JPH07326380A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池

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JPH07326380A
JPH07326380A JP6116641A JP11664194A JPH07326380A JP H07326380 A JPH07326380 A JP H07326380A JP 6116641 A JP6116641 A JP 6116641A JP 11664194 A JP11664194 A JP 11664194A JP H07326380 A JPH07326380 A JP H07326380A
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JP
Japan
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negative electrode
battery
contact layer
density
electrode plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP6116641A
Other languages
English (en)
Inventor
Arihiko Takemasa
有彦 武政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07326380A publication Critical patent/JPH07326380A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Cell Separators (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池の放電容量を低下させることなく、熱逸
走を防止する密閉形鉛蓄電池を得る。 【構成】 リテーナ3の負極板2と当接する側の表面層
(負極当接層)3aの重量比表面積を3 m2 /g以上15
m2 /g以下として、その他の部分(負極非当接層)3b
の重量比表面積層より大きくする。負極当接層3aの2
0 kg/dm2 加圧時の密度を0.18g/cm3 以上0.22
g/cm3 以下とし、負極非当接層3bの密度より高くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池は、正極板と負極板とを
ガラス繊維等の耐酸性を有する繊維を用いて形成した電
解液保持体(リテーナ)を介して積層した極板群を用い
ている。電解液保持体には希硫酸からなる電解液が吸収
保持されている。密閉形鉛蓄電池で負極板の表面が電解
液で覆われない部分ができると、電池を充電する際に正
極板から発生する酸素ガスがこの部分から負極板内に積
極的に吸収される。このようにして負極板で酸素ガスを
吸収することにより電池の内圧が上昇するのが抑制さ
れ、電池の密閉化が可能になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
このような鉛蓄電池を高温で長い時間使用するなどし
て、電解液保持体中の電解液が蒸発により減少すると、
負極板の表面が電解液で覆われない部分が増える。この
ような状態になると負極板は正極板から発生した酸素ガ
スを更に吸収するようになる。その結果、電池の周囲温
度が高い場合や電池の周囲の熱放散が悪い場合には、酸
素ガス吸収による発熱によって電池温度が上昇して、そ
れに伴って充電電流が大きくなり、電池温度が更に上昇
するという悪循環を繰り返し、最終的に電池が熱逸走に
至る。電池が熱逸走に至ると、電池が高温になって、電
槽が変形したり、電解液の蒸発が加速されて、電池の容
量が低下する。
【0004】本発明の目的は、電池の放電容量を低下さ
せることなく、熱逸走を防止することができる密閉形鉛
蓄電池を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極板と負極
板とが主として耐酸性を有する繊維を用いて形成された
リテーナを介して積層されている密閉形鉛蓄電池を対象
にして、リテーナの負極板と当接する側の表面層の重量
比表面積をその他の部分の重量比表面積層より大きく
し、該表面層の密度をその他の部分の密度より高くす
る。
【0006】表面層の重量比表面積は3 m2 /g以上15
m2 /g以下とするのが好ましい。3m2 /gを下回ると熱
逸走を十分に防止できない。15 m2 /gを上回ると電解
液が拡散し難くなり、放電性能が低下するという問題が
ある。また表面層の20 kg/dm2 加圧時の密度は0.1
8g/cm3 以上0.22g/cm3 以下にするのが好ましい。
0.18g/cm3 を下回ると熱逸走を十分に防止できな
い。0.22g/cm3 を上回ると電解液が拡散し難くな
り、放電性能が低下するという問題がある。。
【0007】
【作用】リテーナの重量比表面積を大きくして、密度を
高くすると、リテーナ内部に吸収された電解液は移動し
難くなるため、リテーナの電解液保持能力が高くなる。
本発明では、リテーナの負極板と当接する側の表面層
(以下、単に負極当接層という)の重量比表面積をその
他の部分(以下、単に負極非当接層という)の重量比表
面積より大きくし、更に負極当接層の密度を負極非当接
層の密度より高くして、負極当接層の電解液保持能力を
高めた。そのため、電池に充放電を繰り返しても負極当
接層は電解液が減少し難く、負極板の表面をぬれた状態
に維持することができる。しかも負極当接層は密度が高
