JPH0416903B2 - - Google Patents
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- JPH0416903B2 JPH0416903B2 JP58210215A JP21021583A JPH0416903B2 JP H0416903 B2 JPH0416903 B2 JP H0416903B2 JP 58210215 A JP58210215 A JP 58210215A JP 21021583 A JP21021583 A JP 21021583A JP H0416903 B2 JPH0416903 B2 JP H0416903B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、常時浮動充電、トリクル充電のよう
な定電圧充電方式で使用される負極ガス吸収方式
の密閉型鉛蓄電池に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来の負極吸収式鉛蓄電池は、充電中に正極板
より発生する酸素ガスを負極板の活物質である海
綿状鉛に吸収させ、かつ負極板からの水素発生を
抑え、電池の密閉化を可能にするものである。こ
の種の蓄電池は隔離板および極板に遊離の電解液
がない程度に含浸させ、負極板への酸素ガスの到
達を容易にし、かつ正立状態以外の設置状態でも
漏液がないように設計されている。第１図をもと
に従来例を説明する。 第１図において極板群は負極板３、隔離板４、
正極板５を交互に重ね合せて作成され、電解液は
極板群の中に必要量保持させ遊離の電解液がない
状態になつている。正極板５、負極板３ともそれ
ぞれ棚部６で溶接され、それぞれの棚部６には電
流の取出部としての極柱７が同時に溶接されてい
る（負極柱は図示せず）。ふた２には過電流流入
時の内圧上昇による電槽１、ふた２の破損を防止
するため、合成ゴム製の安全弁８が装着されてい
る。 この種の電池に使用される隔離板４は、平板状
のガラス繊維不織布が使用され、通常10〜30Kg／
ｄm2の群圧が加えられた状態で極板群が組立られ
ている。 この種の電池の問題点は従来の液式（液が豊富
な電池、たとえばCS形、PS形等）の電池に比較
して電解液が極度に制限されているため、定電圧
充電方式では放電、特に深い放電後の比重拡散が
悪く、極板群下部に濃い硫酸が残留し、上部は希
薄な硫酸となつている。 たとえば100Ahの電池において、完全充電状態
で電解液比重1.300（20℃換算値）のものを20時間
率電流5Aで終止電圧1.80V／セルまで放電し、
2.3V／セルの定電圧方式の回復充電を行なつた
場合表−１のような電池内部の比重分布と拡散の
傾向を示す。放電後100日間充電を継続しても放
電前の状況には戻つていない。
な定電圧充電方式で使用される負極ガス吸収方式
の密閉型鉛蓄電池に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来の負極吸収式鉛蓄電池は、充電中に正極板
より発生する酸素ガスを負極板の活物質である海
綿状鉛に吸収させ、かつ負極板からの水素発生を
抑え、電池の密閉化を可能にするものである。こ
の種の蓄電池は隔離板および極板に遊離の電解液
がない程度に含浸させ、負極板への酸素ガスの到
達を容易にし、かつ正立状態以外の設置状態でも
漏液がないように設計されている。第１図をもと
に従来例を説明する。 第１図において極板群は負極板３、隔離板４、
正極板５を交互に重ね合せて作成され、電解液は
極板群の中に必要量保持させ遊離の電解液がない
状態になつている。正極板５、負極板３ともそれ
ぞれ棚部６で溶接され、それぞれの棚部６には電
流の取出部としての極柱７が同時に溶接されてい
る（負極柱は図示せず）。ふた２には過電流流入
時の内圧上昇による電槽１、ふた２の破損を防止
するため、合成ゴム製の安全弁８が装着されてい
る。 この種の電池に使用される隔離板４は、平板状
のガラス繊維不織布が使用され、通常10〜30Kg／
ｄm2の群圧が加えられた状態で極板群が組立られ
ている。 この種の電池の問題点は従来の液式（液が豊富
な電池、たとえばCS形、PS形等）の電池に比較
して電解液が極度に制限されているため、定電圧
