JPH06140016A - 鉛蓄電池用セパレータ - Google Patents
鉛蓄電池用セパレータInfo
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- JPH06140016A JPH06140016A JP4308281A JP30828192A JPH06140016A JP H06140016 A JPH06140016 A JP H06140016A JP 4308281 A JP4308281 A JP 4308281A JP 30828192 A JP30828192 A JP 30828192A JP H06140016 A JPH06140016 A JP H06140016A
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- 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
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造が容易で初期性能および寿命性能を大幅
に改善した密閉形鉛蓄電池を提供する。 【構成】 ポリフルオロポリマーをバインダーとして顆
粒状シリカ粉体粒子を結合してなる多孔性シートに合成
繊維あるいは無機繊維からなる織布あるいは不織布を内
在させた鉛蓄電池用セパレータ、さらに、顆粒状シリカ
粉体として直径が１０〜４０ｎｍ（ナノメーター）のシ
リカ微粉体が凝集した５０〜４００μｍ（ミクロン）の
粗大な二次粒子からなるシリカ粉体を使用する鉛蓄電池
用セパレータ。
に改善した密閉形鉛蓄電池を提供する。 【構成】 ポリフルオロポリマーをバインダーとして顆
粒状シリカ粉体粒子を結合してなる多孔性シートに合成
繊維あるいは無機繊維からなる織布あるいは不織布を内
在させた鉛蓄電池用セパレータ、さらに、顆粒状シリカ
粉体として直径が１０〜４０ｎｍ（ナノメーター）のシ
リカ微粉体が凝集した５０〜４００μｍ（ミクロン）の
粗大な二次粒子からなるシリカ粉体を使用する鉛蓄電池
用セパレータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池用セパレータの
改良に関するものである。
改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電池の充電中に発生する酸素ガスを負極
で吸収するいわゆる酸素サイクルを利用した密閉形鉛蓄
電池には、リテ−ナ式とゲル式の二種類がある。リテ−
ナ式は正極板と負極板との間に挿入した微細なガラス繊
維を素材とするマット状セパレ−タ（ガラスセパレ−
タ）で電池の充放電に必要な硫酸電解液の保持と両極の
隔離を行っており、無保守、無漏液、ポジションフリ−
などの特徴を生かして、近年ポ−タブル機器、コ−ドレ
ス機器、コンピュ−タ−のバックアップ電源をはじめ、
大型の据置用電池や自動車のエンジン始動用にも使用さ
れるようになってきた。
で吸収するいわゆる酸素サイクルを利用した密閉形鉛蓄
電池には、リテ−ナ式とゲル式の二種類がある。リテ−
ナ式は正極板と負極板との間に挿入した微細なガラス繊
維を素材とするマット状セパレ−タ（ガラスセパレ−
タ）で電池の充放電に必要な硫酸電解液の保持と両極の
隔離を行っており、無保守、無漏液、ポジションフリ−
などの特徴を生かして、近年ポ−タブル機器、コ−ドレ
ス機器、コンピュ−タ−のバックアップ電源をはじめ、
大型の据置用電池や自動車のエンジン始動用にも使用さ
れるようになってきた。
【０００３】しかしガラスセパレ−タは特殊な方法で製
造される直径１ミクロン前後の極細ガラス繊維を抄造し
てマット状としたもので、一般的に用いられている鉛蓄
電池用のセパレ−タに比してかなり高価なことや、目標
の電池性能を得るためには極板群を強く圧迫して電槽内
に組み込まなければならないので極板群の電槽への挿入
が困難なため電池の組立に手数がかかり、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。
造される直径１ミクロン前後の極細ガラス繊維を抄造し
てマット状としたもので、一般的に用いられている鉛蓄
電池用のセパレ−タに比してかなり高価なことや、目標
の電池性能を得るためには極板群を強く圧迫して電槽内
