JPH0675406B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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- JPH0675406B2 JPH0675406B2 JP62083584A JP8358487A JPH0675406B2 JP H0675406 B2 JPH0675406 B2 JP H0675406B2 JP 62083584 A JP62083584 A JP 62083584A JP 8358487 A JP8358487 A JP 8358487A JP H0675406 B2 JPH0675406 B2 JP H0675406B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- separator
- battery
- plate group
- silica
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/342—Gastight lead accumulators
-
- 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
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 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。
従来の技術とその問題点 酸素ガスと負極板とを反応させる密閉形鉛蓄電池は、シ
リカを７〜15重量パーセント含むゲル状電解液を用いた
ゲル式と、直径1.0ミクロン以下の細いガラス繊維から
なるマット状セパレータを用いたリテーナ式とが一般的
である。ゲル式電池の正および負極板間に配置する材料
としてはシリカ量が７〜15重量パーセントである堅い通
常のゲルでは、波形微孔性セパレータと直径約20ミクロ
ンのガラスマット、波形多孔板と不織布、間隔を保つた
めの枠体などが実用されている。またシリカ量が0.5〜
７重量パーセントの柔らかいゲルでは、平均直径が数ミ
クロン以下の細いガラス繊維を主体とするマット状多孔
板が実用されている。前者はゲル状電解液自体が活物質
の脱落を防止し、またデンドライト状鉛の生長を抑えて
両極板を隔離するというセパレータとしての機能を有す
るために極板間には疎な構造物を配するものである。ま
た、後者は多孔板自体がセパレータとしての機能がある
ためゲル状電解液にはシリカ量の少ない柔らかいものを
用いている。
リカを７〜15重量パーセント含むゲル状電解液を用いた
ゲル式と、直径1.0ミクロン以下の細いガラス繊維から
なるマット状セパレータを用いたリテーナ式とが一般的
である。ゲル式電池の正および負極板間に配置する材料
としてはシリカ量が７〜15重量パーセントである堅い通
常のゲルでは、波形微孔性セパレータと直径約20ミクロ
ンのガラスマット、波形多孔板と不織布、間隔を保つた
めの枠体などが実用されている。またシリカ量が0.5〜
７重量パーセントの柔らかいゲルでは、平均直径が数ミ
クロン以下の細いガラス繊維を主体とするマット状多孔
板が実用されている。前者はゲル状電解液自体が活物質
の脱落を防止し、またデンドライト状鉛の生長を抑えて
両極板を隔離するというセパレータとしての機能を有す
るために極板間には疎な構造物を配するものである。ま
た、後者は多孔板自体がセパレータとしての機能がある
ためゲル状電解液にはシリカ量の少ない柔らかいものを
用いている。
密閉形鉛蓄電池はその構造上の特徴から補水できないの
で正極板から発生した酸素ガスが負極板へ移動しかつ接
触して反応するという密閉反応効率が優れていなければ
ならない。同時に深い充放電サイクルで使用されること
が多いので、これに耐えかつ長寿命であることが望まし
い。さらに、負荷に応じた放電条件で容量が多くなけれ
ばならない。ところが前述のシリカ量を７〜15重量パー
セントとした堅いゲル状電解液を用いた電池では、密閉
反応効率は良いが、放電容量や深いサイクルでの寿命が
やや劣っている。他方、シリカ量の少ないゲルによる電
池では密閉反応効率が悪く、電解液の水の損失のために
