JPH0343966A - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents
密閉型鉛蓄電池Info
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- JPH0343966A JPH0343966A JP1177399A JP17739989A JPH0343966A JP H0343966 A JPH0343966 A JP H0343966A JP 1177399 A JP1177399 A JP 1177399A JP 17739989 A JP17739989 A JP 17739989A JP H0343966 A JPH0343966 A JP H0343966A
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Classifications
-
- 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 Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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。
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
本発明は酸素サイクルによる密閉型鉛蓄電池、特に自動
車用電池の改良に関するものである。
車用電池の改良に関するものである。
従来の技術
この種の密閉型鉛蓄電池では正極板から発生ずる酸素カ
スを負極板と反応させるが、この反応を生起させるため
に (イ)負極板を電解液面上に露出させるもの(ロ)保液
性の良好なセパレータに電解液を保持させ流動液をなく
したもの (ハ)電解液をゲル状としたもの の3種類がある。
スを負極板と反応させるが、この反応を生起させるため
に (イ)負極板を電解液面上に露出させるもの(ロ)保液
性の良好なセパレータに電解液を保持させ流動液をなく
したもの (ハ)電解液をゲル状としたもの の3種類がある。
発明が解決しようとする課題
始動性能すなわち急放電特性が重要な自動車用電池では
、前記(イ)〜(ハ)の電池は次のような問題点を有し
ている。すなわち、(イ)の負極板露出式密閉電池は極
板の露出部があまり利用されないために容量が劣り、(
ロ)の流動電解液制限方式電池では保液性の優れたセパ
レータか高価であるたけでなく、このセパレータか電解
液を含浸すると厚さが減少して極板とセパレータとに間
隙を生じやすく放電性能か劣るという問題点がある。
、前記(イ)〜(ハ)の電池は次のような問題点を有し
ている。すなわち、(イ)の負極板露出式密閉電池は極
板の露出部があまり利用されないために容量が劣り、(
ロ)の流動電解液制限方式電池では保液性の優れたセパ
レータか高価であるたけでなく、このセパレータか電解
液を含浸すると厚さが減少して極板とセパレータとに間
隙を生じやすく放電性能か劣るという問題点がある。
また、(ハ)のゲル式密閉電池には極板間のゲルの充填
を確実にするために波形あるいはリブ付セパレータを用
いるとともにシリカ濃度を5〜15重量%とした硬いゲ
ルとしたものと、極細ガラス繊維を主体とした保液性の
優れたセパレータを用いるとともに極板群への電解液の
充填、含浸を確実にするためにシリカ濃度1〜4重量%
の柔ゲルとしたものとがあった。前者はゲルが硬くてイ
オンの移動が妨げられることおよびゲルの亀裂のために
電気抵抗が高く急放電時の電圧損失が大きいという問題
点があり、後者は保″a、牲セパレータの孔径が大きく
て釦あるいは鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を
起こしゃずいという問題点があった。
を確実にするために波形あるいはリブ付セパレータを用
いるとともにシリカ濃度を5〜15重量%とした硬いゲ
ルとしたものと、極細ガラス繊維を主体とした保液性の
優れたセパレータを用いるとともに極板群への電解液の
充填、含浸を確実にするためにシリカ濃度1〜4重量%
の柔ゲルとしたものとがあった。前者はゲルが硬くてイ
オンの移動が妨げられることおよびゲルの亀裂のために
電気抵抗が高く急放電時の電圧損失が大きいという問題
点があり、後者は保″a、牲セパレータの孔径が大きく
て釦あるいは鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を
起こしゃずいという問題点があった。
課題を解決するための手段
本発明になる鉛蓄電池は、耐酸性繊維を抄紙した基板に
この基板よりも重量比で多量のシリカ微粉末を担持させ
たシリカ微粉末を主体とする薄型セパレータと、直径1
0〜20μmのカラス長繊維を主体とする厚形カラスマ
ットとを、セパレータが負極板にカラスマットが正極板
