JPH06203821A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JPH06203821A JPH06203821A JP4360739A JP36073992A JPH06203821A JP H06203821 A JPH06203821 A JP H06203821A JP 4360739 A JP4360739 A JP 4360739A JP 36073992 A JP36073992 A JP 36073992A JP H06203821 A JPH06203821 A JP H06203821A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- lead
- electrode plate
- battery
- lower portion
- Prior art date
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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】 極板間短絡を防止し低コストで品質の安定し
た鉛蓄電池を提供する。 【構成】 ガラスマットとセパレータ基体とを重ね合せ
てなる隔離体を正・負極板間に配置した構造の鉛蓄電池
であって、隔離体下部もしくは負極板下部に突起を設
け、隔離体と負極板間下部に隙間を設けた鉛蓄電池。
た鉛蓄電池を提供する。 【構成】 ガラスマットとセパレータ基体とを重ね合せ
てなる隔離体を正・負極板間に配置した構造の鉛蓄電池
であって、隔離体下部もしくは負極板下部に突起を設
け、隔離体と負極板間下部に隙間を設けた鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池の改良に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】現在、鉛蓄電池は自動車用や
産業用をはじめとしてあらゆる分野で用いられている。
産業用をはじめとしてあらゆる分野で用いられている。
【０００３】その中で自動車の始動点灯用電池は最も需
要が多く、軽量化、コストダウン、メンテナンスフリー
化、長寿命化、品質の安定化が強く求められている。
要が多く、軽量化、コストダウン、メンテナンスフリー
化、長寿命化、品質の安定化が強く求められている。
【０００４】しかし、この自動車用電池は寿命モードが
数多くあり、特に正・負極板間の短絡が短寿命の原因と
して、長寿命化、品質の安定化の面で大きな問題となっ
ており、中でも極板周辺部で起こる短絡、特に極板下部
での短絡が問題となっている。
数多くあり、特に正・負極板間の短絡が短寿命の原因と
して、長寿命化、品質の安定化の面で大きな問題となっ
ており、中でも極板周辺部で起こる短絡、特に極板下部
での短絡が問題となっている。
【０００５】これは、充放電の繰り返し、車の振動など
によって極板から脱落した正極活物質である二酸化鉛の
粒子が、電解液の対流等で舞い上がり、負極板の足の部
分にたまり、これが還元され金属鉛として成長し、正極
板の下部格子部分に接触することによって起こるものと
考えられる。
によって極板から脱落した正極活物質である二酸化鉛の
粒子が、電解液の対流等で舞い上がり、負極板の足の部
分にたまり、これが還元され金属鉛として成長し、正極
板の下部格子部分に接触することによって起こるものと
考えられる。
【０００６】現在、製品におもに用いられている隔離体
は、ガラスマットとセパレータ基体（たとえば、無機粉
体と繊維の抄造品）との両側部を張り合わせたものが主
流になっているが、この金属鉛は特にガラスマット中の
繊維間の隙間で成長しやすい。そのため、この隔離体は
極板周辺部の短絡を防ぐ役目をあまりはたさない。
は、ガラスマットとセパレータ基体（たとえば、無機粉
体と繊維の抄造品）との両側部を張り合わせたものが主
流になっているが、この金属鉛は特にガラスマット中の
繊維間の隙間で成長しやすい。そのため、この隔離体は
極板周辺部の短絡を防ぐ役目をあまりはたさない。
【０００７】極板周辺部でおこる短絡を防ぐ方法として
は、多々考えられ、様々な提案がなされているが、その
なかでも隔離体を工夫したものの特許が多く出願され実
