JPH0562704A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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- JPH0562704A JPH0562704A JP3250392A JP25039291A JPH0562704A JP H0562704 A JPH0562704 A JP H0562704A JP 3250392 A JP3250392 A JP 3250392A JP 25039291 A JP25039291 A JP 25039291A JP H0562704 A JPH0562704 A JP H0562704A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- powder
- electrode plate
- battery
- sealed lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 深い放電のサイクル使用時における寿命性能
の早期低下を防ぎ、サイクル寿命性能を向上させた密閉
形鉛蓄電池を得る。 【構成】 正極板と負極板の間隙および極板群の周囲に
粉体を充填し、硫酸電解液を実質的に粉体および極板群
に含浸保持させた密閉形鉛蓄電池において、正および負
極板間に平均孔径０．５μｍ以上のセパレータを配置す
る。
の早期低下を防ぎ、サイクル寿命性能を向上させた密閉
形鉛蓄電池を得る。 【構成】 正極板と負極板の間隙および極板群の周囲に
粉体を充填し、硫酸電解液を実質的に粉体および極板群
に含浸保持させた密閉形鉛蓄電池において、正および負
極板間に平均孔径０．５μｍ以上のセパレータを配置す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形鉛蓄電池の改良に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【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形鉛蓄電池にはリ
テーナ式とゲル式の２種類がある。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主体とするマット状
のセパレータ（ガラスセパレータ）を挿入し、これによ
って放電に必要な硫酸電解液の保持と両極の隔離をおこ
なっており、無保守、無漏液、ポジションフリー等の特
徴を生かして、近年、ポータブ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ている。
ガスを負極で吸収させるタイプの密閉形鉛蓄電池にはリ
テーナ式とゲル式の２種類がある。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主体とするマット状
のセパレータ（ガラスセパレータ）を挿入し、これによ
って放電に必要な硫酸電解液の保持と両極の隔離をおこ
なっており、無保守、無漏液、ポジションフリー等の特
徴を生かして、近年、ポータブ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ている。
【０００３】しかし、ガラスセパレータは特殊な方法で
製造される直径１ミクロン前後の微細ガラス繊維を抄造
してマット状としたもので、一般的に用いられる鉛蓄電
池用のセパレータに比べかなり高価なことや、安定した
電池性能を得るためには極板群を強く圧迫して組み込ま
なければならないので電池の組立が困難となり、必然的
に電池の製造コストが高くなるという欠点があった。
製造される直径１ミクロン前後の微細ガラス繊維を抄造
してマット状としたもので、一般的に用いられる鉛蓄電
池用のセパレータに比べかなり高価なことや、安定した
電池性能を得るためには極板群を強く圧迫して組み込ま
なければならないので電池の組立が困難となり、必然的
に電池の製造コストが高くなるという欠点があった。
【０００４】また、硫酸電解液を保持させることができ
るのは正、負極板間に挿入したガラスセパレータだけで
あって、開放形の液式鉛蓄電池のように極板群の周囲に
電解液を配置できないので、電池反応が電解液量で制限
され、液式電池よりも電池性能が劣るという欠点があっ
た。
るのは正、負極板間に挿入したガラスセパレータだけで
あって、開放形の液式鉛蓄電池のように極板群の周囲に
電解液を配置できないので、電池反応が電解液量で制限