硫酸濃度が高くなって極板が劣化するという問題があ
る。これは前者ではゲル部でのイオンの移動が遅いこと
および極板下部の硫酸濃度が高くなる成層化現象のため
であり、後者では緻密なセパレータにゲル状電解液が保
持されて酸素ガスの移動を阻害しているからである。
で正極板から発生した酸素ガスが負極板へ移動しかつ接
触して反応するという密閉反応効率が優れていなければ
ならない。同時に深い充放電サイクルで使用されること
が多いので、これに耐えかつ長寿命であることが望まし
い。さらに、負荷に応じた放電条件で容量が多くなけれ
ばならない。ところが前述のシリカ量を７〜15重量パー
セントとした堅いゲル状電解液を用いた電池では、密閉
反応効率は良いが、放電容量や深いサイクルでの寿命が
やや劣っている。他方、シリカ量の少ないゲルによる電
池では密閉反応効率が悪く、電解液の水の損失のために
硫酸濃度が高くなって極板が劣化するという問題があ
る。これは前者ではゲル部でのイオンの移動が遅いこと
および極板下部の硫酸濃度が高くなる成層化現象のため
であり、後者では緻密なセパレータにゲル状電解液が保
持されて酸素ガスの移動を阻害しているからである。
問題点を解決するための手段 本発明は、正極板と負極板と平均直径５〜25ミクロンの
ガラス繊維を主体とし、該繊維が平面内では一定の配向
を有しない不織布状の柔軟な平板状多孔板からなるセパ
レータとで極板群を構成し、該極板群は強く圧迫された
状態で弁を備えた電槽内に収納し、少なくとも該セパレ
ータの孔と該極板群の側部の一部とにシリカ微粒子を３
〜７重量バーセント有するゲル状希硫酸電解液を存在さ
せるとともに、該極板群の側部の一部に空隙を設けるこ
と、さらに、ゲル状希硫酸電解液として微細なシリカ微
粒子を水に懸濁させたコロイダルシリカと希硫酸とを混
合したゲル状電解液を極板群を収納した電池内に注入し
てゲル化させて得ることにより、従来電池の問題点を解
消した密閉形鉛蓄電池を提供しようとするものである。
ガラス繊維を主体とし、該繊維が平面内では一定の配向
を有しない不織布状の柔軟な平板状多孔板からなるセパ
レータとで極板群を構成し、該極板群は強く圧迫された
状態で弁を備えた電槽内に収納し、少なくとも該セパレ
ータの孔と該極板群の側部の一部とにシリカ微粒子を３
〜７重量バーセント有するゲル状希硫酸電解液を存在さ
せるとともに、該極板群の側部の一部に空隙を設けるこ
と、さらに、ゲル状希硫酸電解液として微細なシリカ微
粒子を水に懸濁させたコロイダルシリカと希硫酸とを混
合したゲル状電解液を極板群を収納した電池内に注入し
てゲル化させて得ることにより、従来電池の問題点を解
消した密閉形鉛蓄電池を提供しようとするものである。
実施例 本発明をその実施例を示す第１図によって説明する。
図において１は正極板、２は負極板でこれらに用いられ
ている格子は負極板の水素過電圧を低下させる元素すな
わちアンチモンを実質的に含んでいない。３はセパレー
タで、平均直径５〜25ミクロンのガラス繊維を少量の熱
可塑性プラスチック繊維、またはプラスチック接合剤な
どによって結合した柔軟な平板状多孔体である。４は正
極の導電体、５の負極の導電体、６は電槽でその蓋には
弁７が装備されており、1,2および３からなる極板群と
これに保持された電解液からなる発電素子を収納してい
る。電解液には平均直径20ミリミクロン以下のシリカ微
粒子を３〜７重量パーセント添加されている。このシリ
カ微粒子はセパレータよりも極板の活物質の方が孔径が
小さいため濾過現象によって、セパレータ内に高濃度、
活物質内に低濃度で存在している。８は極板群の側部の
一部に存在する空隙でガス空間の通路である。９は極板
群の一部に存在する電解液であり極板群と接しており、
セパレータに含浸される電解液とほぼ同じシリカ濃度を
有している。
ている格子は負極板の水素過電圧を低下させる元素すな
わちアンチモンを実質的に含んでいない。３はセパレー
タで、平均直径５〜25ミクロンのガラス繊維を少量の熱
可塑性プラスチック繊維、またはプラスチック接合剤な
どによって結合した柔軟な平板状多孔体である。４は正
極の導電体、５の負極の導電体、６は電槽でその蓋には
弁７が装備されており、1,2および３からなる極板群と