に対向するように正・負極板間に介在させ相互に密着さ
せるとともに、5重量%以下のシリカを含む柔ゲル電解
液を少なくとも極板群周囲の電槽内空間に充填、配置さ
せたことを特徴とする。
この基板よりも重量比で多量のシリカ微粉末を担持させ
たシリカ微粉末を主体とする薄型セパレータと、直径1
0〜20μmのカラス長繊維を主体とする厚形カラスマ
ットとを、セパレータが負極板にカラスマットが正極板
に対向するように正・負極板間に介在させ相互に密着さ
せるとともに、5重量%以下のシリカを含む柔ゲル電解
液を少なくとも極板群周囲の電槽内空間に充填、配置さ
せたことを特徴とする。
実施例
以下、本発明を好適な実施例を用いて説1すJする。
第1図に本発明になる鉛蓄電池の酊適な一実施例を示す
。1は正極板、2は負極板、3はセパレータ、 4はガ
ラスマットであり、セパレータ3は負極板2に、ガラス
マット4は正極板1にそれぞれ当接し密着している。5
は電解液でシリカ微粉末を2〜7重量%含む一8硫酸で
ある。6は電槽、7は電池蓋である。8は弁a能を持た
せた排気部であり、0.01〜0.5気圧で作動し内部
のカスを排出すると共に減圧時に外気が電池内へ侵入す
ることを防ぐ機能を有している。9および9′は極柱で
ある。
。1は正極板、2は負極板、3はセパレータ、 4はガ
ラスマットであり、セパレータ3は負極板2に、ガラス
マット4は正極板1にそれぞれ当接し密着している。5
は電解液でシリカ微粉末を2〜7重量%含む一8硫酸で
ある。6は電槽、7は電池蓋である。8は弁a能を持た
せた排気部であり、0.01〜0.5気圧で作動し内部
のカスを排出すると共に減圧時に外気が電池内へ侵入す
ることを防ぐ機能を有している。9および9′は極柱で
ある。
セパレータ3は薄いこと、孔径が小さいこと、保液性が
良好なことが重要な要件である。極板間および極板群周
囲の空間にケル状電解液を充填するという本発明になる
構成にあっては、孔径の小さなセパレータの厚さを小さ
くし、多量の電解液を極板間に保持する必要がある。孔
径については、溶出した鉛イオンの電析や活物質の脱落
等で鉛や鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を生じ
ることを肋ぐために平Jり孔径10μin以下、最大細
孔径30μm以下が好ましい。さらにセパレータ内部お
よびその表面で電解液を多量に保持するとともにカス溜
りを少なくして、充放電反応のためのイオン移動の経路
を確保する必要上、セパレータの保液性が優れているこ
と、ずなわち濡れのよい材料でかつ孔径が小さく表面積
の大きなことがセパレータには重要である。そのなめに
、カラス1m維やシリカ微粉末を主材料としてセパレー
タを構成させること、とくに表面積の大きなシリカ微粉
末を50重量%以上とすることが必要である。シリカ微
粉末のバインダーとしてアクリル系などの樹脂を、また
シリカ微粉末部分の多孔度を大きくするために、ポリエ
チレンやパルプ等の繊維をそれぞれ10重量%以下の少
量に限って用いることができる。
良好なことが重要な要件である。極板間および極板群周
囲の空間にケル状電解液を充填するという本発明になる
構成にあっては、孔径の小さなセパレータの厚さを小さ
くし、多量の電解液を極板間に保持する必要がある。孔
径については、溶出した鉛イオンの電析や活物質の脱落
等で鉛や鉛酸化物がセパレータ内に浸透して短絡を生じ
ることを肋ぐために平Jり孔径10μin以下、最大細
孔径30μm以下が好ましい。さらにセパレータ内部お
よびその表面で電解液を多量に保持するとともにカス溜
りを少なくして、充放電反応のためのイオン移動の経路
を確保する必要上、セパレータの保液性が優れているこ
と、ずなわち濡れのよい材料でかつ孔径が小さく表面積
の大きなことがセパレータには重要である。そのなめに
、カラス1m維やシリカ微粉末を主材料としてセパレー
タを構成させること、とくに表面積の大きなシリカ微粉
末を50重量%以上とすることが必要である。シリカ微
粉末のバインダーとしてアクリル系などの樹脂を、また
シリカ微粉末部分の多孔度を大きくするために、ポリエ
チレンやパルプ等の繊維をそれぞれ10重量%以下の少
量に限って用いることができる。
カラスマット4は直径20μmのカラス長繊維を2方向
に交錯させた通常のカラスマットまたは直径10〜15
μ■のカラス長繊維を2〜50P+n程度に切断し、抄
造してランダムに配向させたガラスマットが適している
。前記(ロ)の流動電解液制限方式電池では流動性の希
硫酸を確実に保持するために直径1μIII以下の極細
ガラス繊維からなるセパレータを用いるが、本発明にな
る電池では5重量%以下のシリカを含むゲル状であるか
らマットは直径10〜20μmのカラス繊維からなるも
ので充分に電解液を保持できる。逆にこのマットはシリ
カ量の少ない柔ゲル電解液を保持するのに有効かつ必要
である。例えばリブ付セパレータを用いてガラスマット
