JPH0447675A - 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 本発明は充電と放電とか繰り返される用途の密閉形３；
１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 現在市販されている密閉形鉛蓄電池の大部分は、正負極
板と微細カラス繊維を主成分とする隔離体とに電解液を
含浸・保持さぜな、いわゆるリテーナ式と呼ばれるもの
である。このリテーナ式密閉形鉛蓄電池は、従来の開放
形の鉛蓄電池に比べて、性能面では遜色はないもののコ
ストが高いという問題点を有している。コスト高の原因
は、極板間に電解液を含浸・保持するために、例えば微
細カラス繊維セパレータ（以後ガラスセパレータと呼ぶ
）等の液保持能力の優れた高価なセパレータを使用して
いるためである。このコスト高を解消するための一つの
方法として、電解液保持体として、カラスセパレータの
代わりにＳｉ　０２などの無機酸化物から成る粉体を用
いるという方法が試みられている。この様な粉体を用い
た電池の放電容量は、最適な粒子径の粉体を選んで使用
することによって、従来のリテーナ式電池と同等あるい
はそれ以上にすることかできるが、粉体自体は隔離板と
しての充分な機能を持たないために、隔離板を併用しな
いと、深い充放電を繰り返した場合には、ＪＥ負極板間
に短絡が発生し早期に寿命となる。また、このような短
絡を防止するために、正極板と負極板との間に強化繊維
隔離板や合成樹脂を主成分とする隔離板を挿入すると放
電容量が減少するという欠点が生じる。

課題を解決するための手段 そこでまず、上記の問題点を解決するために、これらの
隔離板を併用すると、なぜ放電容量が減少するのかにつ
いて調べた。その結果、隔離板と極板との間に粉体が充
填されていない空隙分のあることがわかった。ずなわぢ
、ｊｌ二極板や負極板の表面は完全には平坦ではなく、
またこれらの隔離板には弾力性がないなめ、隔離板を極
板に当接すると極板表面に隙間が形成され、しかもその
隙間は連続しておらず、かつその隙間の厚みは充填する
粉体の粒子径より小さいために、その部分に粉体が充填
されなかったものと考えられる。この部分には電解液を
保持するものがないため、当然この部分は電解液が枯れ
た状態になっており、またこの部分は電解液移動の障壁
となり、粉体に保持されている電解液の正極板や負極板
への移動を妨げていると考えられる。

本発明は、」二記観察結果に鑑み、極板群の内部および
周辺部に耐酸、耐酸性の粉体を充填し、正負極板、粉体
および隔離板に電解液を吸＋１ｉ、、保持する方式の密
閉形鉛蓄電池において、極板と隔離板との間に間隙を設
け、該間隙の幅を粉体の平均粒子径の３倍以北にするこ
とに、１′って、上記問題点を解決するものである。

作　　用 極板と隔離板との間に、粉体の平均粒子径の３倍以」二
の間隙を設けることにより、極板と隔離板との間に隙間
なく粉体を充填でき、その結果極板表面に電解液が均一
に保持されるため、隔離体を併用しても放電容量が減少
することはない。

実施例 本発明による密閉形鉛蓄電池を図面を用いて以下に説明
する。

第１図は、本発明による鉛蓄電池の一実施例の側部断面
模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。１は
ペース１〜式正極板、２はペースｌ−式負極板である。

３はＳ；　ｏ　２を主成分とする耐酸・耐酸化性の粉体
で、その平均粒子径が２００μの粉体、４は合成樹脂製
の隔離板である。５は正極板１および負極板２と隔離板
４との間の間隔を保持するために設すな耐酸、耐酸化性
の合成樹脂などからなるＪゾさ１．０＋ｕｎの間隔保持
体で、粉体充填の妨げにならないように縦方向に設置さ
れている。

６は電槽、７は蓋、８は排気弁、９および１０はそれぞ
れＩＦ枠および負極端子である。なお、電解液は、粉体
３、隔離板４および正極板１、負極板２とに含浸・保持
されている。

本発明による上記の電池Ａの放電容量と寿命性能につい
て調べた試験の結果を以下に述べる。なお、比較のため
に、隔離板を極板に当接した電池Ｂ、隔離板なしの電池
Ｃを作製し、同時に試験した。これらの電池の５ｈｌ’
を放電容量を第１表に示す。