に組み込まなければならないので極板群の電槽への挿入
が困難なため電池の組立に手数がかかり、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、リテ−ナ式密閉形鉛蓄電池は、ガラ
スセパレ−タに保持できる硫酸電解液が少なく、電解液
が豊富に存在する開放形の一般的な鉛蓄電池に比べると
電池容量、とくに低率放電容量が劣るという欠点があっ
た。そこで、極間を広くして厚みの大きいガラスセパレ
ータを用いて、できるだけ多くの電解液をガラスセパレ
ータに保持させて放電容量の改善を図ろうとすると、電
池の内部抵抗が大きくなって放電時の電圧特性が悪くな
り、逆に、電圧特性を良くするために薄いガラスセパレ
ータを使用すると、放電に必要な電解液を確保できなく
なる上に、ガラスセパレータは多孔度が大きく、孔径も
大きいため、セパレータの貫通ショートが起こりやすく
短寿命であるという問題があった。
スセパレ−タに保持できる硫酸電解液が少なく、電解液
が豊富に存在する開放形の一般的な鉛蓄電池に比べると
電池容量、とくに低率放電容量が劣るという欠点があっ
た。そこで、極間を広くして厚みの大きいガラスセパレ
ータを用いて、できるだけ多くの電解液をガラスセパレ
ータに保持させて放電容量の改善を図ろうとすると、電
池の内部抵抗が大きくなって放電時の電圧特性が悪くな
り、逆に、電圧特性を良くするために薄いガラスセパレ
ータを使用すると、放電に必要な電解液を確保できなく
なる上に、ガラスセパレータは多孔度が大きく、孔径も
大きいため、セパレータの貫通ショートが起こりやすく
短寿命であるという問題があった。
【０００５】一方、ゲル式は硫酸電解液をコロイド状シ
リカや水ガラスによってゲル化した密閉形鉛蓄電池であ
るが、硫酸が離しょうして漏液したり、ゲル中での硫酸
イオンの移動度が悪いために電池性能が劣り、さらにゲ
ル状電解液は正極で発生した酸素ガスが負極に到達する
ためのガス通路がないために、電池の充放電を繰り返し
て水分解を起こさせてゲルに亀裂が入るまで負極におけ
る酸素吸収反応が起こらないなどの欠点があった。
リカや水ガラスによってゲル化した密閉形鉛蓄電池であ
るが、硫酸が離しょうして漏液したり、ゲル中での硫酸
イオンの移動度が悪いために電池性能が劣り、さらにゲ
ル状電解液は正極で発生した酸素ガスが負極に到達する
ためのガス通路がないために、電池の充放電を繰り返し
て水分解を起こさせてゲルに亀裂が入るまで負極におけ
る酸素吸収反応が起こらないなどの欠点があった。
【０００６】そこで上記従来形の密閉形鉛蓄電池の欠点
を解消する目的で、微細なシリカ粉体を凝集させて造粒
した顆粒状シリカ粉体を電解液保持体とするリテーナ式
でもなくゲル式でもない密閉形鉛蓄電池が提案されてい
る。これは含水二酸化珪素の微細な一次粒子が凝集して
形成される粗大な二次粒子粉体（以下シリカ粉体と略
す）を正、負極板間および極板群の周囲に充填した構成
の新規な密閉形鉛蓄電池で、電池の放電容量が電解液量
で制限されることのない充分な電解液を前記粉体に含浸
保持させることが可能になり、また極板を取り巻く粉体
層が充放電にともなう活物質の変形を防止するために、
密閉形鉛蓄電池の初期性能や寿命性能を大幅に改善する
ことが可能になった。
を解消する目的で、微細なシリカ粉体を凝集させて造粒
した顆粒状シリカ粉体を電解液保持体とするリテーナ式
でもなくゲル式でもない密閉形鉛蓄電池が提案されてい
る。これは含水二酸化珪素の微細な一次粒子が凝集して
形成される粗大な二次粒子粉体（以下シリカ粉体と略
す）を正、負極板間および極板群の周囲に充填した構成
の新規な密閉形鉛蓄電池で、電池の放電容量が電解液量
で制限されることのない充分な電解液を前記粉体に含浸
保持させることが可能になり、また極板を取り巻く粉体
層が充放電にともなう活物質の変形を防止するために、
密閉形鉛蓄電池の初期性能や寿命性能を大幅に改善する
ことが可能になった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した新規
な密閉形鉛蓄電池にも種々の解決しなければならない問
題点があった。すなわち、この新規な密閉形鉛蓄電池で
は期待される電池性能を得るためには、シリカ粉体を
正、負極極間に均一な厚みで密に充填しなければならな