を無くすると放電状態で電池が振動を受けた時に柔ゲル
電解液かゾル化して漏液の原因となる。
に交錯させた通常のカラスマットまたは直径10〜15
μ■のカラス長繊維を2〜50P+n程度に切断し、抄
造してランダムに配向させたガラスマットが適している
。前記(ロ)の流動電解液制限方式電池では流動性の希
硫酸を確実に保持するために直径1μIII以下の極細
ガラス繊維からなるセパレータを用いるが、本発明にな
る電池では5重量%以下のシリカを含むゲル状であるか
らマットは直径10〜20μmのカラス繊維からなるも
ので充分に電解液を保持できる。逆にこのマットはシリ
カ量の少ない柔ゲル電解液を保持するのに有効かつ必要
である。例えばリブ付セパレータを用いてガラスマット
を無くすると放電状態で電池が振動を受けた時に柔ゲル
電解液かゾル化して漏液の原因となる。
セパレータ3を負極板に、カラスマット4を正極板にそ
れぞれ当接、密着させることは、多孔度の大きなカラス
マット部に電解液を多量に保持して正極板の放電容量を
大きくすること、正極板に上るセパレータの酸化を防ぐ
ことおよび活物質の脱落を圧迫によって防ぐという効果
をもたらす。
れぞれ当接、密着させることは、多孔度の大きなカラス
マット部に電解液を多量に保持して正極板の放電容量を
大きくすること、正極板に上るセパレータの酸化を防ぐ
ことおよび活物質の脱落を圧迫によって防ぐという効果
をもたらす。
シリカを含む電解液を有する電池を製作するには、シリ
カ微粉末を希硫酸に添加して撹拌したものか、またはシ
リカ微粉末を水に懸濁したコロイタルシリ力と希硫酸と
を混合したものを電池内に注入ずれはよい。電解液は電
池内で柔らかいゲル状を呈し、振動や正極板からのカス
発生等の機械的刺激で容易に一部ゾル化する。この−時
的なゾル化によって、セパレータおよびカラスマットと
極板との密着性が好くなって優れた放電性能を得ること
かできる。なお、極板およびセパレータ等の極板群は多
孔体であって孔径はかなり小さく表面積は大きい。した
がってシリカ微粉末を含む希硫酸と接触すると極板群は
希硫酸を選択的に吸収含浸する傾向があり、極板群内の
シリカ濃度は低く、極板群周辺の場所ではシリカ濃度の
高いゲルとなる。またシリカ微粉末は表面積の大きな物
質や同質の物質の表面に吸着する傾向があり、極板表面
やカラス繊維表面にシリカが付着して固定される。した
がって、電槽内に存在する電解液の全ての部分について
シリカ濃度が同一となるわけではない。
カ微粉末を希硫酸に添加して撹拌したものか、またはシ
リカ微粉末を水に懸濁したコロイタルシリ力と希硫酸と
を混合したものを電池内に注入ずれはよい。電解液は電
池内で柔らかいゲル状を呈し、振動や正極板からのカス
発生等の機械的刺激で容易に一部ゾル化する。この−時
的なゾル化によって、セパレータおよびカラスマットと
極板との密着性が好くなって優れた放電性能を得ること
かできる。なお、極板およびセパレータ等の極板群は多
孔体であって孔径はかなり小さく表面積は大きい。した
がってシリカ微粉末を含む希硫酸と接触すると極板群は
希硫酸を選択的に吸収含浸する傾向があり、極板群内の
シリカ濃度は低く、極板群周辺の場所ではシリカ濃度の
高いゲルとなる。またシリカ微粉末は表面積の大きな物
質や同質の物質の表面に吸着する傾向があり、極板表面
やカラス繊維表面にシリカが付着して固定される。した
がって、電槽内に存在する電解液の全ての部分について
シリカ濃度が同一となるわけではない。
柔ゲル電解液とセパレータ及びカラスマットを用いる柘
成のために、極板群の一部が電解液から露出している状
態とすることかできる。これはゲルの亀裂が少なくて酸
素カスと負極板との反応か従来のゲル式電池に比較して
劣ることを補う効果があり、かつ極板間にはセパレータ
とガラスマットとか介在していて電解液をかなり保持し
ているので電解液から露出している部分の極板群におい
ても充放電反応がおきるためである。
成のために、極板群の一部が電解液から露出している状
態とすることかできる。これはゲルの亀裂が少なくて酸
素カスと負極板との反応か従来のゲル式電池に比較して
劣ることを補う効果があり、かつ極板間にはセパレータ
とガラスマットとか介在していて電解液をかなり保持し
ているので電解液から露出している部分の極板群におい
ても充放電反応がおきるためである。
次に本発明になる密閉型鉛蓄電池と従来形電池とを試作
して評価した。電池は5HR放電容量で約35AHの6
セルモノブロツク型とした。従来型電池としては平均直
径0.7μ■の極細カラス繊維からなるマット状セパレ
ータを用いた流動電解液制眼方式、電解液のシリカ濃度
を9%としたゲル方式とを試験した。本発明になる電池
及びその類似のものとしては、セパレータ、カラスマッ
ト及び電解液のシリカ量を変えて試作、試験した。評価
試験として4i(八)初期低温急放電容量、(B) 6
0℃で1ケ月間放置した後の低温急放電容量、(C)
