A JP 31341694A JP 3412300 B2 JP3412300 B2 JP 3412300B2
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- Japan
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- electrode plate
- battery
- separator
- negative electrode
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- Prior art date
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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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池に関し、より
詳細には正極用格子にPb−Sb系合金を用い、負極用
格子にはPb−Ca系合金を用いた鉛蓄電池の電解液の
減液特性の改良に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、鉛蓄電池においては無保守化に対
する要求が強く、様々な技術的改良が行われてきた。こ
の技術的改良の主なものとして、正極用格子には従来の
Pb−Sb系合金を用いるが、負極用格子にはPb−S
b系合金を使用せずPb−Ca系合金を用いるいわゆる
ハイブリット電池を得、それにより従来よりも電解液の
減液が改善され且つ保守頻度の少ない鉛蓄電池を得てい
た。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、近年になって
都市や都市近郊での交通渋滞等による鉛蓄電池の使用条
件の悪化により電池周囲温度の高温化が生じ、正極用格
子中のSb溶出と負極板へのSbの析出が促進され、結
局電解液の減液を促進して、結果的には従来のハイブリ
ッド電池では充分な保守頻度の少ない電池とはなり得な
かった。 【0004】そのため、従来から、ハイブリッド電池に
おいて正極用格子中のSb量を減らすことによって電解
液の減液を少なくする試みが行われてきた。しかしなが
ら、格子の結晶構造が変化するために、正極格子強度、
耐腐食性の低下による電池の短寿命化をもたらし、格子
中のSb量を減らす技術にも限界があった。 【0005】本発明の目的は、ハイブリッド電池の寿命
を少なくとも維持した上で電解液の減液特性を改善する
ことにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の鉛蓄電池は、上
記目的を達成すべく、Pb−Sb系合金からなる格子体
にペーストを充填した正極板、Pb−Ca系合金からな
る格子体にペーストを充填した負極板及びセパレータか
らなる鉛蓄電池において、前記正極板、負極板及びセパ
レータで構成した極板群の総厚さと電槽の内部寸法との
差を余裕度として、その余裕率[(余裕度/電槽内部寸
法)×100]を1.72%以下にすることを特徴とす
る。 【0007】セパレータとしては、例えばポリエチレン
製セパレータが使用されうる。 【0008】 【作用】本発明によれば、正極板と負極板とセパレータ
とから構成してなる極板群の余裕率を1.72%以下に
することにより、負極板とセパレータとの間の距離を狭
めて負極板とセパレータとの密着度合いを高めれば、電
池が過充電状態にあるときに、正極板からセパレータを
透過して出て来たSbイオンが、負極板に付着する前に
負極板から発生している活性H2 ガスによって還元さ
れ、その瞬間Sbとして負極板ではなくセパレータに付
着する場合が多くなる。これにより負極板に付着するは
ずだったSbを大幅に削減することができるため電池の
減液特性を改善できる。 【0009】 【実施例】以下本発明の実施例を図1〜3を参照して説
明する。 (実施例1)本実施例1では正、負両極板用格子体を鋳
造し、これに鉛粉、硫酸、水を練り合わせて得たペース
トを用いて平面度の高い充填を行い、図1(A)に示す
正極板1、負極板2を得た。これらの極板と表1記載の
ような厚みの異なったポリエチレンセパレータ3とを用
いて群合わせを行って極板群4を構成し、図1(B)に
示すように、内部寸法が32mmの電槽5内に入れ、種
々の極板群総厚さを有する従来品、比較品及び本発明品
として55D23タイプの電池を作製した。得られた電
池のセパレータ厚み(mm)、極板群総厚さ(mm)及
び余裕率(%)を表1に示す。ここで余裕率は、ハイブ
リッド電池を構成する極板群4の総厚さをXとし又X方
向の電槽5の内部寸法をYとすれば、式:{(Y−X)
/Y}×100によって表される。 【0010】 【表1】 【0011】これらの電池に対して60℃定電圧過充電
(13.6Vmax×700H)を行い、減液特性の比
較を行った。得られた結果を図3の曲線aとして示す。
図3において、横軸は各電池の余裕率(%)であり、縦
軸は電解液の減液量(g)である。図3の曲線aから明
らかなように、余裕率が1.72%以下である場合、減
液特性が大幅に改善されていることがわかる。本実施例
1において定電圧過充電終了後電池を分解して負極板側
のセパレータ表面についてSb量を分析した結果、余裕
率1.72%の場合のSb量の付着量は余裕率7.97
%の場合の2倍程度となっていた。また負極板へのSb
の付着量が大幅に減少していることから、過充電中に負
極板から発生する活性H2 ガスにより正極板から溶出し
てきたSbイオンが還元されてセパレータに付着したも
のと考えられる。この現象は余裕率が1.72%を越え
る場合でも起きていると思われるが、負極板とセパレー
タとの間隔が小さければこの効果はさらに大きくなる。 (実施例2)本実施例2では、実施例1で用いた正極板
1と負極板2とポリエチレンセパレータ3とで構成した
極板群4の端に図2に示すようにポリスチレン製スペー
サ6を重ねたものを電槽5内に挿入し、電池を作製し
た。この時、表2に示すように、種々のスペーサ厚み
(mm)、極板群総厚さ(mm)及び余裕率(%)を有
する電池、即ち従来品、比較品及び本発明品を作製し