い。このために例えば特開平第２−１６５５７０号公報
に記載されているような一定厚みの隔離体を使用した
り、特開平第４−５１４７０号公報に記載されているよ
うなリブつきの薄いセパレータを使用して正、負極板の
間隙を一定に保つように組み立てた電池に振動を加えな
がらシリカ粉体を極間および極板群の周囲に充填するわ
けであるが、非常に狭い極板間に一定厚みの粉体層を形
成するのは非常に難しいことであった。
な密閉形鉛蓄電池にも種々の解決しなければならない問
題点があった。すなわち、この新規な密閉形鉛蓄電池で
は期待される電池性能を得るためには、シリカ粉体を
正、負極極間に均一な厚みで密に充填しなければならな
い。このために例えば特開平第２−１６５５７０号公報
に記載されているような一定厚みの隔離体を使用した
り、特開平第４−５１４７０号公報に記載されているよ
うなリブつきの薄いセパレータを使用して正、負極板の
間隙を一定に保つように組み立てた電池に振動を加えな
がらシリカ粉体を極間および極板群の周囲に充填するわ
けであるが、非常に狭い極板間に一定厚みの粉体層を形
成するのは非常に難しいことであった。
【０００８】一定厚みの隔離体を使用した前者の例で
は、極板自身がかならずしも平坦でなく曲がりや反りが
あるために、場所によっては極間が広いところや狭いと
ころが生じ、とくに極間の狭いところでは短絡が起こる
危険性があった。そのため安全性を考慮すれば必然的に
極間を大きくしなければならず、極間を大きくすると内
部抵抗が大きくなって高率放電性能の良い電池を作るこ
とはできなかった。
は、極板自身がかならずしも平坦でなく曲がりや反りが
あるために、場所によっては極間が広いところや狭いと
ころが生じ、とくに極間の狭いところでは短絡が起こる
危険性があった。そのため安全性を考慮すれば必然的に
極間を大きくしなければならず、極間を大きくすると内
部抵抗が大きくなって高率放電性能の良い電池を作るこ
とはできなかった。
【０００９】一方、後者の例のようにリブつきのセパレ
ータを使用する場合においても、セパレータの抵抗に粉
体層の抵抗が加わってとくに高率放電時の電圧特性が悪
くなる欠点があった。また、シリカ粉体の充填が不十分
な場合は、期待通りの電池性能が得られないという致命
的な欠点があり、いずれの場合も極板群の製造に特別な
装置が必要となるうえに、狭い極間に粉体を充填するの
に長時間を要すという電池製造上の大きな問題があっ
た。
ータを使用する場合においても、セパレータの抵抗に粉
体層の抵抗が加わってとくに高率放電時の電圧特性が悪
くなる欠点があった。また、シリカ粉体の充填が不十分
な場合は、期待通りの電池性能が得られないという致命
的な欠点があり、いずれの場合も極板群の製造に特別な
装置が必要となるうえに、狭い極間に粉体を充填するの
に長時間を要すという電池製造上の大きな問題があっ
た。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した新規
な密閉形鉛蓄電池の欠点を解決したもので、その要旨は
ポリフルオロポリマーをバインダーとして顆粒状シリカ
粉体粒子を結合してなる多孔性シートに合成繊維あるい
は、および無機繊維からなる織布あるいは、および不織
布を内在させたことを特徴とするセパレータを用いるこ
とにある。
な密閉形鉛蓄電池の欠点を解決したもので、その要旨は
ポリフルオロポリマーをバインダーとして顆粒状シリカ
粉体粒子を結合してなる多孔性シートに合成繊維あるい
は、および無機繊維からなる織布あるいは、および不織
布を内在させたことを特徴とするセパレータを用いるこ
とにある。
【００１１】
【実施例】本発明による鉛蓄電池用セパレータは次のよ
うにして作製した。まず一次粒子が１０〜４０ｎｍの微
細な一次粒子が凝集して５０〜４００μｍの粗大な二次
粒子を形成する比表面積１５０〜２００ｍ2 ／ｇの顆粒
状シリカ粉体を準備した。二次粒子の形成に水ガラスや
メタクリル酸メチルをバインダーとして使用すれば、強
度のある顆粒状粒子にすることができて、後述する混練
時に粒子が崩れないので都合がよい。
うにして作製した。まず一次粒子が１０〜４０ｎｍの微
細な一次粒子が凝集して５０〜４００μｍの粗大な二次
粒子を形成する比表面積１５０〜２００ｍ2 ／ｇの顆粒
状シリカ粉体を準備した。二次粒子の形成に水ガラスや