され、液式電池よりも電池性能が劣るという欠点があっ
た。
【０００５】一方、ゲル式はリテーナ式よりも安価であ
るが、電池性能がリテーナ式密閉形鉛蓄電池より劣り、
使用中に硫酸ゲルから電解液が離しょうするために寿命
性能が良くないという欠点があった。
るが、電池性能がリテーナ式密閉形鉛蓄電池より劣り、
使用中に硫酸ゲルから電解液が離しょうするために寿命
性能が良くないという欠点があった。
【０００６】そこでこれらの欠点を解消するために、微
細ガラス繊維を用いるリテーナ式でもなく、ゲル状の電
解液を用いるゲル式でもない密閉形鉛蓄電池が提案され
ている。すなわち、電解液保持材として高い多孔度と大
きい比表面積を有する粉体、たとえばシリカ粉体を使用
するもので、正極板と負極板との間隙および極板群の周
囲に上記粉体を充填した構成の密閉形鉛蓄電池である。
シリカ粉体は大量に生産、販売されている安価な材料で
あり、耐酸性や電解液の保持力も優れているので、この
タイプの密閉形鉛蓄電池の電解液保持材に用いる粉体と
して優れた素材であるといえる。
細ガラス繊維を用いるリテーナ式でもなく、ゲル状の電
解液を用いるゲル式でもない密閉形鉛蓄電池が提案され
ている。すなわち、電解液保持材として高い多孔度と大
きい比表面積を有する粉体、たとえばシリカ粉体を使用
するもので、正極板と負極板との間隙および極板群の周
囲に上記粉体を充填した構成の密閉形鉛蓄電池である。
シリカ粉体は大量に生産、販売されている安価な材料で
あり、耐酸性や電解液の保持力も優れているので、この
タイプの密閉形鉛蓄電池の電解液保持材に用いる粉体と
して優れた素材であるといえる。
【０００７】しかし、上述した方式を用いても、バッテ
リーフォークリフト用電池に代表される放電深度が大き
く電池が高温になりやすいいわゆるヘビーデューティ使
用の場合には充分なサイクル性能を発揮できず、早期に
寿命となる欠点があった。
リーフォークリフト用電池に代表される放電深度が大き
く電池が高温になりやすいいわゆるヘビーデューティ使
用の場合には充分なサイクル性能を発揮できず、早期に
寿命となる欠点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極板と負極
板の間隙および極板群の周囲に高い多孔度および大きい
比表面積を有する粉体を充填し、電池の充放電に必要、
充分な量の硫酸電解液を実質的に該粉体および極板群に
含浸保持させた密閉形鉛蓄電池の問題点、すなわち深い
放電のサイクル使用時における寿命性能の早期低下を防
ぐもので、その要旨は正および負極板間に平均孔径０．
５μｍ以上のセパレータを配置することを特徴とするも
のである。
板の間隙および極板群の周囲に高い多孔度および大きい
比表面積を有する粉体を充填し、電池の充放電に必要、
充分な量の硫酸電解液を実質的に該粉体および極板群に
含浸保持させた密閉形鉛蓄電池の問題点、すなわち深い
放電のサイクル使用時における寿命性能の早期低下を防
ぐもので、その要旨は正および負極板間に平均孔径０．
５μｍ以上のセパレータを配置することを特徴とするも
のである。
【０００９】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１０】図３は本発明密閉形鉛蓄電池の構造を示す
要部断面図で、電槽１にはクラッド式正極板、負極板お
よび隔離体とで構成された極板群２が挿入され、正極板
および負極板とセパレータの間隙ならびに極板群の周囲
には高い多孔度および大きな表面積を有する粉体３が充
填されている。この粉体３は多孔度が高く表面積が大き
いために、電解液を多量にかつ強く保持することができ
る。本実施例においてはシリカ粉体を用いた。
要部断面図で、電槽１にはクラッド式正極板、負極板お
よび隔離体とで構成された極板群２が挿入され、正極板
および負極板とセパレータの間隙ならびに極板群の周囲
には高い多孔度および大きな表面積を有する粉体３が充
填されている。この粉体３は多孔度が高く表面積が大き
いために、電解液を多量にかつ強く保持することができ
る。本実施例においてはシリカ粉体を用いた。
【００１１】ここで用いたシリカ粉体は比表面積２００
ｍ2 ／ｇ、酸化珪素分９４％（無水物換算値）、Ａｌ2
Ｏ3 ：0.2 ％、Ｆｅ2 Ｏ3 ：0.02％、Ｎａ2 ＳＯ4 ：1.
3 ％の市販のホワイトカーボンを水ガラスを用いて造粒
し、全重量の９０％以上が粒径５０〜３００μｍとなる
よう分級したものである。
ｍ2 ／ｇ、酸化珪素分９４％（無水物換算値）、Ａｌ2
Ｏ3 ：0.2 ％、Ｆｅ2 Ｏ3 ：0.02％、Ｎａ2 ＳＯ4 ：1.
