JPH04141961A - 密閉式鉛蓄電池 - 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 本発明は密閉式鉛蓄電池の改良に関するものである。

従来の技術とその課題 電池の充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させるタ
イプの密閉式鉛蓄電池には、リテーナ式とゲル式の二種
類かある。リテーナ式は正極板と負極板との間に微細ガ
ラス繊維を素材とする平均孔径が１０μｍ前後の多孔体
なるマット状セパレータ（ガラスセパレータ）を挿入し
、これによって放電に必要な１＆酸電解液を吸収、保持
し、また両極の隔離を行っており、近年、ポータプル機
器やコンピューターのバックアップ電源として広く用い
られるようになってきた。しかし、リテーナ式はガラス
セパレータが高価なために、この種の密閉電池の背反に
障害となっている。

一方、ゲル式は、コロイダルシリカゲルと希硫酸を混合
し硫酸電解液をゲル化させ固定化し、そしてゲルを補強
するためや正極活物質が脱落するのを防ぐためマット状
セパレータ（ガラスセパレータ）を使用している。この
ガラスセパレータはリテーナ式に使用されるそれと比べ
硫酸電解液を吸収する能力が低くてもよく平均孔径が５
０μｍ前後のガラスセパレータを用いている。このよう
なガラスセパレータは比較的安価なため、ゲル式はリテ
ーナ式より安価となるが、このようなガラスセパレータ
は多孔度が低くなるため極板間に含まれる電解液が少な
くなる。そのため電池の放電容量が開放形やリテーナ式
に劣るという欠点があった。

さらに特開平２−１５８０６２号にあるような無機粉体
をエレメントの周りに配置しこれに電解液を吸収保持さ
させる方式の密閉電池が示されている。この場合無機粉
体は安価であり、また放電容量もリテーナ式に比べ優れ
ている。しかし、この方式で問題となるのは、電解液を
注液するのに時間がかかり、また電池を初充電する際に
、充電終期に発生するガスによって無機粉体が吹き上が
り電解液保持体内部にガス溜りが生じる場合があり、極
板と電解液保持体との接触が悪くなり放電性能が劣って
しまう点である。０．００５ＣＡで充電すると放電性能
に影響するような上述のガス溜りは形成されず良好であ
るが、充電には、約１００時間もかかってしまう。その
ためこの無機粉体が動かないように多孔体で押さえつけ
る必要があり、材料コストが、さらに工程コストが増し
てしまう。

課題を解決するための手段 本発明は、上述した従来の密閉式鉛蓄電池の欠点を除去
し、優れた放電性能を有する安価な密閉式！９蓄電池を
提供するものであり、その骨子とするところは平均粒子
径が１０〜３００μｍの耐酸性無機粉体を極板間および
極板群の周囲に充填、配置し、かつこの耐酸性粉体充填
部とその上部空間までシリカ含有量１〜９重量％の含硫
酸シリカゲルを配置させることで、この耐酸性無機粉体
を含硫酸シリカゲルで固定し、さらに耐酸性無機粉体量
を必要最少限にし、その上部空間にまで含硫酸シリカゲ
ルを配置し総硫酸量をふやしたところにある。以下本発
明を実施例に基づいて説明する。

実施例 鉛合金格子体に通常の正極および負極ペーストを充填し
化成した正極板３枚負極板４枚を用い、スペーサを両極
板間に挿入して第１図に示す極板群を作製しな。ここで
使用したスペーサーについて説明すれば第２図はスペー
サー１の斜視図であって、ポリプロピレン製の隔離棒２
がその上部および下部で結合部３および３′で結合され
ており、このスペーサーの高さｈは極板の高さよりも大
きくしである。４は正極板、５は負極板、６は電槽、７
はシリカ粉体、８は排気弁である。

次いでこの極板群を電槽に挿入したのち、シリカ粉体を
極板間および極板群の周囲に充填し高さｈ′まで配置し
た。次いでＳＰ、ＧＲ，１，３０（２０″Ｃ）の希硫酸
をシリカ粉体を配置した高さまで注液したものをＡ！池
、第１図に示す上部空間Ｈの高さまで希硫酸を注液した
ものをＢ電池、シリカ粉体を多孔体の連続起泡を有する
発泡フェノール９で第３図で示すように上部から押さえ
たものをＣ＠池。