メタクリル酸メチルをバインダーとして使用すれば、強
度のある顆粒状粒子にすることができて、後述する混練
時に粒子が崩れないので都合がよい。
【００１２】この粉体１００ｇを混練機に入れ、ついで
ポリフルオロポリマーとしてポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）を用い、これを３０重量％を含む水性の
懸濁液２０ｇに水３００ｇ加えて希釈し、これを混練機
内のシリカ粉体に加えて充分に混練した。
ポリフルオロポリマーとしてポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）を用い、これを３０重量％を含む水性の
懸濁液２０ｇに水３００ｇ加えて希釈し、これを混練機
内のシリカ粉体に加えて充分に混練した。
【００１３】練り始めは混練機内の内容物は比較的さら
さらして粘り気はないが、やがてゴム弾性を呈するよう
になる。このような状態になれば内容物を取りだし、図
１に示したように厚さ０．３ｍｍのガラス繊維からなる
不織布１をシート２の中央に内在するように一対のロー
ル３を通して厚さ１．００ｍｍのシー２トに成形する。
さらして粘り気はないが、やがてゴム弾性を呈するよう
になる。このような状態になれば内容物を取りだし、図
１に示したように厚さ０．３ｍｍのガラス繊維からなる
不織布１をシート２の中央に内在するように一対のロー
ル３を通して厚さ１．００ｍｍのシー２トに成形する。
【００１４】このシート２を乾燥炉４を通して４０〜５
０゜Ｃにて乾燥すれば比較的強度がありクッション性も
備えるシート２が得られる。これを所定の寸法に切断し
てセパレータ５を作製した。
０゜Ｃにて乾燥すれば比較的強度がありクッション性も
備えるシート２が得られる。これを所定の寸法に切断し
てセパレータ５を作製した。
【００１５】このようにして作製したセパレータの密度
は約０．３５ｇ／ｃｍ3 であって、多孔度は８７％であ
った。この多孔度は加える水や混練の程度、ロールを通
す際のプレスの程度などである程度コントロールが可能
であって、実験の結果では多孔度９０％以上のセパレー
タも得ることができた。
は約０．３５ｇ／ｃｍ3 であって、多孔度は８７％であ
った。この多孔度は加える水や混練の程度、ロールを通
す際のプレスの程度などである程度コントロールが可能
であって、実験の結果では多孔度９０％以上のセパレー
タも得ることができた。
【００１６】また、シリカ粉体に加えるＰＴＦＥの添加
量（固形分）は本実施例では５．７重量％となるが、多
過ぎると発水性が強くなるとともに仕上がりが硬くなっ
てセパレータの吸液性が悪くなった。ＰＴＦＥの添加量
が少な過ぎるとシリカ粉体とＰＴＦＥとの混練物だけか
らなるセパレータでは引っ張り強度が低下して電池の組
立時に破れることがあった。さらに、図４に示すような
セパレータをジグザグに折り曲げて使用するような場合
には適用できなかった。
量（固形分）は本実施例では５．７重量％となるが、多
過ぎると発水性が強くなるとともに仕上がりが硬くなっ
てセパレータの吸液性が悪くなった。ＰＴＦＥの添加量
が少な過ぎるとシリカ粉体とＰＴＦＥとの混練物だけか
らなるセパレータでは引っ張り強度が低下して電池の組
立時に破れることがあった。さらに、図４に示すような
セパレータをジグザグに折り曲げて使用するような場合
には適用できなかった。
【００１７】しかし、本発明では上述したようにセパレ
ータにガラス繊維からなる不織布を内在させることによ
り、図３に示した方法はもちろん、図４のようにジグザ
グにして用いることもできた。
ータにガラス繊維からなる不織布を内在させることによ
り、図３に示した方法はもちろん、図４のようにジグザ
グにして用いることもできた。
【００１８】なお、本実施例では図１に示したようにセ
パレータの中央にガラス繊維からなる不織布が内在する
ように成形したが、図２に示したようにセパレータの片
面近傍に織布あるいは不織布が内在するようにセパレー
タを作製しても本実施例で作製したセパレータとほぼ同
等の機械的強度を得ることができた。
パレータの中央にガラス繊維からなる不織布が内在する
ように成形したが、図２に示したようにセパレータの片
面近傍に織布あるいは不織布が内在するようにセパレー
タを作製しても本実施例で作製したセパレータとほぼ同
等の機械的強度を得ることができた。
