JPH01232666A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポータプル機器用、特にポータブｌしＶＴＲ
用電源として用いられている密閉形鉛蓄電池の改良に関
するものである。

従来の技術 密閉形鉛蓄電池についてはこれまで数多くの提案がある
。代表的なものとしては電解液を陽極板。

陰極板およびガラス繊維製セパレークに含浸させ、その
他には遊離の液がない状態にして充電末期に陽極板から
発生する酸素ガスを陰極板に吸収させて電解液の減少を
抑制する方式が採用されている。

従って横転や倒置状態でも漏液せず、また補水が不要で
あるという特徴を持っているので多方面に使用されてい
る。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような密閉形鉛蓄電池でも、充電末期にお
いて陽極板から発生する酸素ガスを陰極板で全て吸収す
るには限界があるため、充電末期に電流を減少させる定
電圧制御方式が一般的に採用されている。従って、定電
圧方式よりも、急速充電が可能で西コストの定電流方式
を密閉形鉛蓄電池に採用するためには、陰極板の酸素ガ
ス吸収能力を一定に保ち、かつ充電特性も一定に保たな
ければならない。すなわち急速定電流充電方式において
充電完了制御方法は一般的に、充電開始後電池電圧がピ
ークに達した時点の電圧を、充電器のＩＣに記憶させ、
その後陰極板の酸素ガス吸収により電池電圧が下降し始
め、ピーク電圧からある値に降下した時点を充電完了と
するものである。

このような充電方式における従来の密閉形鉛蓄電池は、
充放電サイクルを繰り返すに従って、電解液が徐々に減
少し、陰極板の酸素ガス吸収が活発になり水素発生すな
わち電池電圧がピークに達するまでの時間が初期に比べ
長くなり、サイクル寿命末期では、電解液の減少が多く
なり充電制御が動作せずに充電され、電池の温度上昇に
よる変形などのサイク／Ｖ寿命の早期劣化が起こり、実
用上問題があった。

課題を解決するための手段 本発明は、陽極板、陰極板、セパレータに電解液を保持
させ、その他には遊離の液が存在しない程度に電解液量
を制限し、陰極活物質中に無水シリカの微粉末とフッ素
樹脂の粉末を添加したものであり、好ましくはフッ素樹
脂粉末を鉛粉量に対し、その０．０２〜Ｑ、５ｗｔ％添
加して構成した密閉形鉛蓄電池である。

作　　　用 本発明の構成における電池では、急速定電流充電方式に
おいて、良好なサイクル寿命特性が得られるものであり
特にフッ素樹脂は陰極板に撥水性の領域を存在させ、酸
素ガスの通過を良好にしさらに吸水性を有する無水ンリ
カ粉末を添加することにより、酸素ガスを吸収する能力
を一定に保つ作用を有するものである。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

陰極板は、鉛及び酸化鉛からなる鉛粉中にフッ素ｍｌ脂
の粉末（ダイキン工業（株）製ポリテトラクロロエチレ
ン）と無水シリカの微粉末を投入し、さらに硫酸バリウ
ムなどの添加剤を投入して混合した。その後、水及び希
硫酸を滴下してペーストを作製し、格子に充填したのち
、乾燥、化成を行い極板とした。この際、無水シリカの
微粉末は鉛粉量に対し、その１％添加し、さらにフッ素
樹脂の粉末は鉛粉量に対し、その０．６　ｗ　ｔ％以上
添加すると、ペーストを練合する段階においてペースト
ば硬くなって格子への充填が不可能であったため、０．
５　ｗｔ％以下とした。この陰極板１枚と陽極板１≠寺
楊寺噸＃枚、及びガラス繊維からなるセパレータを組合
せ極板群とし、電解液は比重１．３４のの希硫酸を遊離
の液が存在しないよう調整して注入し全てを体板群に吸
収保持させ、１０Ｖ、１０時間率容量１．１Ａｈの密閉
形鉛蓄電池を作製した。

ここでの電池の種類は、陰極板にフッ素樹脂の粉末及び
無水シリカの微粉末を添加しない従来の陰極板を用いた
電池をＡ、無水シリカの微粉末のみを添加した陰極板を
用いた電池をＢ、フッ素樹脂の粉末及び無水シリカの微
粉末を添加した陰極板を用いた電池をＣとした。