さらにシリカ分５ｗｔ％となるようにコロイダルシリカ
ゾルを加えた電解液を、シリカ粉体を配置した高さまで
注液したものをＤ電池、上部空間Ｈの高さまで注液した
ものをＥ電池とした。比較のため従来のリテーナ式とゲ
ル式電池も製作しＦ、Ｇ電池とした。電池はいずれも単
セルである。試験は初期容量試験（５ＨＲ）および充放
電サイクル試験（放電Ｑ、　２５ＣＡ　ｘ　２ｈ　、充
電０．ＩＣＡ　ｘ６ｈ、２５サイクル毎に０．２５ＣＡ
で終止電圧１．７■になるまで放電し放電容量が初期容
量の５０％となった時点で寿命とした。）を行って各電
池性能の比較をした。初期容量試験の結果を第１表に、
寿命試験の結果を第４図に示す。

第１表 は、電池Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｆ、Ｇに比べ放電容量が優れ
ていた。この理由はＡ、Ｂ＠池では、極板から発生した
ガスのためシリカ粉体充填部にガス溜りを生じたなめで
ある。Ｄ＠池では、シリカゲルが生成され、これがシリ
カ粉体を固定し、発泡フェノールで固定したものと同様
に空隙の形成を防ぐ効果があったものと考えられる。し
かしＣ１Ｄｔ池では電池内に存在する硫酸分が少ないた
め容量が低くなっている。ここでシリカ粉体を高さＨま
で入れておけば容量は、増加するはずであるがシリカ粉
体を用いると電解液がこの粉体に浸透しにくくなり注液
が行いにくくなるという欠点があってシリカ粉体の使用
量を必要最少限にする必要がある。またＥ電池の容量が
Ｆｔ池のそれより優れていたのは電解液を多く保持して
いるためであり、Ｇ電池よりよかったのは注液硫酸濃度
が高いためである。従来のゲル式電池で硫酸濃度を低く
しているのは、リテーナ式より数パーセント硫酸濃度を
低くしなければ寿命性能が著しく劣るためである。第４
図に寿命試験結果を示すが、Ｂ電池では、電解液が上部
の硫酸比重が低く、下部の硫酸比重が高くなる、いわゆ
る成層化現象のため極端に短寿命であった。Ａ、Ｂ電池
では容量が少ない分寿命が短く本発明のＥ電池が一番長
寿命であった。次いでＥ電池のようにシリカゾルを添加
したとき、このシリカ量を変えた場合の初期容量試験結
果と寿命試験結果を第２表に示す。

第２表 第２表から明らかなように、１．０〜９．１ｗｔ％添加
したときの電池性能が優れていた。これは、添加量が少
ない場合はゲルの硬度が低くなりまたはゲル化せずゾル
状態のままなのでシリカ粉体を固定化する効果がないた
めである。ここで０．６ｗｔ％添加したものでは逆に容
量が低下した。これは電解液の粘度が中途半端に高くな
るために極板から発生するガスがシリカ粉体中を抜けに
くくなり、ガスが溜り易くなったものと思われる。さら
に１０、　Ｏｗｔ％では硬くなり過ぎるため容量が低く
なった。

また耐酸性無機粉体の平均粒子径が１０μｍ以下である
と、充填しにくくなり、３００μ−以上になると容量が
著しく劣るので１０〜３００μｍの粉体を使用するのが
好ましい、また極板間の距離が小さい場合にはショート
防止のためセパレータを用いるが、この場合でも上述の
効果が何等損なわれることがないのはいうまでもない。

発明の効果 上述の実施例から明らかなように、本発明による密閉式
鉛蓄電池は従来の密閉式鉛蓄電池に比べ安価であり、さ
らに従来の密閉式鉛蓄電池の放電性能を大幅に改善でき
た点工業的価値は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明密閉式鉛蓄電池の断面図、第２図はスペ
ーサーの斜視図、第３図は発泡フェノールで上部を押さ
えた密閉式鉛蓄電池の断面図、４図は寿命試験結果を示
す図である。 １・・・スペーサー、２・・・隔離棒、４・・・正極板
、５・・・負極板、６・・・電槽、７・・・シリカ粉体
、９・・・発泡フェノール、 第 λ 図 λ 暫 方 凹 ズ 今 図 ２ｔ）０　　　　４６゜ サイクル数。 ６ｏ。 Ｏ ／〃θ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、二酸化鉛を正極活物質として用いた正極板とスポン
   ジ状の鉛を負極活物質として用いる負極板を用いた鉛蓄
   電池において、平均粒子径が１０〜３００μｍの耐酸性
   無機粉体を極板間および極板群の周囲に充填、配置し、
   かつシリカ含有量１〜９重量％の含硫酸ゲルを上記耐酸
   性無機粉体充填部に含浸保持させ、さらに含浸部分の上
   部の空間にまで含硫酸ゲルを配置させたことを特徴とす
   る密閉式鉛蓄電池。