JISサイクル寿命試験を行った。その結果を第1表に
比率で示した。
して評価した。電池は5HR放電容量で約35AHの6
セルモノブロツク型とした。従来型電池としては平均直
径0.7μ■の極細カラス繊維からなるマット状セパレ
ータを用いた流動電解液制眼方式、電解液のシリカ濃度
を9%としたゲル方式とを試験した。本発明になる電池
及びその類似のものとしては、セパレータ、カラスマッ
ト及び電解液のシリカ量を変えて試作、試験した。評価
試験として4i(八)初期低温急放電容量、(B) 6
0℃で1ケ月間放置した後の低温急放電容量、(C)
JISサイクル寿命試験を行った。その結果を第1表に
比率で示した。
(以下余白)
0
発明の効果
本発明になる鉛蓄電池は酸素ガスと負極板とを反応させ
る密閉型であって、 (1)柔ゲル電解液を用いるので電気抵抗か小さく、亀
裂が少なく、かつ極板間のイオンの移動が容易であって
、放電!t、¥牲が優れている。
る密閉型であって、 (1)柔ゲル電解液を用いるので電気抵抗か小さく、亀
裂が少なく、かつ極板間のイオンの移動が容易であって
、放電!t、¥牲が優れている。
(2)孔径の小さな薄いセパレータを用いているので、
鉛や鉛化合物による極板間の短絡を防ぐことができる。
鉛や鉛化合物による極板間の短絡を防ぐことができる。
(3)セパレータ及びガラスマットが極板間に介在し密
着しているので、電解液の漏液が無いばかりでなく、活
物質の脱落を防ぐことができる。
着しているので、電解液の漏液が無いばかりでなく、活
物質の脱落を防ぐことができる。
などの効果を発揮するものである。
第1図(a)は本発明の鉛蓄電池の一実施例を示す正面
図(断面図)であり、同(b)はその側面図(断面図)
である。 1・・・正極板、 2・・・負極板 3・・・セパレータ、 4・・・ガラスマット5・・
・電解液、 6・・・電槽 1 7・・・電池蓋 8・・・弁機能付き排気部 9.9′・・・極柱 (cl−) 正1訓#I看図) □ (b) 側爾西(釘厨囚)
図(断面図)であり、同(b)はその側面図(断面図)
である。 1・・・正極板、 2・・・負極板 3・・・セパレータ、 4・・・ガラスマット5・・
・電解液、 6・・・電槽 1 7・・・電池蓋 8・・・弁機能付き排気部 9.9′・・・極柱 (cl−) 正1訓#I看図) □ (b) 側爾西(釘厨囚)
Claims (1)
- 1、弁機能を有する排気部を備えた密閉型鉛蓄電池であ
って、耐酸性繊維を抄紙した基板にこの基板よりも重量
比で多量のシリカ微粉末を担持させたシリカ微粉末を主
体とする薄型セパレータと、直径10〜20μmのガラ
ス長繊維を主体とする厚形ガラスマットとを、セパレー
タが負極板にガラスマットが正極板に対向するように正
・負極板間に介在させ相互に密着させるとともに、5重
量%以下のシリカを含む柔ゲル電解液を少なくとも極板
群周囲の電槽内空間に充填、配置させたことを特徴とす
る密閉型鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1177399A JP2855669B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 密閉型鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1177399A JP2855669B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 密閉型鉛蓄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0343966A true JPH0343966A (ja) | 1991-02-25 |
JP2855669B2 JP2855669B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=16030249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1177399A Expired - Fee Related JP2855669B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 密閉型鉛蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2855669B2 (ja) |
Cited By (6)
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- 1989-07-10 JP JP1177399A patent/JP2855669B2/ja not_active Expired - Fee Related
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