用化されている。
は、多々考えられ、様々な提案がなされているが、その
なかでも隔離体を工夫したものの特許が多く出願され実
用化されている。
【０００８】その中の一つに負極板または正極板を袋状
のセパレータで包み込んでしまい、短絡を防止するもの
がありすでに実用化されているが、この方法では、極板
を袋状セパレータで包む工程が難しく、かつ極板群を製
造するのも、ガラスマットとセパレータとを張り合わせ
た隔離体を用いたものに比べはるかに難しい。また、袋
状セパレータそのもののコストもガラスマットとセパレ
ータとを張り合わせた隔離体に比べ高い。
のセパレータで包み込んでしまい、短絡を防止するもの
がありすでに実用化されているが、この方法では、極板
を袋状セパレータで包む工程が難しく、かつ極板群を製
造するのも、ガラスマットとセパレータとを張り合わせ
た隔離体を用いたものに比べはるかに難しい。また、袋
状セパレータそのもののコストもガラスマットとセパレ
ータとを張り合わせた隔離体に比べ高い。
【０００９】ガラスマットとセパレータとを張り合わせ
た隔離体においては、特開昭５８−１２９７４６におい
て、隔離体のガラスマットの下部を取り除き、この取り
除き部分にはセパレータと同材質でガラスマットと同厚
みのものを貼着した隔離体を用いることにより下部短絡
を防止したものが提案されている。また、ガラスマット
の周辺部をセパレータより数ミリ小さくすると極板周辺
部での短絡が起こりににくくなることが判っており、す
でに一部の電気自動車用鉛蓄電池で実用化されている。
た隔離体においては、特開昭５８−１２９７４６におい
て、隔離体のガラスマットの下部を取り除き、この取り
除き部分にはセパレータと同材質でガラスマットと同厚
みのものを貼着した隔離体を用いることにより下部短絡
を防止したものが提案されている。また、ガラスマット
の周辺部をセパレータより数ミリ小さくすると極板周辺
部での短絡が起こりににくくなることが判っており、す
でに一部の電気自動車用鉛蓄電池で実用化されている。
【００１０】しかし、これらの方法は、製造が困難であ
ったり、コスト的に問題があった。
ったり、コスト的に問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
除去するもので、ガラスマットとセパレータ基体とを重
ね合せてなる隔離体を正・負極板間に配置した構造の鉛
蓄電池であって、隔離体下部もしくは負極板下部に突起
を設け、隔離体と負極板間下部に隙間を設けたことを特
徴とし、下部短絡の起こりにくい鉛蓄電池を提供せんと
するものである。
除去するもので、ガラスマットとセパレータ基体とを重
ね合せてなる隔離体を正・負極板間に配置した構造の鉛
蓄電池であって、隔離体下部もしくは負極板下部に突起
を設け、隔離体と負極板間下部に隙間を設けたことを特
徴とし、下部短絡の起こりにくい鉛蓄電池を提供せんと
するものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１３】１セル当り正極板３枚、負極板４枚からな
る自動車用鉛蓄電池（公称容量 ２１Ａｈ、５時間率）
を製作した。一般に正極板格子用合金には鉛−カルシウ
ム系合金と、鉛−アンチモン系合金との２種類がある
が、本実施例においては両合金共に通常の鉛蓄電池に用
いられている組成のものを用いて二種類の正極板用格子
を製作した。正極用活物質は、通常の鉛粉および希硫
酸、また適時水や化成効率を向上させるための鉛丹（光
明丹）等を混練しペースト状としたもので、このペース
トをこの二種類の格子に適量充填し熟成および乾燥工程
を経て正極板を得た。
る自動車用鉛蓄電池（公称容量 ２１Ａｈ、５時間率）
を製作した。一般に正極板格子用合金には鉛−カルシウ
ム系合金と、鉛−アンチモン系合金との２種類がある
が、本実施例においては両合金共に通常の鉛蓄電池に用
いられている組成のものを用いて二種類の正極板用格子
を製作した。正極用活物質は、通常の鉛粉および希硫
酸、また適時水や化成効率を向上させるための鉛丹（光
明丹）等を混練しペースト状としたもので、このペース
トをこの二種類の格子に適量充填し熟成および乾燥工程
を経て正極板を得た。
【００１４】負極板用格子は、鉛−カルシウム系合金か
らなる生産性のよいエキスパンド格子を用いたが、他に
