JPH06223862A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH06223862A JPH06223862A JP50A JP2971793A JPH06223862A JP H06223862 A JPH06223862 A JP H06223862A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 2971793 A JP2971793 A JP 2971793A JP H06223862 A JPH06223862 A JP H06223862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- battery
- electrode plate
- sealed lead
- granular silica
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造が容易で放電容量の大きい密閉形鉛蓄電
池を提供する。 【構成】 正極板と負極板の間隙および極板群の周囲に
顆粒シリカを充填し、電池の充放電に必要、充分な量の
硫酸電解液を実質的にこの顆粒シリカおよび極板群に含
浸保持させた密閉形鉛蓄電池において、顆粒シリカにゾ
ル・ゲル法により製造された５０〜５００μｍの球状シ
リカを混入した密閉形鉛蓄電池。
池を提供する。 【構成】 正極板と負極板の間隙および極板群の周囲に
顆粒シリカを充填し、電池の充放電に必要、充分な量の
硫酸電解液を実質的にこの顆粒シリカおよび極板群に含
浸保持させた密閉形鉛蓄電池において、顆粒シリカにゾ
ル・ゲル法により製造された５０〜５００μｍの球状シ
リカを混入した密閉形鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形鉛蓄電池に関する
もので、特に顆粒シリカを電解液保持体として用いた密
閉形鉛蓄電池に関するものである。
もので、特に顆粒シリカを電解液保持体として用いた密
閉形鉛蓄電池に関するものである。
【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セパレータ（ガラスセパレー
タ）を挿入し、これ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おこなっており、無保守、無漏
液、ポジションフリーなどの特徴を生かして、ポータブ
ル機器、コードレス機器、コンピュータのバックアップ
電源をはじめ、大型の据置用や自動車のエンジン始動用
などにも使用されるようになってきた。
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セパレータ（ガラスセパレー
タ）を挿入し、これ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おこなっており、無保守、無漏
液、ポジションフリーなどの特徴を生かして、ポータブ
ル機器、コードレス機器、コンピュータのバックアップ
電源をはじめ、大型の据置用や自動車のエンジン始動用
などにも使用されるようになってきた。
【０００３】しかし、一般にリテーナ式密閉形鉛蓄電池
に用いられている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、開放形鉛蓄電池用のセパレータ
に比べ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。
に用いられている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、開放形鉛蓄電池用のセパレータ
に比べ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、この種の電池は実質的に正、負極板
間に挿入したガラスセパレータに硫酸電解液を保持させ
るだけであるから電池の充放電に関与できる電解液量が
少なく、電解液が豊富に存在する一般的な開放形鉛蓄電
池に比べると電池容量、特に低率放電容量が劣るという
欠点があった。
間に挿入したガラスセパレータに硫酸電解液を保持させ
るだけであるから電池の充放電に関与できる電解液量が
少なく、電解液が豊富に存在する一般的な開放形鉛蓄電
池に比べると電池容量、特に低率放電容量が劣るという
欠点があった。
【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、硫酸が離しょうしたり硫酸イオンの移動が悪いた
めに性能的に問題があった。
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、硫酸が離しょうしたり硫酸イオンの移動が悪いた
めに性能的に問題があった。
【０００６】そこで、特開平３−２５２０６３、特開平