【００１９】本実施例ではセパレータ中にガラス繊維か
らなる不織布を内在させたが、耐酸性を有する合成繊維
や無機繊維あるいはその混合物を用いても、また織布を
用いても同様の効果が得られた。種々検討した結果では
本発明の不織布あるいは織布を内在させたセパレータで
はポリテトラフルオロエチレンの添加量は固形分で２〜
１５重量％程度がよさそうであった。
らなる不織布を内在させたが、耐酸性を有する合成繊維
や無機繊維あるいはその混合物を用いても、また織布を
用いても同様の効果が得られた。種々検討した結果では
本発明の不織布あるいは織布を内在させたセパレータで
はポリテトラフルオロエチレンの添加量は固形分で２〜
１５重量％程度がよさそうであった。
【００２０】ついで、上述した鉛電池用セパレータを用
いて電池を組み立て、その性能を調べた。図５は本発明
による鉛蓄電池用セパレータを用いた密閉形鉛蓄電池の
要部断面図である。ここで６はアンチモンフリーの鉛合
金からなる鋳造格子に正極ペーストを充填した正極板で
ある。アンチモンフリーの鉛合金としては、Ca 0.05〜
0.12wt% 、Sn 0.20〜1.0wt%を含む一般的な鉛カルシウ
ム系合金が使用できる。
いて電池を組み立て、その性能を調べた。図５は本発明
による鉛蓄電池用セパレータを用いた密閉形鉛蓄電池の
要部断面図である。ここで６はアンチモンフリーの鉛合
金からなる鋳造格子に正極ペーストを充填した正極板で
ある。アンチモンフリーの鉛合金としては、Ca 0.05〜
0.12wt% 、Sn 0.20〜1.0wt%を含む一般的な鉛カルシウ
ム系合金が使用できる。
【００２１】７は負極板で、アンチモフリーの鉛合金を
用いた鋳造格子にリグニンや硫酸バリウムなどの防縮剤
を添加した通常の負極ペーストを充填して製造する。負
極格子の鉛合金は Ca 0.05〜0.12wt% 、Sn 0.001〜0.5w
t% を含む一般的な鉛カルシウム系合金が使用できる。
用いた鋳造格子にリグニンや硫酸バリウムなどの防縮剤
を添加した通常の負極ペーストを充填して製造する。負
極格子の鉛合金は Ca 0.05〜0.12wt% 、Sn 0.001〜0.5w
t% を含む一般的な鉛カルシウム系合金が使用できる。
【００２２】本実施例では正極および負極に鋳造格子を
使用したが、鉛合金シートを展開したエキスパンド格子
あるいは打ち抜き格子などいづれも使用可能である。な
お、蓄電池ペーストを充填した極板は30〜50℃の部屋で
熟成してから使用する。とくに、正極板の熟成は電池性
能上重要な工程である。
使用したが、鉛合金シートを展開したエキスパンド格子
あるいは打ち抜き格子などいづれも使用可能である。な
お、蓄電池ペーストを充填した極板は30〜50℃の部屋で
熟成してから使用する。とくに、正極板の熟成は電池性
能上重要な工程である。
【００２３】５はポリテトラフルオロエチレンをバイン
ダーとして作製した顆粒状シリカ粉体からなるシートに
ガラス繊維からなる不織布を内在せしめたセパレータで
ある。本発明による密閉形鉛蓄電池は、極板群の周囲に
シリカ粉体を充填するので、セパレータ５のサイズは極
板と同じサイズでも良いし、多少大きくても小さくても
良い。 これらの正極板６および負極板７および本発明
によるセパレータ５とを組み合わせて極板群を作製し
た。極板群の製造には特別な装置を必要とせず、従来の
組み立て装置がそのまま使用できた。次に作製した極板
群を電槽８内に挿入したのち、セパレータ５を作製する
のに用いたものと同じ特性のシリカ粉体９を極板群の周
囲に充填した。極板群の電槽への挿入は極板群に圧迫を
かける必要がないのできわめて容易であった。
ダーとして作製した顆粒状シリカ粉体からなるシートに
ガラス繊維からなる不織布を内在せしめたセパレータで
ある。本発明による密閉形鉛蓄電池は、極板群の周囲に
シリカ粉体を充填するので、セパレータ５のサイズは極
板と同じサイズでも良いし、多少大きくても小さくても
良い。 これらの正極板６および負極板７および本発明
によるセパレータ５とを組み合わせて極板群を作製し
た。極板群の製造には特別な装置を必要とせず、従来の
組み立て装置がそのまま使用できた。次に作製した極板
群を電槽８内に挿入したのち、セパレータ５を作製する
のに用いたものと同じ特性のシリカ粉体９を極板群の周
