JP7401586B2 - 改善された水分損失能力のための鉛酸電池用の蒸気圧バリア、セパレータ、システム、及びその製造及び使用方法 - Google Patents
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Description
本願は、2015年2月26日に出願された同時係属米国仮特許出願第62/121,112号の優先権及び利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書中に組み入れられる。
本発明のさまざまな実施形態を使用して、電池が経験した水分損失改善のレベルを決定するための、さまざまな実験用に組み立てられる電池を作製した。Daramic,LLCから市販されている電池セパレータを使用してさまざまな電池を研究室で組み立てて、次に、そのようなセパレータの使用と連動する蒸気圧バリアを作製した。図1は、本開示の選択の実施形態に従う蒸気圧バリアを用いて、さまざまな実験用に組み立てられた電池についての、2.4ボルト/セル(6セルの合計で14.4ボルト、12ボルト電池)における21日間の過充電にわたる重量損失のグラムにおける水分損失の棒グラフを例証する。これらは、60℃水浴内のベント型電池であった。Daramic,LLCから市販されており、さまざまな水分損失添加剤(複数可)を含有する、電池セパレータとして対照ポリエチレンセパレータをもつ電池が、対照としての基準のために使用される。次に、一つが油層Aを備え、一つが油層Bを備える、蒸気圧バリアを使用する二つの電池を組み立てた。結果は、システムにおいて、改良された電池セパレータの水分損失技術と、改善された蒸気圧バリアの水分損失技術とを組み合わせたときに、予期されない高いレベルの水分損失減少を示す。実施例として、対照ポリエチレン電池セパレータをもつシステムは、グラム単位において150~200グラムの水分損失を明らかにした。一方で、油層をもつシステムは、過充電の期間にわたって、その水分損失を100グラム以下に至るまで減少した。また、水分損失結果における予期されない改善が、油層はもつが水分損失添加剤(図1のグラフにおいて対照として使用されるDaramicのポリエチレン電池セパレータに関連する添加剤(複数可)など)の被覆または追加をもたない標準的なポリエチレン電池セパレータに対して高くかつ予期されないことも確信される。故に、本発明では、物理的な蒸気圧バリア(複数可)をシステムに加えることによって水分損失を改善する一つの重要な水分損失改善技術を、改善された電池セパレータ(例えば、被覆されたセパレータまたは液式鉛酸電池システムにおける水分損失を減少するための一つ以上の新規の添加剤を含むセパレータ)を加えることによって水分損失を改善する別の重要な水分損失改善技術と組み合わせる。これは、可能性として相乗的なかつ予期されない結果をもたらす。
Claims (20)
- H2ガスまたはO2ガスを放出する鉛酸電池であって、前記鉛酸電池は容器および蒸気圧バリアを備え、前記蒸気圧バリアは:
多孔性膜の表面の油層;または
不織布層の表面の油層、を備え、
前記蒸気圧バリアは電解液と前記容器の間に位置することを特徴とする、鉛酸電池。 - 前記不織布層の不織布の表面の油層を備える、請求項1に記載の鉛酸電池。
- 前記多孔性膜の表面の油層を備える、請求項1に記載の鉛酸電池。
- 前記鉛酸電池は液式鉛酸電池である、請求項1に記載の鉛酸電池。
- 前記油層は天然由来または合成された油から作製される、請求項1に記載の鉛酸電池。
- 前記油層は硫酸亜鉛、界面活性剤またはそれらの組合せを含む1つ以上の電解液可溶性成分を備える、請求項1に記載の鉛酸電池。
- 前記油層は水分損失の低い他の1つ以上の材料をさらに備える、請求項1に記載の鉛酸電池。
- 請求項1に記載の鉛酸電池を備える自動車。
- H2ガスまたはO2ガスを放出する鉛酸電池であって、前記鉛酸電池は容器および蒸気圧バリアを備え、前記蒸気圧バリアは:
多孔性膜の表面の油層;または
不織布層の表面の油層、を備え、
前記蒸気圧バリアは電解液の上部に位置することを特徴とする、鉛酸電池。 - 不織布の表面上に油層を備える、請求項9に記載の鉛酸電池。
- 多孔性膜の表面に油層を備える、請求項10に記載の鉛酸電池。
- 前記鉛酸電池は液式鉛酸電池である、請求項9に記載の鉛酸電池。
- 前記油層は天然由来または合成された油から作製される、請求項9に記載の鉛酸電池。
- 前記油層は硫酸亜鉛、界面活性剤またはそれらの組合せを含む1つ以上の電解液可溶性成分を備える、請求項9に記載の鉛酸電池。
- 前記油層は水分損失の低い他の1つ以上の材料をさらに備える、請求項9に記載の鉛酸電池。
- 請求項9の鉛酸電池を備える自動車。
- 鉛酸電池からの水分損失および/または水蒸気損失を減少させるように適合された蒸気圧バリアを提供する方法であって、
硫酸亜鉛、界面活性剤またはそれらの組合せを含む1つ以上の電解液可溶性成分を備える油層を含む電池セパレータを提供する工程を含む方法。 - 前記油層は硫酸亜鉛を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記油層は界面活性剤を備える、請求項17に記載の方法。
- 前記油層は水分損失の低い他の1つ以上の材料をさらに備える、請求項17に記載の方法。
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