鋳造格子であってもなんら問題はない。負極板も正極板
と同様に、鉛粉および希硫酸等を混練したペーストを充
填、熟成および乾燥工程を経て製作したが、負極用ペー
ストには負極活物質の充放電にともなう収縮を防ぐため
に種々の添加剤をくわえてある。
らなる生産性のよいエキスパンド格子を用いたが、他に
鋳造格子であってもなんら問題はない。負極板も正極板
と同様に、鉛粉および希硫酸等を混練したペーストを充
填、熟成および乾燥工程を経て製作したが、負極用ペー
ストには負極活物質の充放電にともなう収縮を防ぐため
に種々の添加剤をくわえてある。
【００１５】以上のようにして製作した正極板と負極板
とを隔離体を介して交互に積層し、極板群を製作した。
隔離体としては通常の鉛蓄電池に使用されているセパレ
ータとガラスマットとを張り合わせたものであって、負
極板と接するセパレータ側の下部に突起を設けた隔離体
を用いた。比較のために従来例としてセパレータとガラ
スマットとを張り合わせた隔離体を用いた極板群も製作
した。
とを隔離体を介して交互に積層し、極板群を製作した。
隔離体としては通常の鉛蓄電池に使用されているセパレ
ータとガラスマットとを張り合わせたものであって、負
極板と接するセパレータ側の下部に突起を設けた隔離体
を用いた。比較のために従来例としてセパレータとガラ
スマットとを張り合わせた隔離体を用いた極板群も製作
した。
【００１６】このように二種類の正極格子用合金と本発
明用隔離体および従来の隔離体の組合わせからなる４種
類の異なる極板群を製作した。これらの極板群を用い
て、公称電圧１２Ｖの自動車用液式鉛蓄電池を４種作製
した。注液および電槽化成は、通常の方法でおこない、
化成および初充電後に、電解液硫酸の比重を２０℃の時
で１．２８０となるように調整した。
明用隔離体および従来の隔離体の組合わせからなる４種
類の異なる極板群を製作した。これらの極板群を用い
て、公称電圧１２Ｖの自動車用液式鉛蓄電池を４種作製
した。注液および電槽化成は、通常の方法でおこない、
化成および初充電後に、電解液硫酸の比重を２０℃の時
で１．２８０となるように調整した。
【００１７】図１は本発明鉛蓄電池に用いた隔離体の概
略図である。隔離体は、無機粉体と無機繊維および有機
繊維とを少量のバインダーと共に湿式抄造してシート状
にしたセパレータ基体３と、繊維径１３ミクロンのガラ
ス繊維を抄造したガラスマット４と張り合わせたもの
で、一般に自動車用鉛蓄電池に広く用いられているもの
であるが、負極板側に当接されるセパレータ基体３の下
部には、ポリプロピレンのホットメルト樹脂製の突起５
が設けてある。突起５およびセパレータ基体３の材質
は、鉛蓄電池および人体に無害で、かつ機械的強度に優
れていれば問題はなく、とくにセパレータ基体３には多
孔性合成樹脂シートを用いることもできる。
略図である。隔離体は、無機粉体と無機繊維および有機
繊維とを少量のバインダーと共に湿式抄造してシート状
にしたセパレータ基体３と、繊維径１３ミクロンのガラ
ス繊維を抄造したガラスマット４と張り合わせたもの
で、一般に自動車用鉛蓄電池に広く用いられているもの
であるが、負極板側に当接されるセパレータ基体３の下
部には、ポリプロピレンのホットメルト樹脂製の突起５
が設けてある。突起５およびセパレータ基体３の材質
は、鉛蓄電池および人体に無害で、かつ機械的強度に優
れていれば問題はなく、とくにセパレータ基体３には多
孔性合成樹脂シートを用いることもできる。
【００１８】図２は本発明鉛蓄電池用極板群の突起部分
を示す要部拡大断面図であり、（Ａ）はセパレータに突
起を設けた場合、（Ｂ）は負極板足に突起を設けた場合
をそれぞれ示す。図３は突起を設けない従来電池の要部
拡大断面図である。
を示す要部拡大断面図であり、（Ａ）はセパレータに突
起を設けた場合、（Ｂ）は負極板足に突起を設けた場合
をそれぞれ示す。図３は突起を設けない従来電池の要部
拡大断面図である。
【００１９】次に本発明による液式鉛蓄電池の寿命試験
の結果を説明する。試験に供した電池は公称電圧１２Ｖ
の自動車用液式鉛蓄電池で、公称容量は２１Ａｈであ
る。表１に供試電池の内容を示す。
の結果を説明する。試験に供した電池は公称電圧１２Ｖ
の自動車用液式鉛蓄電池で、公称容量は２１Ａｈであ
る。表１に供試電池の内容を示す。
【００２０】