囲に充填した。極板群の電槽への挿入は極板群に圧迫を
かける必要がないのできわめて容易であった。
【００２４】また、本発明ではシリカ粉体を極板群の周
囲に充填するだけでよいので、粉体の充填に要する時間
はわずか１分程度と粉体の充填時間は大幅に短縮するこ
とができた。粉体の充填が終了した電池は粉体層９の上
部に連続気泡のフエノール樹脂発泡体のブロック１０を
詰めて粉体層９を固定した。ついで電槽ふた１１を電槽
８に溶着したのち液口から所定量の硫酸電解液を注液し
たのち、排気弁１２を装着してから充電を行い容量約３
０Ａｈの１２Ｖ電池を完成させた。
囲に充填するだけでよいので、粉体の充填に要する時間
はわずか１分程度と粉体の充填時間は大幅に短縮するこ
とができた。粉体の充填が終了した電池は粉体層９の上
部に連続気泡のフエノール樹脂発泡体のブロック１０を
詰めて粉体層９を固定した。ついで電槽ふた１１を電槽
８に溶着したのち液口から所定量の硫酸電解液を注液し
たのち、排気弁１２を装着してから充電を行い容量約３
０Ａｈの１２Ｖ電池を完成させた。
【００２５】次に本発明による密閉形鉛蓄電池を２５℃
における６Ａ（０．２Ｃ）放電および−１５℃における
１５０Ａ（５Ｃ）放電して容量試験を行い、その後ＪＩ
Ｓ規格に準拠して寿命試験（放電：２０Ａ×１ｈ、充
電：５Ａ×５ｈ、温度：４０゜Ｃ）を行った。表１はそ
の試験結果である。
における６Ａ（０．２Ｃ）放電および−１５℃における
１５０Ａ（５Ｃ）放電して容量試験を行い、その後ＪＩ
Ｓ規格に準拠して寿命試験（放電：２０Ａ×１ｈ、充
電：５Ａ×５ｈ、温度：４０゜Ｃ）を行った。表１はそ
の試験結果である。
【００２６】なお、比較のために本発明によるもの以外
にシリカ粉体を極間や極板群の周囲に充填した電池であ
るが、本発明に基づくセパレータを使用しなかった対照
電池および従来品としてリテーナ式の密閉形鉛蓄電池を
同時に試験した。
にシリカ粉体を極間や極板群の周囲に充填した電池であ
るが、本発明に基づくセパレータを使用しなかった対照
電池および従来品としてリテーナ式の密閉形鉛蓄電池を
同時に試験した。
【００２７】
【表１】
【００２８】記号Ａの電池は本発明によるもの、Ｂおよ
びＣは本発明品Ａと同じ正、負極板を用いて組み立てた
対照品、Ｄは同じ極板を用いて組んだリテーナ式の従来
品である。
びＣは本発明品Ａと同じ正、負極板を用いて組み立てた
対照品、Ｄは同じ極板を用いて組んだリテーナ式の従来
品である。
【００２９】従来品Ｄは厚み１．２５ｍｍのガラスセパ
レータを使用し、極板に圧迫を加えて極板間隔を１．０
０ｍｍとした。また、対照品Ｂは厚み１．００ｍｍの隔
離体で極間を一定に保ったもの、Ｃはリブつきのセパレ
ータ（セパレータの厚み０．２５ｍｍ、リブの高さ０．
７５ｍｍ）を用いたものである。
レータを使用し、極板に圧迫を加えて極板間隔を１．０
０ｍｍとした。また、対照品Ｂは厚み１．００ｍｍの隔
離体で極間を一定に保ったもの、Ｃはリブつきのセパレ
ータ（セパレータの厚み０．２５ｍｍ、リブの高さ０．
７５ｍｍ）を用いたものである。
【００３０】このようにいずれの電池も正、負極板間の
距離を１．００ｍｍにして電池性能を比較することにし
た。本発明品Ａは０．２Ｃおよび５Ｃ放電容量がそれぞ
れ３４．８Ａｈおよび９．９Ａｈで、５秒目電圧も９．
６２Ｖと放電容量、５秒目電圧とも従来のリテーナ式密
閉電池Ｄを上回る初期性能を示し、とくに、寿命性能は
従来品に比べて２倍以上の優れた結果が得られた。この
ように本発明品が従来品に比べてとくに長寿命であった
のは、寿命試験後の電池の解体結果から次のように考え
られる。
距離を１．００ｍｍにして電池性能を比較することにし
た。本発明品Ａは０．２Ｃおよび５Ｃ放電容量がそれぞ
れ３４．８Ａｈおよび９．９Ａｈで、５秒目電圧も９．
６２Ｖと放電容量、５秒目電圧とも従来のリテーナ式密
閉電池Ｄを上回る初期性能を示し、とくに、寿命性能は
従来品に比べて２倍以上の優れた結果が得られた。この
ように本発明品が従来品に比べてとくに長寿命であった
のは、寿命試験後の電池の解体結果から次のように考え
られる。
【００３１】すなわち、従来品の正極板はその変形が著
しく極板を持ち上げると崩れてしまったのに対して、本
発明品の正極板は格子がかなりひどく腐食していたにも
関わらず、極板の変形はほとんど見られなかった。これ