これに保持された電解液からなる発電素子を収納してい
る。電解液には平均直径20ミリミクロン以下のシリカ微
粒子を３〜７重量パーセント添加されている。このシリ
カ微粒子はセパレータよりも極板の活物質の方が孔径が
小さいため濾過現象によって、セパレータ内に高濃度、
活物質内に低濃度で存在している。８は極板群の側部の
一部に存在する空隙でガス空間の通路である。９は極板
群の一部に存在する電解液であり極板群と接しており、
セパレータに含浸される電解液とほぼ同じシリカ濃度を
有している。
1,2および３からなる極板群は電槽内壁によって強く圧
迫されている。すなわち、セパレータ３は正極板１およ
び負極板２を強く圧迫している。
迫されている。すなわち、セパレータ３は正極板１およ
び負極板２を強く圧迫している。
セパレータ３は長さ数ミリメートルから十数ミリメート
ルのガラス繊維を水に解こうしてすき上げた不織布状の
ものを用いる。これはガラス繊維がセパレータ平面内で
一定の配向を有さず、したがってガラス繊維によって形
成される孔の形状、寸法が一定せず、しかも上下方向よ
りも両極板面と垂直方向に孔が配向するため正極板から
負極板へ酸素ガスが移動しやすい。なお二つの長繊維群
を約60度の角度で交叉させた従来の鉛蓄電池用マットで
は、上下の垂直線に対して約30度の角度で斜めに配向す
る細長い孔が形成されて、正極板から負極板へのガスの
移動を生じ難く、さらにゲル状電解液が上下に移動しや
すいので成層化現象が起き易く好ましくない。
ルのガラス繊維を水に解こうしてすき上げた不織布状の
ものを用いる。これはガラス繊維がセパレータ平面内で
一定の配向を有さず、したがってガラス繊維によって形
成される孔の形状、寸法が一定せず、しかも上下方向よ
りも両極板面と垂直方向に孔が配向するため正極板から
負極板へ酸素ガスが移動しやすい。なお二つの長繊維群
を約60度の角度で交叉させた従来の鉛蓄電池用マットで
は、上下の垂直線に対して約30度の角度で斜めに配向す
る細長い孔が形成されて、正極板から負極板へのガスの
移動を生じ難く、さらにゲル状電解液が上下に移動しや
すいので成層化現象が起き易く好ましくない。
本発明になる電池では、電解液である希硫酸はシリカ微
粒子と弱く結合しゲル状であって、セパレータの多孔部
に良好に保持される。したがってリテーナ式電池の場合
のように、セパレータの保液性が高いことは必要ない。
保液性の高いセパレータは繊維が細く組織が密であるか
ら孔も小さく、そこにゲル状電解液が充填されると酸素
ガスの移動が阻害されてむしろ好ましくない。
粒子と弱く結合しゲル状であって、セパレータの多孔部
に良好に保持される。したがってリテーナ式電池の場合
のように、セパレータの保液性が高いことは必要ない。
保液性の高いセパレータは繊維が細く組織が密であるか
ら孔も小さく、そこにゲル状電解液が充填されると酸素
ガスの移動が阻害されてむしろ好ましくない。
正極板と負極板とを比較すると電解液を保持する力すな
わち保液性は一般に正極板の方が大きい。これは活物質
１グラム当りの表面積が正極板では約5m2、負極板では
約0.5m2と前者の方が大きいからである。本発明になる
電池では電解液である希硫酸はシリカ微粉末と弱く結合
してゲル状になっているので、セパレータの保液性は負
極板よりも小さくてよい。保液性の小さなセパレータは
孔径が大きく、セパレータの組織が疎でるから、ゲル状
電解液が充填されても空隙があって酸素ガスの移動が大
で好ましい。ここで保液性の大小は、密封した容器内に
極板とセパレータとを密着させそれに希硫酸を少量注入
して放置後、極板とセパレータとに保持された電解液量
を測定して求める。保液性の大小は極板とセパレータと
で、保持する電解液量をそれぞれの孔の容積で除した値
の大小で判定できる。
わち保液性は一般に正極板の方が大きい。これは活物質
１グラム当りの表面積が正極板では約5m2、負極板では
約0.5m2と前者の方が大きいからである。本発明になる
電池では電解液である希硫酸はシリカ微粉末と弱く結合
してゲル状になっているので、セパレータの保液性は負
極板よりも小さくてよい。保液性の小さなセパレータは
孔径が大きく、セパレータの組織が疎でるから、ゲル状
電解液が充填されても空隙があって酸素ガスの移動が大
で好ましい。ここで保液性の大小は、密封した容器内に
極板とセパレータとを密着させそれに希硫酸を少量注入
して放置後、極板とセパレータとに保持された電解液量
を測定して求める。保液性の大小は極板とセパレータと
で、保持する電解液量をそれぞれの孔の容積で除した値
の大小で判定できる。
電解液をゲル化する方法としては、平均直径20ミリミク
ロン以下のシリカ微粒子を希硫酸に添加して懸濁させる
方法と、水にシリカ微粒子を懸濁させたコロイダルシリ
カに希硫酸を添加して攪拌しゾルとする方法とがある。
前者ではシリカの粒子が凝集して大きい場合が多く、電
解液をセル内に注入した時に液体成分だけが極板やセパ
レータに含浸されて上部にシリカ粒子が残るので好まし
くない。後者ではゾル状電解液を極板群を収納したセル
内に注入すれば、微細なシリカ粒子はセパレータで濾過
されないので、セパレータと極板群側部の一部とにほぼ
同濃度のシリカを含ませることができ、好ましい。ただ
し活物質の孔は極めて小さく、この場合でもシリカ粒子
は活物質内へは少量しか入らない。したがってセパレー
タの孔にシリカを３〜７重量パーセント含むゲルを保持
させるには、電池内へ注入するコロイダルシリカと希硫
酸との混合ゾルのシリカ量は２〜５重量パーセントに調
合したものを使用するとよい。
ロン以下のシリカ微粒子を希硫酸に添加して懸濁させる
方法と、水にシリカ微粒子を懸濁させたコロイダルシリ
カに希硫酸を添加して攪拌しゾルとする方法とがある。
前者ではシリカの粒子が凝集して大きい場合が多く、電
解液をセル内に注入した時に液体成分だけが極板やセパ
レータに含浸されて上部にシリカ粒子が残るので好まし
くない。後者ではゾル状電解液を極板群を収納したセル
内に注入すれば、微細なシリカ粒子はセパレータで濾過
されないので、セパレータと極板群側部の一部とにほぼ
同濃度のシリカを含ませることができ、好ましい。ただ
し活物質の孔は極めて小さく、この場合でもシリカ粒子
は活物質内へは少量しか入らない。したがってセパレー
タの孔にシリカを３〜７重量パーセント含むゲルを保持
させるには、電池内へ注入するコロイダルシリカと希硫
酸との混合ゾルのシリカ量は２〜５重量パーセントに調
合したものを使用するとよい。
本発明において、極板群の側部の一部にゲル状電解液
を、他の一部に空隙を存在させることは重要である。密
閉形電池は液量が少なく、深放電で極板群の内部の硫酸
が消費されて中性となったときには鉛が溶出してショー
トすることおよび正極板で格子と活物質との界面で絶縁
層が形成することが問題となる。このとき極板群側部の
ゲル状電解液から硫酸が徐々に拡散して極板群内の液が
中性となることを防ぎ、ショートや絶縁層の生成を防ぐ
ことができる。さらに深放電の繰返しで極板群下部の電
解液が高濃度、上部が低濃度になるという成層化現象を
生じたときに、極板群の側部の空隙で、上下の水蒸気圧
の差から上部で水が蒸発し下部で吸収されるという水蒸
気の移動を可能にして、成層化を解消することができ
る。
を、他の一部に空隙を存在させることは重要である。密
閉形電池は液量が少なく、深放電で極板群の内部の硫酸
が消費されて中性となったときには鉛が溶出してショー
トすることおよび正極板で格子と活物質との界面で絶縁
層が形成することが問題となる。このとき極板群側部の
ゲル状電解液から硫酸が徐々に拡散して極板群内の液が
中性となることを防ぎ、ショートや絶縁層の生成を防ぐ
ことができる。さらに深放電の繰返しで極板群下部の電
解液が高濃度、上部が低濃度になるという成層化現象を
生じたときに、極板群の側部の空隙で、上下の水蒸気圧
の差から上部で水が蒸発し下部で吸収されるという水蒸
気の移動を可能にして、成層化を解消することができ
る。
発明の効果 本発明によれば密閉形鉛蓄電池における密閉反応効率な
らびに放電容量および深い放電のサイクル寿命性能を改
良することができる。
らびに放電容量および深い放電のサイクル寿命性能を改
良することができる。
第１図は本発明密閉形鉛蓄電池の一実施例を示す断面図
である。 １……正極板、２……負極板、３……セパレータ、６…
…電槽、７……弁、８……空隙、９……電解液
である。 １……正極板、２……負極板、３……セパレータ、６…
…電槽、７……弁、８……空隙、９……電解液