【表１】 電池Ｎｏ．１，２は、突起付の隔離体を使用した本発明
による電池であり、電池Ｎｏ．３，４は、通常の隔離体
を用いた従来の電池である。
による電池であり、電池Ｎｏ．３，４は、通常の隔離体
を用いた従来の電池である。
【００２１】本発明品の突起が電池性能に悪影響を及ぼ
すか否かを調査するために、容量試験を行なった。２５
℃、４．２Ａ放電容量と−１５℃、１５０Ａ放電容量を
調べた。その結果を表２に示す。
すか否かを調査するために、容量試験を行なった。２５
℃、４．２Ａ放電容量と−１５℃、１５０Ａ放電容量を
調べた。その結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】 本発明電池Ｎｏ．１，２と従来電池Ｎｏ．３，４との間
に容量の差は見られなかった。
に容量の差は見られなかった。
【００２３】次にＪＩＳＤ５３０１重負荷寿命試験によ
り寿命性能の評価を行った。放電電流は１０Ａ、充電電
流は２．５Ａ、試験温度は４２．５±２．５℃である。
寿命判定は５時間率放電容量が１／２となった時とし
た。結果を表３に示す。
り寿命性能の評価を行った。放電電流は１０Ａ、充電電
流は２．５Ａ、試験温度は４２．５±２．５℃である。
寿命判定は５時間率放電容量が１／２となった時とし
た。結果を表３に示す。
【００２４】
【表３】 正極格子に鉛ーカルシウム系合金を用い、かつ従来の極
板群構成の電池、Ｎｏ．３は、１９０サイクルで寿命に
なったのに対し、突起付きの隔離体を用いた本発明によ
る電池、Ｎｏ．１は、２７０サイクルで寿命となり、従
来品の極板群を用いたものに比べ約１．４倍の寿命を示
した。 寿命原因を調査するために電池を解体調査する
と、Ｎｏ．３の従来品の隔離体を用いたものは、正極板
および負極板下部で短絡が起こっており、このことが原
因で寿命となっていた。
板群構成の電池、Ｎｏ．３は、１９０サイクルで寿命に
なったのに対し、突起付きの隔離体を用いた本発明によ
る電池、Ｎｏ．１は、２７０サイクルで寿命となり、従
来品の極板群を用いたものに比べ約１．４倍の寿命を示
した。 寿命原因を調査するために電池を解体調査する
と、Ｎｏ．３の従来品の隔離体を用いたものは、正極板
および負極板下部で短絡が起こっており、このことが原
因で寿命となっていた。
【００２５】一方、Ｎｏ．１の本発明品を用いたもの
は、活物質の軟化、および活物質−格子界面に生成した
腐食層が活物質よりも優先的に放電することによって生
成する不働態層いわゆるバリヤ層が原因で寿命となって
おり、短絡はいっさい起こっていなかった。
は、活物質の軟化、および活物質−格子界面に生成した
腐食層が活物質よりも優先的に放電することによって生
成する不働態層いわゆるバリヤ層が原因で寿命となって
おり、短絡はいっさい起こっていなかった。
【００２６】また、正極格子に鉛−アンチモン系合金を
用いた従来例の電池、Ｎｏ．４は、２３０サイクルで寿
命になったのに対し、本発明による電池、Ｎｏ．２は、
３５０サイクルで寿命となり、従来品に比べ約１．５倍
の寿命性能を示した。
用いた従来例の電池、Ｎｏ．４は、２３０サイクルで寿
命になったのに対し、本発明による電池、Ｎｏ．２は、
３５０サイクルで寿命となり、従来品に比べ約１．５倍
の寿命性能を示した。
【００２７】寿命原因を調査するために電池を解体調査
すると、Ｎｏ．４の従来品の隔離体を用いたものは、Ｎ
ｏ．３と同様に下部短絡が原因で寿命となっていた。そ
れに対し、Ｎｏ．２の本発明品を用いたものは、活物質
の軟化、脱落が原因で寿命となっており、短絡はほとん
ど起こっていなかった。
すると、Ｎｏ．４の従来品の隔離体を用いたものは、Ｎ
ｏ．３と同様に下部短絡が原因で寿命となっていた。そ
れに対し、Ｎｏ．２の本発明品を用いたものは、活物質
の軟化、脱落が原因で寿命となっており、短絡はほとん
ど起こっていなかった。
【００２８】図２（Ｂ）のように負極板２の極板足２’
に突起５を設け、通常の隔離体を挿入して極板群を製作
し、上記と同様に容量試験および寿命試験に供したとこ
ろ、正極格子に鉛−アンチモン系合金を用いたものおよ
び鉛−カルシウム系を用いたもの両者共に４．２Ａ放電
容量は２３．４Ａｈであり、−１５℃，１５０Ａ放電容
量で６．０Ａｈであった。寿命回数は前者の鉛−アンチ