いため、正極板から発生した酸素ガスが通り難くなる。
そのため、負極板における酸素吸収反応が抑制され、負
極板の発熱が抑えられて、電池が熱逸走に至るのを防ぐ
ことができる。
【0008】負極当接層は内部の細孔体積が小さいの
で、一旦吸収した電解液は減少し難いものの、電解液そ
のものを吸収できる量は少ない。したがって、リテーナ
全体を負極当接層と同じ構造で構成するとリテーナ内に
少量の電解液しか吸収させることができず、電池の放電
容量が低下する。そこで本発明では、負極板に当接しな
い負極非当接層の重量比表面積を小さくすると共に該負
極非当接層の密度を低くして、リテーナ全体における電
解液の保液量を確保して、放電容量の低下を抑制する。
【0009】
【実施例】
(実施例1)図1は本実施例を含む試験に用いた密閉形
鉛蓄電池の部分断面図を示している。図に示すように本
実施例の密閉形鉛蓄電池は正極板1と負極板2とが袋状
リテーナ3の半部を介して積層されて構成されている。
なお本実施例の電池は3枚の正極板と4枚の負極板とが
積層された極板群からなる6つのセルにより構成されて
おり、12V−15Ahの電圧及び容量を有している。
正極板1は格子体からなる集電体と、該集電体に陽極用
活物質ペーストを充填して形成した活物質層とから構成
されている。負極板2は格子体からなる集電体と、該集
電体に陰極用活物質ペーストを充填して形成した活物質
層とから構成されている。袋状リテーナ3は負極当接層
3aと負極非当接層3bとの2層構造を有しており、負
極当接層3aが負極板2と当接し、負極非当接層3bが
正極板1と当接するように、正極板1を包んでいる。袋
状リテーナ3は、極板群に群加圧が加えられた状態で正
極板1と負極板2との間で20 kg/dm2 の圧力で加圧さ
れている。
【0010】負極当接層3aは直径0.6μm のガラス
繊維を水中に分散させてから、吸引濾過して抄造した。
このようにして製造した負極当接層3aは約0.5mmの
厚みを有しており、その重量比表面積は3 m2 /gであ
り、その密度は0.18g/cm3(20 kg/dm2 加圧時)
であった。なお負極当接層の好ましい重量比表面積は、
3 m2 /g以上15 m2 /g以下であり、好ましい密度は
0.18g/cm3 以上0.22g/cm3 以下(20 kg/dm2
加圧時)である。抄造に用いるガラス繊維の直径が大き
くなると重量比表面積は小さくなり、吸引濾過の圧力を
高めると密度が高くなる。このような傾向を考慮して負
極非当接層3bは、直径3μm のガラス繊維を水中に分
散させてから、吸引濾過して抄造した。このようにして
製造した負極非当接層3bは1.5mmの厚みを有してお
り、その重量比表面積は1 m2 /gであり、その密度は
0.17g/cm3 (20 kg/dm2 加圧時)であった。なお
負極非当接層の好ましい重量比表面積は、0.5 m2 /g
以上2 m2 /g以下であり、好ましい密度は0.14g/cm
3 以上0.17g/cm3 以下(20 kg/dm2 )である。負
極当接層3aと負極非当接層3bとは、単に重ね合わせ
て両者を積層してもよく、また負極当接層3aを作った
後に負極当接層3aを下に配置した状態で負極非当接層
3bを分散させた水を吸引濾過して両者を積層してもよ
い。
【0011】(比較例1)本比較例の電池で用いたリテ
ーナは次のようにして作った。直径0.7μm と4μm
のガラス繊維を水中に分散させてから、吸引濾過して重
量比表面積2 m2/g、密度0.17g/cm3 (20 kg/dm
2 加圧時)の負極当接層を作った。また直径3μm のガ
ラス繊維を水中に分散させてから、吸引濾過して重量比
表面積1 m2 /g、密度0.17g/cm3 (20 kg/dm2
圧時)の負極非当接層を作った。このようにして作った
負極当接層と負極非当接層とを重合してリテーナを作っ
た。その他は、実施例1と同様にして比較例1の電池を
作った。
【0012】(比較例2)本比較例の電池で用いたリテ
ーナは次のようにして作った。直径0.6μm のガラス
繊維を水中に分散させてから、吸引濾過して重量比表面
積3 m2 /g、密度0.17g/cm3 (20 kg/dm2 加圧
時)の負極当接層を作った。また直径3μmのガラス繊
維を水中に分散させてから、吸引濾過して重量比表面積
1 m2 /g、密度0.17g/cm3 (20 kg/dm2 加圧時)
の負極非当接層を作った。このようにして作った負極当
接層と負極非当接層とを重合してリテーナを作った。そ
の他は、実施例1と同様にして比較例2の電池を作っ
た。
【0013】(比較例3)本比較例の電池で用いたリテ
ーナは次のようにして作った。直径0.6μm のガラス
繊維を水中に分散させてから、吸引濾過して重量比表面
積3 m2 /g、密度0.18g/cm3 (20 kg/dm2 加圧
時)の負極当接層を作った。また直径3μmのガラス繊
維を水中に分散させてから、吸引濾過して重量比表面積
1 m2 /g、密度0.18g/cm3 (20 kg/dm2 加圧時)
の負極非当接層を作った。このようにして作った負極当
接層と負極非当接層とを重合してリテーナを作った。そ
の他は、実施例1と同様にして比較例3の電池を作っ
た。
【0014】(比較例4)本比較例の電池で用いたリテ
ーナは次のようにして作った。本比較例の電池は、直径
0.7μm と4μm のガラス繊維を水中に分散させてか
ら、吸引濾過して重量比表面積2 m2 /g、密度0.18
g/cm3 (20 kg/dm2 加圧時)の負極当接層を作った。
また直径0.7μm と4μm のガラス繊維を水中に分散
させてから、吸引濾過して重量比表面積2 m2 /g、密度
0.17g/cm3 (20 kg/dm2 加圧時)の負極非当接層