充電方式では放電、特に深い放電後の比重拡散が
悪く、極板群下部に濃い硫酸が残留し、上部は希
薄な硫酸となつている。 たとえば100Ahの電池において、完全充電状態
で電解液比重1.300（20℃換算値）のものを20時間
率電流5Aで終止電圧1.80V／セルまで放電し、
2.3V／セルの定電圧方式の回復充電を行なつた
場合表−１のような電池内部の比重分布と拡散の
傾向を示す。放電後100日間充電を継続しても放
電前の状況には戻つていない。
【表】
特にこの種の電池には最近では鉛−カルシウム
系合金が使用され、自己放電が鉛−アンチモン系
合金に比べて1/3以下であるため通常は均等充電
は行なわず常に浮動充電状態で使用されることも
比重拡散を悪くする一つの要因となつている。 定電流充電で電解液を拡散させることも考えら
れるが、負荷に対し過電圧が加わるためシリコン
ドロツパー等の負荷補償装置が必要となり、コス
ト高となるとともに信頼性も低下するため実際に
は採用されていないことが多い。 定電圧方式による浮動充電のみで使用する場合
に発生する電池内上部と下部の比重差は、下部の
作用物質の利用率を高め正極活物質の軟化、脱
落、正極格子下部の腐蝕促進、負極作用物質のサ
ルフエーシヨン化を促進する等の劣化を加速し、
電池寿命を短縮し信頼性の低下につながる。 また隔離板が平板状では負極板表面への酸素ガ
スの到達が悪くなり、ガスの吸収効率も低下す
る。 特に極板構成枚数が増加し、特定の負極板にガ
ス吸収反応が集中した場合にはその両側の正極板
に充電電流が集中し、格子の腐蝕や伸び等を促進
して全体として寿命を短縮することになる。通常
は負極端板にガス吸収反応が集中するため、その
内側の正極板の劣化が顕著である。 これらの問題点は極板の構成枚数の増加および
極板形状がたて長になればなる程顕著に表われ
る。 なお従来のCS形、PS形、HS形等電解液が多
量に存在する液式の電池では、隔離板表面に比較
的広い間隔で細い棒状の突出部を設けたものがあ
るが、これは放電時に負極板への電解液供給を活
発化するためのものであり、負極板と隔離板との
密着を防ぐものであつて、隔離板自身の保液能力
は問題にされていない。 しかし負極吸収式電池では電解液を極板および
隔離板に含浸させるものであるため、隔離板の保
液能力および極板表面への密着度合が問題にな
り、液式電池用の隔離板のような細い棒状の突出
部では極板への密着面積の低下が起こり、使用す
ることができない。したがつて極板への密着面積
を低下させないためには隔離板に直接溝を設けな
ければならない。 発明の目的 本発明は、長期間のフロート充電、トリクル充
電のような長期間定電圧充電方式で使用する電解
液が制限された負極吸収式鉛蓄電池内部の電解液
比重の拡散を容易にすることにより、正極板下部
の作用物質の劣化および格子腐蝕を軽減化し、正
極板の劣化進行を均一化することにより蓄電池寿
命の延長を図ることを目的とする。また同一セル
内のそれぞれの負極板のガス吸収量を均一化させ
ることにより、隣接する正極板への充電電流の量
を均等化し各正極板の劣化を均一化し蓄電池の寿
命延長をも同時に図るとともに過充電時のガス吸
収能力を向上させて、電解液の減少を防止するこ
とをも目的としたものである。 発明の構成 この目的を達成するために、本発明ではガラス
繊維製不織布からなる隔離板の片面または両面に
多数の溝を設け、この多数の溝は、極板群形成時
に極板に圧接することによりある程度押しつぶさ
れて電槽内に挿入されたことを特徴とする。この
押しつぶされた溝と極板表面とで形成される微細
な空間へ充電中に発生するガスを集め、強制的に
気泡として断続的に通過させることにより、隔離
板下部および極板下部の電解液を吸い上げ、比重
の均一化を図るとともに各負極板表面への酸素ガ
スの到達を均一化させ、正極板の劣化を均一化し
て蓄電池の寿命を延長させるものである。 なお種々の検討を行なつた結果、不織布隔離板
はガラス繊維製のものが良く、その直径1μm以下
のものを使用した場合、保液能力は向上するが弾
力性に欠けるため保液性を低下させない範囲で繊
維直径1μm以上のものを加えた。検討の結果、直
径３〜10μmのものを重量比で10〜30％の範囲で