は極板群の周囲に充填した粉体が極板を強く圧迫してそ
の変形を防いだものと考えられる。
しく極板を持ち上げると崩れてしまったのに対して、本
発明品の正極板は格子がかなりひどく腐食していたにも
関わらず、極板の変形はほとんど見られなかった。これ
は極板群の周囲に充填した粉体が極板を強く圧迫してそ
の変形を防いだものと考えられる。
【００３２】一方、対照品として試験したＢの電池で
は、初期性能こそ本発明品と遜色ないものの寿命性能は
わずかに５２サイクルであった。これはセパレータを使
用していないために、極間の狭い部分で内部短絡したこ
とが原因であった。
は、初期性能こそ本発明品と遜色ないものの寿命性能は
わずかに５２サイクルであった。これはセパレータを使
用していないために、極間の狭い部分で内部短絡したこ
とが原因であった。
【００３３】同様に、対照品Ｃはセパレータを併用した
ので電池の内部抵抗が高くなり、高率放電の５秒目電圧
が低かった。また、０．７５ｍｍという狭い隙間に粉体
を密に充填するのは困難で、そのため寿命性能も従来品
を下回る結果となった。
ので電池の内部抵抗が高くなり、高率放電の５秒目電圧
が低かった。また、０．７５ｍｍという狭い隙間に粉体
を密に充填するのは困難で、そのため寿命性能も従来品
を下回る結果となった。
【００３４】なお、本実施例ではシリカ粉体とポリテト
ラフルオロエチレンからなるシートの厚みを１．００ｍ
ｍとしたが、さらに薄いシートにすることも可能であ
り、しかもガラスセパレータに比べて孔径がかなり小さ
く、薄くしても極板間が短絡して寿命が短くなることも
ない。
ラフルオロエチレンからなるシートの厚みを１．００ｍ
ｍとしたが、さらに薄いシートにすることも可能であ
り、しかもガラスセパレータに比べて孔径がかなり小さ
く、薄くしても極板間が短絡して寿命が短くなることも
ない。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ポ
リフルオロポリマーをバインダーとして顆粒状シリカ粉
体粒子を結合してなる多孔性シートに合成繊維あるい
は、および無機繊維からなる織布あるいは、および不織
布を内在させたセパレータを用いることでシリカ粉体を
電解液保持体とする新規な密閉形鉛蓄電池が簡単に製造
できるようになり、そのうえ初期および寿命性能を大幅
に改善することが可能になった。
リフルオロポリマーをバインダーとして顆粒状シリカ粉
体粒子を結合してなる多孔性シートに合成繊維あるい
は、および無機繊維からなる織布あるいは、および不織
布を内在させたセパレータを用いることでシリカ粉体を
電解液保持体とする新規な密閉形鉛蓄電池が簡単に製造
できるようになり、そのうえ初期および寿命性能を大幅
に改善することが可能になった。
【図１】本発明鉛蓄電池用セパレーターの製造工程の概
略図
略図
【図２】本発明鉛蓄電池用セパレーターの製造工程の概
略図
略図
【図３】本発明鉛蓄電池用セパレータの使用例を示す概
略図
略図
【図４】本発明鉛蓄電池用セパレータの使用例を示す概
略図
略図
【図５】本発明に基づく密閉形鉛蓄電池の要部断面図
１ 不織布 ２ シート ３ ロール ４ 乾燥炉 ５ セパレータ ６ 正極板 ７ 負極板 ８ 電槽 ９ シリカ粉体 10 ブロック 11 電槽フタ 12 排気弁 13 混練物 14 デバイダー 15 送りローラー
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリフルオロポリマーをバインダーとし
て顆粒状シリカ粉体粒子を結合してなる多孔性シートに
合成繊維あるいは、および無機繊維からなる織布あるい
は、および不織布を内在させたことを特徴とする鉛蓄電
池用セパレータ。 - 【請求項２】 顆粒状シリカ粉体として直径が１０〜４
０ｎｍ（ナノメーター）のシリカ微粉体が凝集した５０
〜４００μｍ（ミクロン）の粗大な二次粒子からなるシ
リカ粉体を使用することを特徴とする請求項１記載の鉛