を作った。このようにして作った負極当接層と負極非当
接層とを重合してリテーナを作った。その他は、実施例
1と同様にして比較例4の電池を作った。
【0015】次に上記実施例及び比較例の各電池を各々
5個作り、5個の各電池をそれぞれ密着して発泡スチロ
ールで囲んだ状態で、周囲温度50℃として2.3V/
セルの定電圧で過充電した際の電池温度の変化を測定し
た。図2はその測定結果を示している。本図より比較例
1,2,4の電池は40時間で70℃以上に温度が上昇
して、熱逸走に至っているのに対して、本実施例及び比
較例3の電池は温度が安定しているのが判る。
【0016】次に各電池を0.6CAの定電流で放電し
て各電池の放電容量を測定した。表1は比較例1の電池
の放電容量を100としたときの各電池の放電容量比を
示している。
【0017】
【表1】 本表より熱逸走に至らなかった本実施例及び比較例3の
電池の内、比較例3の電池は放電容量が小さいのが判
る。
【0018】したがって、図1及び表1より本実施例の
電池では、放電容量を低下させずにしかも熱逸走に至り
にくいのが判る。
【0019】なお本実施例では、リテーナのガラス繊維
の直径を変えることによりリテーナの重量比表面積を変
えたが、シリカ等の無機粉体をガラス繊維中に含有させ
てリテーナの重量比表面を変えてもよい。この場合、無
機粉体の含有量が多くなると重量比表面積は大きくな
る。
【0020】以下、明細書に記載した複数の発明の中で
いくつかの発明についてその構成を示す。
【0021】(1) 正極板と負極板とがガラス繊維を
用いて形成されたリテーナを介して積層されてなる密閉
形鉛蓄電池において、前記リテーナは、前記負極板に当
接する負極当接層と前記負極板に当接しない負極非当接
層との2層からなり、前記負極当接層は、前記負極非当
接層より重量比表面積が大きく、しかも密度が高く、前
記負極当接層は、重量比表面積が3 m2 /g以上15 m2
/g以下で、20 kg/dm2 加圧時の密度が0.18g/cm3
以上0.22g/cm3 以下であり、前記負極非当接層は、
重量比表面積が0.5 m2 /g以上2 m2 /g以下で、20
kg/dm2 加圧時の密度が0.14g/cm3 以上0.17g/c
m3 以下であることを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
【0022】(2) 前記重量比表面積の数値は、前記
ガラス繊維の繊維径を調整して定めることを特徴とする
上記(1)に記載の密閉形鉛蓄電池。
【0023】(3) 前記重量比表面積の数値は、無機
粉末を前記リテーナに添加することにより定めることを
特徴とする上記(1)に記載の密閉形鉛蓄電池。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、リテーナの負極板と当
接する表面層(負極当接層)の重量比表面積を他の部分
(負極非当接層)の重量比表面積層より大きくし、負極
当接層の密度を、負極非当接層の密度より高くしたの
で、リテーナ全体における電解液の保液量を確保して、
負極板における酸素吸収反応が抑制することができる。
そのため本発明によれば、電池の放電容量を低下させる
ことなく、電池が熱逸走に至るのを有効に防ぐことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 試験に用いた密閉形鉛蓄電池の部分断面図で
ある。
【図2】 試験に用いた密閉形鉛蓄電池の過充電時間と
電池温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 正極板 2 負極板 3 リテーナ 3a 負極当接層 3b 負極非当接層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極板と負極板とが主として耐酸性を有
    する繊維を用いて形成されたリテーナを介して積層され
    ている密閉形鉛蓄電池において、 前記リテーナの前記負極板と当接する側の表面層の重量
    比表面積がその他の部分の重量比表面積層より大きく、 前記表面層の密度がその前記他の部分の密度より高いこ
    とを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
  2. 【請求項2】 前記表面層は、重量比表面積が3 m2 /g
    以上15 m2 /g以下で、20 kg/dm2 加圧時の密度が
    0.18g/cm3 以上0.22g/cm3 以下であることを特
    徴とする請求項1に記載の密閉形鉛蓄電池。
JP6116641A 1994-05-30 1994-05-30 密閉形鉛蓄電池 Pending JPH07326380A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123205A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Furukawa Battery Co Ltd:The 制御弁式鉛蓄電池
CN110797587A (zh) * 2019-09-30 2020-02-14 双登集团股份有限公司 铅酸蓄电池热失控控制与评价、修复方法

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123205A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Furukawa Battery Co Ltd:The 制御弁式鉛蓄電池
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