た。 【0012】 【表2】【0013】これらの電池に対して60℃定電圧過充電
(13.6Vmax×700H)を行って減液特性の比
較をした。得られた結果を図3の曲線bとして示す。図
3の曲線bから明らかなように、余裕率が1.72%以
下の場合、実施例1とほぼ同様に減液特性が大幅に改善
されていることがわかる。 【0014】上記実施例1及び2以外の構成を有する電
池でも、負極板とセパレータとの密着度合いを高めたも
のであれば、同様な効果を期待できる。例えば、正極板
とセパレータとの間にガラスマットを挟むことにより極
板群の総厚さを厚くする方法、正極板及び/又は負極板
自体の厚みを厚くする方法、電槽に一体に設けた群圧付
与のためのリブの高さを高くして実質的に電槽内部寸法
を小さくする方法、電槽の側壁や仕切壁(区画壁)の肉
厚を厚くすることにより電槽の内部寸法を実質的に狭め
る方法等がある。 【0015】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
極板に付着するSb量を軽減できることにより過充電状
態における電解液の減液を大幅に改善することができ
る。
詳細には正極用格子にPb−Sb系合金を用い、負極用
格子にはPb−Ca系合金を用いた鉛蓄電池の電解液の
減液特性の改良に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、鉛蓄電池においては無保守化に対
する要求が強く、様々な技術的改良が行われてきた。こ
の技術的改良の主なものとして、正極用格子には従来の
Pb−Sb系合金を用いるが、負極用格子にはPb−S
b系合金を使用せずPb−Ca系合金を用いるいわゆる
ハイブリット電池を得、それにより従来よりも電解液の
減液が改善され且つ保守頻度の少ない鉛蓄電池を得てい
た。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、近年になって
都市や都市近郊での交通渋滞等による鉛蓄電池の使用条
件の悪化により電池周囲温度の高温化が生じ、正極用格
子中のSb溶出と負極板へのSbの析出が促進され、結
局電解液の減液を促進して、結果的には従来のハイブリ
ッド電池では充分な保守頻度の少ない電池とはなり得な
かった。 【0004】そのため、従来から、ハイブリッド電池に
おいて正極用格子中のSb量を減らすことによって電解
液の減液を少なくする試みが行われてきた。しかしなが
ら、格子の結晶構造が変化するために、正極格子強度、
耐腐食性の低下による電池の短寿命化をもたらし、格子
中のSb量を減らす技術にも限界があった。 【0005】本発明の目的は、ハイブリッド電池の寿命
を少なくとも維持した上で電解液の減液特性を改善する
ことにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の鉛蓄電池は、上
記目的を達成すべく、Pb−Sb系合金からなる格子体
にペーストを充填した正極板、Pb−Ca系合金からな
る格子体にペーストを充填した負極板及びセパレータか
らなる鉛蓄電池において、前記正極板、負極板及びセパ
レータで構成した極板群の総厚さと電槽の内部寸法との
差を余裕度として、その余裕率[(余裕度/電槽内部寸
法)×100]を1.72%以下にすることを特徴とす
る。 【0007】セパレータとしては、例えばポリエチレン
製セパレータが使用されうる。 【0008】 【作用】本発明によれば、正極板と負極板とセパレータ
とから構成してなる極板群の余裕率を1.72%以下に
することにより、負極板とセパレータとの間の距離を狭
めて負極板とセパレータとの密着度合いを高めれば、電
池が過充電状態にあるときに、正極板からセパレータを
透過して出て来たSbイオンが、負極板に付着する前に
負極板から発生している活性H2 ガスによって還元さ
れ、その瞬間Sbとして負極板ではなくセパレータに付
着する場合が多くなる。これにより負極板に付着するは
ずだったSbを大幅に削減することができるため電池の
減液特性を改善できる。 【0009】 【実施例】以下本発明の実施例を図1〜3を参照して説
明する。 (実施例1)本実施例1では正、負両極板用格子体を鋳
造し、これに鉛粉、硫酸、水を練り合わせて得たペース
トを用いて平面度の高い充填を行い、図1(A)に示す
正極板1、負極板2を得た。これらの極板と表1記載の
ような厚みの異なったポリエチレンセパレータ3とを用
いて群合わせを行って極板群4を構成し、図1(B)に
示すように、内部寸法が32mmの電槽5内に入れ、種
々の極板群総厚さを有する従来品、比較品及び本発明品
として55D23タイプの電池を作製した。得られた電
池のセパレータ厚み(mm)、極板群総厚さ(mm)及
び余裕率(%)を表1に示す。ここで余裕率は、ハイブ
リッド電池を構成する極板群4の総厚さをXとし又X方
向の電槽5の内部寸法をYとすれば、式:{(Y−X)
/Y}×100によって表される。 【0010】 【表1】 【0011】これらの電池に対して60℃定電圧過充電
(13.6Vmax×700H)を行い、減液特性の比
較を行った。得られた結果を図3の曲線aとして示す。
図3において、横軸は各電池の余裕率(%)であり、縦
軸は電解液の減液量(g)である。図3の曲線aから明
らかなように、余裕率が1.72%以下である場合、減
液特性が大幅に改善されていることがわかる。本実施例
1において定電圧過充電終了後電池を分解して負極板側
のセパレータ表面についてSb量を分析した結果、余裕
率1.72%の場合のSb量の付着量は余裕率7.97
%の場合の2倍程度となっていた。また負極板へのSb
の付着量が大幅に減少していることから、過充電中に負
極板から発生する活性H2 ガスにより正極板から溶出し
てきたSbイオンが還元されてセパレータに付着したも
のと考えられる。この現象は余裕率が1.72%を越え
る場合でも起きていると思われるが、負極板とセパレー
タとの間隔が小さければこの効果はさらに大きくなる。 (実施例2)本実施例2では、実施例1で用いた正極板
1と負極板2とポリエチレンセパレータ3とで構成した
極板群4の端に図2に示すようにポリスチレン製スペー
サ6を重ねたものを電槽5内に挿入し、電池を作製し
た。この時、表2に示すように、種々のスペーサ厚み
(mm)、極板群総厚さ(mm)及び余裕率(%)を有