加えることが最適であることがわかつた。 溝の幅寸法は２mm以上になると比重拡散が悪く
なる。また溝幅の総合計が隔離板幅寸法の50％を
越えても密着面積が減少して容量低下を起こす。
したがつて溝幅は２mm以下で溝幅の総合計が隔離
板幅寸法の50％以下にすることにより容量に対し
ても悪影響を及ぼさないことがわかつた。なお溝
の深さは隔離板厚さの1/2以下とすることが適当
である。 電池に組込んだ際、隔離板に設けられた溝の傾
斜角度は、電槽底面に対し45〜90゜とすることが
適当である。45゜以下では電解液の拡散効果が低
下する。 群圧は隔離板の弾性との関係で決まるが、15〜
30Kg／ｄm2の圧力を加えれば、ほぼ満足する結果
が得られる。 実施例の説明 電池構成は従来例と同様とし、隔離板４のみを
変更した。ここで使用する隔離板は直径1μm以下
のガラス繊維を主体としたものに直径約5μmのガ
ラス繊維を重量比で30％混合したもので、紙を抄
く場合と同様にして作られ、抄く際にあらかじめ
凹凸のある型で表面に溝９を作つた。 溝の寸法は幅、深さとも１mmで第２図および第
３図に示す断面形状を有する隔離板４を使用し
た。なお、溝９の方向は電槽底面に対し45゜とし
た。また片面溝の隔離板を２枚はり合せることに
より両面溝の隔離板を作つた。 これらの隔離板を使用し100Ahの負極吸収式鉛
蓄電池を組立てた。群圧20Kg／ｄm2を加えて隔離
板の溝が押しつぶされた際、ごくわずかに気体の
流通路を確保した。 この電池を使用し比重拡散、ガス吸収の均一化
を調べた。 比重拡散 完全充電された電池を20時間率電流5Aで終止
電圧1.80V／セルまで放電し、12時間放置後、
2.30V／セルの定電圧充電を行ない比重の回復を
調べた。 表−２に比重の拡散状況を示したが、従来の平
板状隔離板に比べ、本発明は比重の均一化に顕著
な効果が認められた。
系合金が使用され、自己放電が鉛−アンチモン系
合金に比べて1/3以下であるため通常は均等充電
は行なわず常に浮動充電状態で使用されることも
比重拡散を悪くする一つの要因となつている。 定電流充電で電解液を拡散させることも考えら
れるが、負荷に対し過電圧が加わるためシリコン
ドロツパー等の負荷補償装置が必要となり、コス
ト高となるとともに信頼性も低下するため実際に
は採用されていないことが多い。 定電圧方式による浮動充電のみで使用する場合
に発生する電池内上部と下部の比重差は、下部の
作用物質の利用率を高め正極活物質の軟化、脱
落、正極格子下部の腐蝕促進、負極作用物質のサ
ルフエーシヨン化を促進する等の劣化を加速し、
電池寿命を短縮し信頼性の低下につながる。 また隔離板が平板状では負極板表面への酸素ガ
スの到達が悪くなり、ガスの吸収効率も低下す
る。 特に極板構成枚数が増加し、特定の負極板にガ
ス吸収反応が集中した場合にはその両側の正極板
に充電電流が集中し、格子の腐蝕や伸び等を促進
して全体として寿命を短縮することになる。通常
は負極端板にガス吸収反応が集中するため、その
内側の正極板の劣化が顕著である。 これらの問題点は極板の構成枚数の増加および
極板形状がたて長になればなる程顕著に表われ
る。 なお従来のCS形、PS形、HS形等電解液が多
量に存在する液式の電池では、隔離板表面に比較
的広い間隔で細い棒状の突出部を設けたものがあ
るが、これは放電時に負極板への電解液供給を活
発化するためのものであり、負極板と隔離板との
密着を防ぐものであつて、隔離板自身の保液能力
は問題にされていない。 しかし負極吸収式電池では電解液を極板および
隔離板に含浸させるものであるため、隔離板の保
液能力および極板表面への密着度合が問題にな
り、液式電池用の隔離板のような細い棒状の突出
部では極板への密着面積の低下が起こり、使用す
ることができない。したがつて極板への密着面積
を低下させないためには隔離板に直接溝を設けな
ければならない。 発明の目的 本発明は、長期間のフロート充電、トリクル充
電のような長期間定電圧充電方式で使用する電解
液が制限された負極吸収式鉛蓄電池内部の電解液
比重の拡散を容易にすることにより、正極板下部
の作用物質の劣化および格子腐蝕を軽減化し、正
極板の劣化進行を均一化することにより蓄電池寿
命の延長を図ることを目的とする。また同一セル