電池の充電方式は定電流とし、以下の条件でサイクル寿
命試験を実施した。充電電流○、ａＡで充電末期におい
て電池電圧がピークになった時点の電圧を充電器内のＩ
Ｃに記憶させ、その後、陰極板の酸素ガス吸収によ、シ
ミ池電圧が下降し始め、ピーク時の電圧から１００　ｍ
Ｖ’下降した時点で充電完了とし、電流が流れない制御
機能を有する充電器を用い充電する。放電は１２０定抵
抗を用いて８．８■まで行い、この充電放電を繰り返し
て放電容量が初期の５ｏ％に低下したときを電池寿命と
Ｌまた。

第１図に、電池Ａ　、　Ｂ　、　Ｃ（代表例としてフッ
素樹脂添加量０．５　ｗｔ％を図示した）の充放電サイ
クルにおける容量の及び電池重量減少率推移を示した。

Ａ、Ｂはサイクル寿命特性に差がみられないが、Ｃはそ
れらに比べて非常に優れている。また、サイクル数が増
加するに従って、電池Ａ、Ｂは電解液の減少による重量
減少率が早期からみられ、寿命末期において、充電制御
が動作せず、発熱が起こって変形したが、電池Ｃでは、
そのようなことは起きず、安定した充電特性を示した。

第２図に、各サイクル時の充電特性例を示す。充電特性
ａは電池Ａ、Ｂ、Ｃの初期の特性で共に差がみられない
が、電池Ａ、Ｂは２００サイクルに達すると充電特性す
のように特性ａとは異った二段上りになっており、非常
に乱れた特性を示した。又充電時間も放電時間の約２倍
の時間が必要になり、激しい過充電が起こっている（通
常は１．１〜１．２倍の時間である）。また充電特性Ｃ
け電池Ｃの６００サイクル時の充電特性であり、はぼ充
電特性ａと同様であり、非常に安定していると言える。

このことは、電池Ａ、Ｂは電解液が減少し陰極板が充電
の早期に酸素ガスを吸収し、充電特性がサイクル寿命初
期に対し変化している。しかし電池Ｃでは、陰極板は含
有した無水シリカの微粉末によシ水分が保持され、フッ
素樹脂によシ撥水性領域が活物質中に存在することによ
り酸素ガスがある一定量電池内にも充満して通気して吸
収しサイクルを繰υ返しても初期と同等の充電特性が得
られるものと考えられる。

第３図は、電池Ｃにおいて、鉛粉量に対するフッ素樹脂
の粉末の添加量とサイクル寿命特性との関係を示した。

この図からフッ素樹脂粉末の添加量が０．０２　ｗ　ｔ
％以上の場合、寿命特性が優れていることが明らかであ
る。逆に０．６　ｗ　ｔ％以上になると先に述べたよう
にペーストの格子への充填が不可能となるので実用的で
ない。また、無水シリカ無添加で、フッ素樹脂のみを添
加した電池については、電池重量減少率が著し〈従来品
よりも早期に劣化した。

発明の効果 このように陰極活物質中にフッ素樹脂粉末と、吸液性の
ある無水シリカの微粉末を添加することによシ、電池の
急速定電流充電方式によるサイクル寿命を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は充放電サイクル数と容量維持率及び重量減少量
との関係を示す図、第２図は充電特性を示す図、第３図
はフッ素樹脂粉末の添加量と寿命サイクル数との関係を
示す図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 充放電サイクル数 第　２　図 充電時間（分） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極板、陰極板、セパレータに電解液を保持させ
   、その他には遊離の液が存在しない程度に電解液量を制
   限した密閉形鉛蓄電池であって陰極活物質中に無水シリ
   カの微粉末と、フッ素樹脂の粉末とを添加した密閉形鉛
   蓄電池。
2. （２）フッ素樹脂粉末の添加量が、鉛粉量に対し、その
   ０．０２ｗｔ％〜０．５ｗｔ％である請求項１記載の密
   閉形鉛蓄電池。