モン系合金で３４０サイクル、後者の鉛−カルシウム系
合金で２６０サイクルと本発明品を用いていない電池に
比べて約１．４倍の性能を示した。同様に解体をおこな
うと、寿命原因は隔離体に突起を設けた場合と同様で、
下部短絡は起きていなかった。
に突起５を設け、通常の隔離体を挿入して極板群を製作
し、上記と同様に容量試験および寿命試験に供したとこ
ろ、正極格子に鉛−アンチモン系合金を用いたものおよ
び鉛−カルシウム系を用いたもの両者共に４．２Ａ放電
容量は２３．４Ａｈであり、−１５℃，１５０Ａ放電容
量で６．０Ａｈであった。寿命回数は前者の鉛−アンチ
モン系合金で３４０サイクル、後者の鉛−カルシウム系
合金で２６０サイクルと本発明品を用いていない電池に
比べて約１．４倍の性能を示した。同様に解体をおこな
うと、寿命原因は隔離体に突起を設けた場合と同様で、
下部短絡は起きていなかった。
【００２９】また、本発明による極板群において、隔離
体を極板群の低面よりはみ出している状態で電槽に組み
込むことにより、図２に示したように、正極板１を隔離
体で包んだような状態になり、特に振動がかかるような
過酷な条件でも良好な寿命性能を示した。
体を極板群の低面よりはみ出している状態で電槽に組み
込むことにより、図２に示したように、正極板１を隔離
体で包んだような状態になり、特に振動がかかるような
過酷な条件でも良好な寿命性能を示した。
【００３０】
【発明の効果】上述の実施例からも明らかなように、正
・負極板間に隔離体を配置した構造の鉛蓄電池におい
て、隔離体と負極板との間の下部に隙間が開くように隔
離体下部もしくは負極板下部に突起を設けたことによ
り、下部短絡の起こりにくい鉛蓄電池を容易にかつ安価
に製造することのでき、寿命性能が改善されかつ製品の
品質の安定化がはかれ、かつ従来の短絡防止隔離体を用
いた鉛蓄電池に比べ低コストとなるものであり、その工
業的価値は甚だ大なるものである。
・負極板間に隔離体を配置した構造の鉛蓄電池におい
て、隔離体と負極板との間の下部に隙間が開くように隔
離体下部もしくは負極板下部に突起を設けたことによ
り、下部短絡の起こりにくい鉛蓄電池を容易にかつ安価
に製造することのでき、寿命性能が改善されかつ製品の
品質の安定化がはかれ、かつ従来の短絡防止隔離体を用
いた鉛蓄電池に比べ低コストとなるものであり、その工
業的価値は甚だ大なるものである。
【図１】本発明鉛蓄電池に用いる隔離体の概略図
【図２】本発明鉛蓄電池用極板群の突起部分を示す要部
拡大断面図
拡大断面図
【図３】従来電池の要部拡大断面図
１ 正極板 １’正極板足 ２ 負極板 ２’負極板足 ３ セパレータ基体 ４ ガラスマット ５ 突起 ６ クラ（負極板支持用）
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラスマットとセパレータ基体とを重ね
合せてなる隔離体を正・負極板間に配置した構造の鉛蓄
電池であって、隔離体下部もしくは負極板下部に突起を
設け、隔離体と負極板間下部に隙間を設けたことを特徴
とする鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4360739A JPH06203821A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4360739A JPH06203821A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203821A true JPH06203821A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18470715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4360739A Pending JPH06203821A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203821A (ja) |
-
1992
- 1992-12-29 JP JP4360739A patent/JPH06203821A/ja active Pending
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