内のそれぞれの負極板のガス吸収量を均一化させ
ることにより、隣接する正極板への充電電流の量
を均等化し各正極板の劣化を均一化し蓄電池の寿
命延長をも同時に図るとともに過充電時のガス吸
収能力を向上させて、電解液の減少を防止するこ
とをも目的としたものである。 発明の構成 この目的を達成するために、本発明ではガラス
繊維製不織布からなる隔離板の片面または両面に
多数の溝を設け、この多数の溝は、極板群形成時
に極板に圧接することによりある程度押しつぶさ
れて電槽内に挿入されたことを特徴とする。この
押しつぶされた溝と極板表面とで形成される微細
な空間へ充電中に発生するガスを集め、強制的に
気泡として断続的に通過させることにより、隔離
板下部および極板下部の電解液を吸い上げ、比重
の均一化を図るとともに各負極板表面への酸素ガ
スの到達を均一化させ、正極板の劣化を均一化し
て蓄電池の寿命を延長させるものである。 なお種々の検討を行なつた結果、不織布隔離板
はガラス繊維製のものが良く、その直径1μm以下
のものを使用した場合、保液能力は向上するが弾
力性に欠けるため保液性を低下させない範囲で繊
維直径1μm以上のものを加えた。検討の結果、直
径３〜10μmのものを重量比で10〜30％の範囲で
加えることが最適であることがわかつた。 溝の幅寸法は２mm以上になると比重拡散が悪く
なる。また溝幅の総合計が隔離板幅寸法の50％を
越えても密着面積が減少して容量低下を起こす。
したがつて溝幅は２mm以下で溝幅の総合計が隔離
板幅寸法の50％以下にすることにより容量に対し
ても悪影響を及ぼさないことがわかつた。なお溝
の深さは隔離板厚さの1/2以下とすることが適当
である。 電池に組込んだ際、隔離板に設けられた溝の傾
斜角度は、電槽底面に対し45〜90゜とすることが
適当である。45゜以下では電解液の拡散効果が低
下する。 群圧は隔離板の弾性との関係で決まるが、15〜
30Kg／ｄm2の圧力を加えれば、ほぼ満足する結果
が得られる。 実施例の説明 電池構成は従来例と同様とし、隔離板４のみを
変更した。ここで使用する隔離板は直径1μm以下
のガラス繊維を主体としたものに直径約5μmのガ
ラス繊維を重量比で30％混合したもので、紙を抄
く場合と同様にして作られ、抄く際にあらかじめ
凹凸のある型で表面に溝９を作つた。 溝の寸法は幅、深さとも１mmで第２図および第
３図に示す断面形状を有する隔離板４を使用し
た。なお、溝９の方向は電槽底面に対し45゜とし
た。また片面溝の隔離板を２枚はり合せることに
より両面溝の隔離板を作つた。 これらの隔離板を使用し100Ahの負極吸収式鉛
蓄電池を組立てた。群圧20Kg／ｄm2を加えて隔離
板の溝が押しつぶされた際、ごくわずかに気体の
流通路を確保した。 この電池を使用し比重拡散、ガス吸収の均一化
を調べた。 比重拡散 完全充電された電池を20時間率電流5Aで終止
電圧1.80V／セルまで放電し、12時間放置後、
2.30V／セルの定電圧充電を行ない比重の回復を
調べた。 表−２に比重の拡散状況を示したが、従来の平
板状隔離板に比べ、本発明は比重の均一化に顕著
な効果が認められた。
【表】
ガス吸収の均一化
前記100Ahの負極吸収式電池を使用し、40℃雰
囲気で5Aの定電流過充電を100日間実施し、解体
調査により同一セル内の正極板の伸びを調べた。 表−３に正極板の伸びの状況を示したが、従来
品では負極端板のすぐ内側の正極板の伸びが著し
いことが認められる。これは酸素ガスの吸収が負
極端板に集中したため、それに伴なつて、その内
側の正極板に充電電流が集中し、格子の伸びや腐
蝕を加速したものである。本発明の実施例では正
極板の伸びも少なく、ほぼ均一であるため酸素ガ
スの吸収量が各負極板に対し均一に分配されてい
ることがわかる。
囲気で5Aの定電流過充電を100日間実施し、解体
調査により同一セル内の正極板の伸びを調べた。 表−３に正極板の伸びの状況を示したが、従来
品では負極端板のすぐ内側の正極板の伸びが著し
いことが認められる。これは酸素ガスの吸収が負
極端板に集中したため、それに伴なつて、その内
側の正極板に充電電流が集中し、格子の伸びや腐
蝕を加速したものである。本発明の実施例では正
極板の伸びも少なく、ほぼ均一であるため酸素ガ
スの吸収量が各負極板に対し均一に分配されてい