４−４７６７５および特開平４−１６２３６８に示され
ているように、鉛蓄電池の活物質に比して多孔度が高く
比表面積の大きな顆粒シリカを正、負極板間および極板
群の周囲に配置し、この顆粒シリカに電池の充放電に必
要な硫酸電解液を保持させた構造の密閉形鉛蓄電池が提
案されている。この種のいわゆる顆粒式密閉形鉛蓄電池
はセパレータを介して組み立てた極板群を電槽に挿入
後、機械的振動を加えながら極板群の周囲および正、負
極板間に顆粒シリカを充填・配置して製造されるもの
で、電池性能に優れ、比較的安価に製造できるという特
徴を有している。
４−４７６７５および特開平４−１６２３６８に示され
ているように、鉛蓄電池の活物質に比して多孔度が高く
比表面積の大きな顆粒シリカを正、負極板間および極板
群の周囲に配置し、この顆粒シリカに電池の充放電に必
要な硫酸電解液を保持させた構造の密閉形鉛蓄電池が提
案されている。この種のいわゆる顆粒式密閉形鉛蓄電池
はセパレータを介して組み立てた極板群を電槽に挿入
後、機械的振動を加えながら極板群の周囲および正、負
極板間に顆粒シリカを充填・配置して製造されるもの
で、電池性能に優れ、比較的安価に製造できるという特
徴を有している。
【０００７】しかし、この種の密閉形鉛蓄電池は次の製
造上の問題を有していた。すなわち、ここで用いられる
顆粒シリカは粒径数十〜数百μｍであるのに対し、これ
を充填する極板群内の間隔、すなわち正、負極板とセパ
レータとの間隔は数百μｍ〜１ｍｍ程度と狭く、そのた
め顆粒の充填には長時間を要し電池製造上の律速工程の
１つとなっていた。
造上の問題を有していた。すなわち、ここで用いられる
顆粒シリカは粒径数十〜数百μｍであるのに対し、これ
を充填する極板群内の間隔、すなわち正、負極板とセパ
レータとの間隔は数百μｍ〜１ｍｍ程度と狭く、そのた
め顆粒の充填には長時間を要し電池製造上の律速工程の
１つとなっていた。
【０００８】顆粒シリカの充填時間を短縮するためには
顆粒の流動性や充填性を向上させる必要がある。その方
法の１つに顆粒の形状を球形にすることがある。
顆粒の流動性や充填性を向上させる必要がある。その方
法の１つに顆粒の形状を球形にすることがある。
【０００９】ここで用いる粒径の顆粒シリカを製造（造
粒）する方法は、シリカ微粉末を原料にして混合型、流
動型、解砕型、押出し成形型あるいは噴霧乾燥型の造粒
機を用いるか、シリカゾルを原料としてこれを噴霧乾燥
により造粒あるいは油中でゲル化して造粒する油中成形
造粒法等を用いることが一般的である。
粒）する方法は、シリカ微粉末を原料にして混合型、流
動型、解砕型、押出し成形型あるいは噴霧乾燥型の造粒
機を用いるか、シリカゾルを原料としてこれを噴霧乾燥
により造粒あるいは油中でゲル化して造粒する油中成形
造粒法等を用いることが一般的である。
【００１０】これらのなかで球形でかつ多孔度の高い顆
粒シリカが得られるものはシリカ微粉末を原料にした流
動型、解砕型および噴霧乾燥型の造粒法ならびにシリカ
ゾルを原料とした噴霧乾燥法であるが、これらによって
製造した球形の顆粒シリカを用いても電池内への顆粒充
填工程が律速工程の１つであることにはかわりなかっ
た。それは、これらの造粒法による顆粒シリカは粒子の
表面が比較的粗いので互いに滑りにくいためで、さらに
多孔度を高くしたために粒子の強度が低下し球状の形態
が容易に圧砕されてしまうためと考えられる。
粒シリカが得られるものはシリカ微粉末を原料にした流
動型、解砕型および噴霧乾燥型の造粒法ならびにシリカ
ゾルを原料とした噴霧乾燥法であるが、これらによって
製造した球形の顆粒シリカを用いても電池内への顆粒充
填工程が律速工程の１つであることにはかわりなかっ
た。それは、これらの造粒法による顆粒シリカは粒子の
表面が比較的粗いので互いに滑りにくいためで、さらに
多孔度を高くしたために粒子の強度が低下し球状の形態
が容易に圧砕されてしまうためと考えられる。
【００１１】一方、油中成形造粒法のようにシリカゾル
をゲル化する、いわゆるゾル・ゲル法において製造され
た球状シリカは粒子の表面が比較的密であるために互い
に滑りやすく、さらに粒子の強度が大きいために流動性
や充填性は優れている。しかし、これを電池に適用する
と粒子の多孔度が小さいために、保持できる電解液量が
少なくなり、放電容量が小さくなるという問題があっ
た。
をゲル化する、いわゆるゾル・ゲル法において製造され
た球状シリカは粒子の表面が比較的密であるために互い
に滑りやすく、さらに粒子の強度が大きいために流動性
や充填性は優れている。しかし、これを電池に適用する
と粒子の多孔度が小さいために、保持できる電解液量が
少なくなり、放電容量が小さくなるという問題があっ
た。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決し電解液保持体として顆粒シリカを用いた密閉形
鉛蓄電池の生産性を向上させる手段を提供するもので、
顆粒シリカにゾル・ゲル法により製造された５０〜５０
０μｍの球状シリカ（球状シリカゲル）を混入すること
を特徴とし、これにより電池内への顆粒シリカの充填時
間を短縮するものである。
を解決し電解液保持体として顆粒シリカを用いた密閉形
鉛蓄電池の生産性を向上させる手段を提供するもので、
顆粒シリカにゾル・ゲル法により製造された５０〜５０
０μｍの球状シリカ（球状シリカゲル）を混入すること
を特徴とし、これにより電池内への顆粒シリカの充填時
間を短縮するものである。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳述する。ま
ず、シリカゾルを噴霧乾燥して作製した粒径５０〜５０
０μｍの顆粒シリカに粒径の異なるゾル・ゲル法による
球状シリカ（球状シリカゲル）を添加量をかえて混入
し、表１に示すように１６種類の混合粉体を作製した。
なお、この球状シリカには油中成形造粒法により製造さ
れた市販品を分級して用いた。
ず、シリカゾルを噴霧乾燥して作製した粒径５０〜５０
０μｍの顆粒シリカに粒径の異なるゾル・ゲル法による
球状シリカ（球状シリカゲル）を添加量をかえて混入
し、表１に示すように１６種類の混合粉体を作製した。
なお、この球状シリカには油中成形造粒法により製造さ
れた市販品を分級して用いた。
【００１４】
【表１】
【００１５】公称容量２８Ａｈの自動車用鉛蓄電池の極
板群を組み立てた後電槽に挿入し、上記混合粉体を該電
槽内に充填した。混合粉体の充填は振動数４０Ｈｚ、加
速度２Ｇの横振動を加えながら既定量の粉体が電槽内に
密に充填されて既定の高さに達するまでに要した時間を
測定した。また、あわせてゾル・ゲル法による球状シリ
カを添加していない従来の顆粒シリカについても同様の
試験をおこなった。
板群を組み立てた後電槽に挿入し、上記混合粉体を該電
槽内に充填した。混合粉体の充填は振動数４０Ｈｚ、加
速度２Ｇの横振動を加えながら既定量の粉体が電槽内に
密に充填されて既定の高さに達するまでに要した時間を
測定した。また、あわせてゾル・ゲル法による球状シリ
カを添加していない従来の顆粒シリカについても同様の
試験をおこなった。
【００１６】表２に示す上記試験結果からわかるよう
に、粒径５０〜５００のゾル・ゲル法による球状シリカ
を２〜５０％添加したものは無添加の従来品に比べて短
時間でその充填が完了した。これはこの粒径のゾル・ゲ
ル法による球状シリカが顆粒シリカの流動促進剤として
機能して顆粒シリカの充填性を向上させたことものとい
える。粒径５００μｍ以上のゾル・ゲル法による球状シ
リカを混合すると極板とセパレータとの隙間が１ｍｍ以
下と狭いために比較的大きな該ゾル・ゲル法による球状
シリカがむしろ充填されにくくなったものとおもわれ
る。
に、粒径５０〜５００のゾル・ゲル法による球状シリカ
を２〜５０％添加したものは無添加の従来品に比べて短
時間でその充填が完了した。これはこの粒径のゾル・ゲ
ル法による球状シリカが顆粒シリカの流動促進剤として
機能して顆粒シリカの充填性を向上させたことものとい
える。粒径５００μｍ以上のゾル・ゲル法による球状シ
リカを混合すると極板とセパレータとの隙間が１ｍｍ以
下と狭いために比較的大きな該ゾル・ゲル法による球状
シリカがむしろ充填されにくくなったものとおもわれ
る。
【００１７】本試験では粒径５０μｍ未満の球状シリカ
ゲルについては試験をおこなっていないが、粒径５０〜
５００μｍの範囲では粒径が小さいほど充填時間が長く
なる傾向がみられることから、粒径５０μｍ未満の球状
シリカゲルを添加してもその効果は小さいと考えられ
る。
ゲルについては試験をおこなっていないが、粒径５０〜
５００μｍの範囲では粒径が小さいほど充填時間が長く
なる傾向がみられることから、粒径５０μｍ未満の球状
シリカゲルを添加してもその効果は小さいと考えられ
る。
【００１８】
【表２】
【００１９】ゾル・ゲル法による球状シリカの添加量が
多いほどそれに要する充填時間は短くなる傾向がみられ
たが、図１に示すようにこの添加量が多くなると電池の
放電容量が低下することから、あまり多量の添加は好ま
しくない。なお、ここで図１は粒径１２５〜２５０μｍ
の球状シリカゲルを顆粒シリカと混合して用いたときの
球状シリカゲル添加量と電池の５ｈＲ放電容量との関係
を示すものである。また、ゾル・ゲル法により製造され
た球状シリカは一般に比較的高価であることからも添加
量は少ない方が望ましい。
多いほどそれに要する充填時間は短くなる傾向がみられ
たが、図１に示すようにこの添加量が多くなると電池の
放電容量が低下することから、あまり多量の添加は好ま
しくない。なお、ここで図１は粒径１２５〜２５０μｍ
の球状シリカゲルを顆粒シリカと混合して用いたときの
球状シリカゲル添加量と電池の５ｈＲ放電容量との関係
を示すものである。また、ゾル・ゲル法により製造され
た球状シリカは一般に比較的高価であることからも添加
量は少ない方が望ましい。
【００２０】球状シリカゲルの添加量が増えると５ｈＲ
放電容量が低下したのは該混合粉体の多孔度が低下した
ことにより保持できる電解液量が少なくなったためであ
る。
放電容量が低下したのは該混合粉体の多孔度が低下した
ことにより保持できる電解液量が少なくなったためであ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、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顆粒シリカを充填し、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におい
て、顆粒シリカにゾル・ゲル法により製造された５０〜
５００μｍの球状シリカを混入することにより、その充
填時間を飛躍的に短縮できる等、工業的価値は非常に大
きい。
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顆粒シリカを充填し、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におい
て、顆粒シリカにゾル・ゲル法により製造された５０〜
５００μｍの球状シリカを混入することにより、その充
填時間を飛躍的に短縮できる等、工業的価値は非常に大
きい。
【図１】球状シリカゲルの添加量と５ｈＲ放電容量との
関係を示した図
関係を示した図
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顆粒シリ
カを充填し、電池の充放電に必要、充分な量の硫酸電解
液を実質的に該顆粒シリカ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、顆粒シリカにゾル・ゲル法
により製造された５０〜５００μｍの球状シリカを混入
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 |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06223862A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06223862A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223862A true JPH06223862A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12283868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06223862A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223862A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323992B1 (ko) * | 1999-09-08 | 2002-02-16 | 조충환 | 밀폐형 납축전지용 겔 전해질 |
| JP2007238634A (ja) * | 2007-06-25 | 2007-09-20 | Kao Corp | 歯磨剤 |
| US7682738B2 (en) | 2002-02-07 | 2010-03-23 | Kvg Technologies, Inc. | Lead acid battery with gelled electrolyte formed by filtration action of absorbent separators and method for producing it |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP50A patent/JPH06223862A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100323992B1 (ko) * | 1999-09-08 | 2002-02-16 | 조충환 | 밀폐형 납축전지용 겔 전해질 |
| US7682738B2 (en) | 2002-02-07 | 2010-03-23 | Kvg Technologies, Inc. | Lead acid battery with gelled electrolyte formed by filtration action of absorbent separators and method for producing it |
| JP2007238634A (ja) * | 2007-06-25 | 2007-09-20 | Kao Corp | 歯磨剤 |
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