する電池、即ち従来品、比較品及び本発明品を作製し
た。 【0012】 【表2】【0013】これらの電池に対して60℃定電圧過充電
(13.6Vmax×700H)を行って減液特性の比
較をした。得られた結果を図3の曲線bとして示す。図
3の曲線bから明らかなように、余裕率が1.72%以
下の場合、実施例1とほぼ同様に減液特性が大幅に改善
されていることがわかる。 【0014】上記実施例1及び2以外の構成を有する電
池でも、負極板とセパレータとの密着度合いを高めたも
のであれば、同様な効果を期待できる。例えば、正極板
とセパレータとの間にガラスマットを挟むことにより極
板群の総厚さを厚くする方法、正極板及び/又は負極板
自体の厚みを厚くする方法、電槽に一体に設けた群圧付
与のためのリブの高さを高くして実質的に電槽内部寸法
を小さくする方法、電槽の側壁や仕切壁(区画壁)の肉
厚を厚くすることにより電槽の内部寸法を実質的に狭め
る方法等がある。 【0015】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
極板に付着するSb量を軽減できることにより過充電状
態における電解液の減液を大幅に改善することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)正極板、負極板及びセパレータで構成し
た極板群の概略図 (B)極板群を電槽内に収納したときの様子を示す図 【図2】正極板、負極板及びセパレータで構成した極板
群にスペーサを重ねた状態を示す図 【図3】実施例1及び2において得られた各電池の余裕
率と減液量との関係を示す特性図 【符号の説明】 1 正極板 2 負極板 3 セパレータ 4 極板群 5 電槽 6 スペーサ X 極板群の厚さ寸法 Y 電槽の内部寸法
た極板群の概略図 (B)極板群を電槽内に収納したときの様子を示す図 【図2】正極板、負極板及びセパレータで構成した極板
群にスペーサを重ねた状態を示す図 【図3】実施例1及び2において得られた各電池の余裕
率と減液量との関係を示す特性図 【符号の説明】 1 正極板 2 負極板 3 セパレータ 4 極板群 5 電槽 6 スペーサ X 極板群の厚さ寸法 Y 電槽の内部寸法
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平6−267524(JP,A)
特開 平6−295720(JP,A)
実開 平3−116658(JP,U)
電池便覧編集委員会 編,電池便覧,
日本,丸善株式会社,1990年 8月20
日,第213頁右欄
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01M 10/12
H01M 4/14
H01M 4/68
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 Pb−Sb系合金からなる格子体にペー
ストを充填した正極板、Pb−Ca系合金からなる格子
体にペーストを充填した負極板及びセパレータからなる
鉛蓄電池において、前記正極板、負極板及びセパレータ
で構成した極板群の総厚さと電槽の内部寸法との差を余
裕度として、その余裕率[(余裕度/電槽内部寸法)×
100]を1.72%以下にすることを特徴とする鉛蓄
電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31341694A JP3412300B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31341694A JP3412300B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08171929A JPH08171929A (ja) | 1996-07-02 |
JP3412300B2 true JP3412300B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18041030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31341694A Expired - Fee Related JP3412300B2 (ja) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3412300B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4752365B2 (ja) * | 2005-07-13 | 2011-08-17 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池 |
JP6398111B2 (ja) * | 2013-11-22 | 2018-10-03 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
WO2017212590A1 (ja) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
JP6958693B2 (ja) * | 2018-10-10 | 2021-11-02 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 鉛蓄電池 |
JP6760347B2 (ja) * | 2018-10-10 | 2020-09-23 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
-
1994
- 1994-12-16 JP JP31341694A patent/JP3412300B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
電池便覧編集委員会 編,電池便覧,日本,丸善株式会社,1990年 8月20日,第213頁右欄 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08171929A (ja) | 1996-07-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |