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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- 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 |