蓄電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308281A JPH06140016A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 鉛蓄電池用セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4308281A JPH06140016A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 鉛蓄電池用セパレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140016A true JPH06140016A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17979149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4308281A Pending JPH06140016A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 鉛蓄電池用セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140016A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007028662A1 (de) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Evonik Degussa Gmbh | Separator mit verbesserter handhabbarkeit |
| EP2671909A1 (en) * | 2011-02-03 | 2013-12-11 | Toray Industries, Inc. | Porous film, separator for electricity-storing device, and electricity-storing device |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP4308281A patent/JPH06140016A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007028662A1 (de) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Evonik Degussa Gmbh | Separator mit verbesserter handhabbarkeit |
| JP2009507353A (ja) * | 2005-09-05 | 2009-02-19 | エボニック デグサ ゲーエムベーハー | 改善された取り扱い性を有するセパレータ |
| US10044015B2 (en) | 2005-09-05 | 2018-08-07 | Evonik Degussa Gmbh | Separator with improved ease of handling |
| US10566593B2 (en) | 2005-09-05 | 2020-02-18 | Evonik Degussa Gmbh | Separator with improved ease of handling |
| EP2671909A1 (en) * | 2011-02-03 | 2013-12-11 | Toray Industries, Inc. | Porous film, separator for electricity-storing device, and electricity-storing device |
| EP2671909A4 (en) * | 2011-02-03 | 2014-07-02 | Toray Industries | POROUS FILM, SEPARATOR FOR ELECTRICITY STORAGE DEVICE, AND ELECTRICITY STORAGE DEVICE |
| US9287543B2 (en) | 2011-02-03 | 2016-03-15 | Toray Industries, Inc. | Porous film, separator for electric storage device, and electric storage device |
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