3 ％の市販のホワイトカーボンを水ガラスを用いて造粒
し、全重量の９０％以上が粒径５０〜３００μｍとなる
よう分級したものである。
【００１２】この粉体３の上部に多孔板５および排気弁
６からなる台座４が載置されている。この台座４は上部
に排気口を有し、これに排気弁を装着するようになって
おり本実施例ではリング状のゴム弁を使用した。台座の
下部には多孔板が装着されており、多孔板５と台座４と
は接着されていて隙間がなく、台座と多孔板とで構成さ
れる空間８にはガスや電解液は入るが、粉体は入らない
ようになっている。ここでは該多孔板に発泡フェノール
樹脂板を用いた。また、台座の周囲に樹脂液７を充填・
硬化させて、台座の固定、シリカ粉体の固定および電池
の気密化を行った。
６からなる台座４が載置されている。この台座４は上部
に排気口を有し、これに排気弁を装着するようになって
おり本実施例ではリング状のゴム弁を使用した。台座の
下部には多孔板が装着されており、多孔板５と台座４と
は接着されていて隙間がなく、台座と多孔板とで構成さ
れる空間８にはガスや電解液は入るが、粉体は入らない
ようになっている。ここでは該多孔板に発泡フェノール
樹脂板を用いた。また、台座の周囲に樹脂液７を充填・
硬化させて、台座の固定、シリカ粉体の固定および電池
の気密化を行った。
【００１３】上述した構造の電池により、シリカ粉体と
ポリエステル繊維およびガラス繊維の配合比を変えて抄
造、作製したセパレータを用いて電池試験を行った。試
験したセパレータの厚さはいずれも０．５ｍｍで、平均
孔径は０．０４５〜２０．５μｍの種々なものを試験し
た。セパレータは正および負極板のほぼ中間に配置し
た。使用したセパレータと電池Ｎｏ．との関係を表１に
示す。
ポリエステル繊維およびガラス繊維の配合比を変えて抄
造、作製したセパレータを用いて電池試験を行った。試
験したセパレータの厚さはいずれも０．５ｍｍで、平均
孔径は０．０４５〜２０．５μｍの種々なものを試験し
た。セパレータは正および負極板のほぼ中間に配置し
た。使用したセパレータと電池Ｎｏ．との関係を表１に
示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】なお、電池は公称容量２５０Ａｈのグラッ
ド式密閉鉛蓄電池とし、電解液量は正・負極活物質、チ
ューブ、セパレータおよびシリカ粉体が有する空孔の９
６％となるように設定した。これらの電池を温度５０
℃、放電５０Ａ×３ｈ、充電５０Ａ×２．５ｈ＋２０Ａ
×２．５ｈのサイクル寿命試験に供した。寿命試験結果
を図１および図２に示す。図１は寿命試験中の容量推移
を示したもので、図２は使用したセパレータの平均孔径
とサイクル寿命性能の関係を示すものである。
ド式密閉鉛蓄電池とし、電解液量は正・負極活物質、チ
ューブ、セパレータおよびシリカ粉体が有する空孔の９
６％となるように設定した。これらの電池を温度５０
℃、放電５０Ａ×３ｈ、充電５０Ａ×２．５ｈ＋２０Ａ
×２．５ｈのサイクル寿命試験に供した。寿命試験結果
を図１および図２に示す。図１は寿命試験中の容量推移
を示したもので、図２は使用したセパレータの平均孔径
とサイクル寿命性能の関係を示すものである。
【００１６】図１および図２より明らかなようにセパレ
ータの平均孔径が大きいほど寿命性能が優れていること
がわかる。特に、平均孔径が０．５μｍ以上であればい
ずれも優れた寿命性能を示した。
ータの平均孔径が大きいほど寿命性能が優れていること
がわかる。特に、平均孔径が０．５μｍ以上であればい
ずれも優れた寿命性能を示した。
【００１７】本実施例ではセパレータの平均孔径の上限
は定かにはならなかったが、これが大きすぎると負極板
からセパレータ中に鉛の樹枝状結晶が成長して貫通し、
正極板と接触して短絡を引き起こす恐れがあるので４０
μｍ程度が上限と考えられる。
は定かにはならなかったが、これが大きすぎると負極板
からセパレータ中に鉛の樹枝状結晶が成長して貫通し、
正極板と接触して短絡を引き起こす恐れがあるので４０
μｍ程度が上限と考えられる。
【００１８】なお、ここで用いた平均孔径の値は水銀圧
入法により Ｄ（平均孔径）＝４×Ｖ（細孔容積）／Ａ（比表面積） として算出した値である。また、ここではシリカ粉体と
繊維との抄造式のセパレータを用いたが、ＰＶＣ粉末な
どを焼結したセパレータやシリカ粉体と合成樹脂を主体
とする押し出し成形式のセパレータ等のセパレータを用
いても同様の傾向が見られた。
入法により Ｄ（平均孔径）＝４×Ｖ（細孔容積）／Ａ（比表面積） として算出した値である。また、ここではシリカ粉体と
繊維との抄造式のセパレータを用いたが、ＰＶＣ粉末な
どを焼結したセパレータやシリカ粉体と合成樹脂を主体
とする押し出し成形式のセパレータ等のセパレータを用
いても同様の傾向が見られた。
【００１９】一般に、液式鉛蓄電池やリテーナ式密閉鉛
蓄電池では、セパレータの厚さが一定の場合、セパレー
タの平均孔径が小さいほど電気抵抗はわずかに大きくな
るが短絡が起こりにくいために長寿命となる傾向がみら
れる。しかし、本実施例ではこれらとは異なり、平均孔
径が大きいほど寿命性能が向上する傾向が見られた。