本発明による電池Ａの放電容量は、隔離板を正極板に当
接した電池Ｂに比べて約１０％勝っており、隔離板なし
の電池Ｃに比べても遜色のないことがわかる。

一方、Ｊ、？命・目面については、１０１１１１電流で
端子室圧が１．７０Ｖになるまで放電し、続いて２．３
５Ｖで２４１１充電するという充放電サイクル試験を行
なって評価したが、第３図に示すように、隔離板なしの
電池Ｃは極めて短万命であった。電池を解体調査しなと
ころ、プントライ１〜（樹枝状のｐｂ結晶）が粉体内を
貫通し、負極板と正極板とが短絡していた。また、隔離
板を正極板に当接した電池Ｂでは、このような短絡は見
られなかったものの、容量推移は本発明による電池Ａよ
りかなり劣った。これは、電解液の枯れた部分かできる
結果、充放電反応が不均一とになり、活物質の劣化を早
めたものと思われる。

第１表 つぎに、極板と隔離板との間隔について調べるなめに、
平均粒子径が２００μの粉体を用いて、極板と隔離板と
の間隔が０．２ｎｕｎ　　（粉体の平均粒子径と同じ）
　、０．６１＋１Ｔ１１　、（平均粒子径の３倍）　、
１．５＋ｎｎ＋（７，５倍）の電池り、Ｅ、Ｆを製作し
、前述の電池ＡやＢと比較した。容量試験と寿命試験の
結果を第２表に示す。

第２表 寿命の値は５ｈＲ容量が３時間を切った時点のサイクル
数（電池Ａを１００とする）である。

これらの結果から、極板と隔離板との間隔か０２Ｐ１ｍ
では、容量、寿命とも電池Ａに比べて劣ることがわかる
。しかし、その間隔が０．θｍａｎ　、すなわち粉体の
平均粒子径の３倍になると、性能は著しく向上している
。これは、極板と隔離板との間隔が３倍未満では、極板
と隔離板との間に粉体が円滑に入っていかず、部分的に
充填されない部分が電池Ｃと同様にできたためと考えら
れる。

なお、本実施例では、平均粒子径か２００μの粉体を用
いたが、粉体としては平均粒子径か５０〜５００μのも
のを使用するのが好ましい。これは、平均粒子径が５０
μ以下の粉体を用いると、多孔度が小さくなって電解液
の保持量が少なくなるだけでなく、電解液の拡散に必要
な通路が細くなるために、放電性能か著しく低下し、本
発明の効果がなくなるためである。また、５００μ以上
の粉体を用いると、電解液の保持能力か低下し、深い充
放電を繰り返し行なうと電解液の上下方向の比重差、い
わゆる電解液の成層化という現象を生じ、短寿命の原因
となるためである。

また、極板と隔離板との間隔を保持する方法として、本
実施例では、極間保持体を用いたが、リブ等を備えた隔
ｍ体を用いるという方法も有効であることはいうまでも
ない。また、本実施例では、ペースト式電池を例にとっ
て説明したが、タララド式電池においても本発明の効果
は変わるものではない。

さらに、本実施例では、正極板と隔離板との問および負
極板と隔離板との間の両方に間隔を設けたが、正極板で
容量や寿命か支配される場合には正極板側だけに、また
負極板で容量や寿命が支配される場合には負極板（Ｗま
たけに間隔を設けても本発明の効果の変わることはもち
ろんない。

発明の効果 以」−述べたように、正負極板と強化繊維隔離板や合成
樹脂を主成分とする隔離板等で構成される極板群の内部
および周辺部に、ＳｉＯ□なとの無機酸化物からなる耐
酸、耐酸化性の粉体を充填し、正負極板と粉体に電解液
を吸収、保持させる方式の鉛蓄電池において、極板と隔
離板との間に間隙を設けることにより、放電容量を低下
させることなく、長寿命でかつ安価な密閉形鉛蓄電池が
得られ、その工業的価値は甚だ大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明鉛蓄電池の一実施例における側部断面
模式図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は本
発明による電池Ａおよびその他の電池Ｂ、Ｃの寿命試験
時における放電容量の推移を示す図である。 １・・・正極板、２・・・負極板、３・・・粉体、４・
・・隔離体、５・・・間隔保持体。 奔 ■ 凹 奔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、正負極板と弾性に乏しい、例えば強化繊維隔離板や
   合成樹脂を主成分とする隔離板等で構成される極板群の
   内部および周辺部にＳｉＯ＿２などの無機酸化物からな
   る耐酸・耐酸化性の粉体を充填し、正負極板、粉体およ
   び隔離板に電解液を吸収、保持する方式の鉛蓄電池にお
   いて、極板と隔離板との間に上記粉体の平均粒子径の３
   倍以上の幅を有する間隙を設けたことを特徴とする密閉
   形鉛蓄電池。