ることがわかる。
【表】
ガス吸収能力
前記ガス吸収の均一化を調べた際、解体前に重
量減少を測定し、表−４に総電解液量に対する割
合として示した。本発明品は従来品の50％程度の
減液であり、ガス吸収能力の向上も認められる。
量減少を測定し、表−４に総電解液量に対する割
合として示した。本発明品は従来品の50％程度の
減液であり、ガス吸収能力の向上も認められる。
【表】
発明の効果
このように本発明は電解液量が制限された負極
吸収式鉛蓄電池に使用する隔離板の表面に多数の
溝を設け、回復充電中の比重拡散の促進、各負極
板の酸素ガス吸収の均一化、ガス吸収能力の向上
等を図ることにより、負極吸収式鉛蓄電池の長寿
命化および信頼性向上に大きく寄与するものであ
る。
吸収式鉛蓄電池に使用する隔離板の表面に多数の
溝を設け、回復充電中の比重拡散の促進、各負極
板の酸素ガス吸収の均一化、ガス吸収能力の向上
等を図ることにより、負極吸収式鉛蓄電池の長寿
命化および信頼性向上に大きく寄与するものであ
る。
第１図は負極吸収式鉛蓄電池を示す断面略図、
第２図、第３図は本発明の実施例における隔離板
の断面を示した図である。 １……電槽、２……ふた、３……負極板、４…
…隔離板、５……正極板、８……安全弁、９……
溝。
第２図、第３図は本発明の実施例における隔離板
の断面を示した図である。 １……電槽、２……ふた、３……負極板、４…
…隔離板、５……正極板、８……安全弁、９……
溝。
Claims (1)
- １ 電解液量が制限された負極吸収式密閉鉛蓄電
池において、繊維径の異なるガラス繊維を混合し
て作成した不織布の片面または両面に多数の溝
を、電槽底面に対する傾斜角度が45゜〜90゜で、か
つ溝の幅の最大寸法が２mm以下、溝の深さが隔離
板厚さの1/2以下で、かつこの溝幅の総合計を隔
離板幅寸法の50％以下とした隔離板を備え、前記
溝がつぶれる程度の圧力で極板群を加圧し、電槽
内へ挿入したことを特徴とする負極吸収式鉛蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210215A JPS60101863A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 負極吸収式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210215A JPS60101863A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 負極吸収式鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101863A JPS60101863A (ja) | 1985-06-05 |
| JPH0416903B2 true JPH0416903B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16585690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58210215A Granted JPS60101863A (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 負極吸収式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101863A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779000B1 (ko) | 2005-12-27 | 2007-11-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
-
1983
- 1983-11-08 JP JP58210215A patent/JPS60101863A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60101863A (ja) | 1985-06-05 |
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