蓄電池では、セパレータの厚さが一定の場合、セパレー
タの平均孔径が小さいほど電気抵抗はわずかに大きくな
るが短絡が起こりにくいために長寿命となる傾向がみら
れる。しかし、本実施例ではこれらとは異なり、平均孔
径が大きいほど寿命性能が向上する傾向が見られた。
【００２０】この原因は明らかではないが、平均孔径が
大きいときは、過充電中に正極板から発生した酸素ガス
の負極板への移動がより早いために密閉反応効率に優れ
サイクル中の電解液比重の上昇を抑制できたためかも知
れない。さらに、これら電池の電解液量はやや渇枯して
いる状態のため、電解液は細孔径の小さいところに保持
される傾向があり、セパレータの平均孔径が大きいもの
ほど比較的細孔径の小さい正および負極活物質中に電解
液を多く保持し、そのため充放電サイクルの経過後も比
較的放電容量が大きかったのかも知れない。
大きいときは、過充電中に正極板から発生した酸素ガス
の負極板への移動がより早いために密閉反応効率に優れ
サイクル中の電解液比重の上昇を抑制できたためかも知
れない。さらに、これら電池の電解液量はやや渇枯して
いる状態のため、電解液は細孔径の小さいところに保持
される傾向があり、セパレータの平均孔径が大きいもの
ほど比較的細孔径の小さい正および負極活物質中に電解
液を多く保持し、そのため充放電サイクルの経過後も比
較的放電容量が大きかったのかも知れない。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明密閉形鉛蓄
電池は、従来の欠点である深い放電時のサイクル寿命性
能を向上させることができる等、工業的価値は非常に大
きい。
電池は、従来の欠点である深い放電時のサイクル寿命性
能を向上させることができる等、工業的価値は非常に大
きい。
【図１】寿命試験中の容量推移を示した図
【図２】セパレータの平均孔径とサイクル寿命性能との
関係を示した図
関係を示した図
【図３】本発明密閉形鉛蓄電池の一実施例を示す要部断
面図
面図
１ 電槽 ２ 極板群 ３ シリカ粉体 ４ 台座 ５ 多孔板 ６ 排気弁 ７ 樹脂 ８ 空間
Claims (1)
- 【請求項１】 正極板と負極板の間隙および極板群の周
囲に高い多孔度および大きい比表面積を有する粉体を充
填し、電池の充放電に必要、充分な量の硫酸電解液を実
質的に該粉体および極板群に含浸保持させた密閉形鉛蓄
電池であって、正および負極板間に平均孔径０．５μｍ
以上のセパレータを配置したことを特徴とする密閉形鉛
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25039291A JP3261417B2 (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25039291A JP3261417B2 (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562704A true JPH0562704A (ja) | 1993-03-12 |
| JP3261417B2 JP3261417B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17207235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25039291A Expired - Fee Related JP3261417B2 (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261417B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012046533A1 (ja) | 2010-10-08 | 2012-04-12 | セントラル硝子株式会社 | ハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法 |
| JPWO2016139855A1 (ja) * | 2015-03-05 | 2017-08-10 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP25039291A patent/JP3261417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012046533A1 (ja) | 2010-10-08 | 2012-04-12 | セントラル硝子株式会社 | ハロゲン含有ガス供給装置及びハロゲン含有ガス供給方法 |
| JPWO2016139855A1 (ja) * | 2015-03-05 | 2017-08-10 | 日立化成株式会社 | 鉛蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3261417B2 (ja) | 2002-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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