Claims (2)
- 【請求項１】正極板と負極板と平均直径５〜25ミクロン
のガラス繊維を主体とし、該繊維が平面内では一定の配
向を有しない不織布状の柔軟な平板状多孔板からなるセ
パレータとで極板群を構成し、該極板群は強く圧迫され
た状態で弁を備えた電槽内に収納され、少なくとも該セ
パレータの孔と該極板群の側部の一部とにシリカ微粒子
を３〜７重量パーセント有するゲル状希硫酸電解液を存
在させるとともに、該極板群の側部の一部に空隙を設け
た酸素サイクルによる密閉形鉛蓄電池。 - 【請求項２】ゲル状希硫酸電解液が微細なシリカ微粒子
を水に懸濁させたコロイダルシリカと希硫酸とを混合し
たゲル状電解液を極板群を収納した電池内に注入してゲ
ル化させたものである特許請求の範囲第１項記載の密閉
形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083584A JPH0675406B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083584A JPH0675406B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250066A JPS63250066A (ja) | 1988-10-17 |
| JPH0675406B2 true JPH0675406B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=13806545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62083584A Expired - Lifetime JPH0675406B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313410A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | シール型鉛蓄電池 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2552354B2 (ja) * | 1989-03-09 | 1996-11-13 | 新神戸電機株式会社 | 密閉形鉛蓄電池 |
| JP2552353B2 (ja) * | 1989-03-09 | 1996-11-13 | 新神戸電機株式会社 | 密閉形二次電池 |
| JPH04296464A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形鉛蓄電池 |
| JP4711506B2 (ja) * | 1998-06-23 | 2011-06-29 | ダラミック、インク | 密閉型鉛蓄電池用隔離板 |
| JP5012047B2 (ja) * | 2007-01-29 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池 |
| CN106711516B (zh) * | 2016-12-27 | 2018-12-07 | 超威电源有限公司 | 一种胶体电池及其生产方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628169B2 (ja) * | 1987-03-09 | 1994-04-13 | 日本電池株式会社 | 密閉形鉛蓄電池 |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP62083584A patent/JPH0675406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313410A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | シール型鉛蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63250066A (ja) | 1988-10-17 |
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