JPH0343966A - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents

密閉型鉛蓄電池

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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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Takashi Yamada
隆司 山田
Naohiro Tsujino
辻野 尚宏
Kunio Yonezu
米津 邦雄
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Japan Storage Battery Co Ltd
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
(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。
などの効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
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)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
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