JPH08130001A - 蓄電池用セパレータ及びそれを用いた密閉鉛蓄電池 - Google Patents

蓄電池用セパレータ及びそれを用いた密閉鉛蓄電池

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JPH08130001A
JPH08130001A JP6288821A JP28882194A JPH08130001A JP H08130001 A JPH08130001 A JP H08130001A JP 6288821 A JP6288821 A JP 6288821A JP 28882194 A JP28882194 A JP 28882194A JP H08130001 A JPH08130001 A JP H08130001A
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JP
Japan
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separator
storage battery
battery
silica powder
acid
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Application number
JP6288821A
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English (en)
Inventor
Yoshio Nakazawa
中澤  淑夫
Yoshitaka Tanaka
義隆 田中
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Japan Storage Battery Co Ltd
G S Kasei Kogyo KK
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
G S Kasei Kogyo KK
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で、高率放電性能に優れた蓄電池用セパ
レータを提供すること。 【構成】 本発明になる蓄電池用セパレータは、含水無
晶形酸化ケイ素を造粒したものであって、粒径が30乃
至200μmであるシリカ粉体20乃至90重量%と、
ガラス繊維10乃至50重量%と、耐酸性合成繊維30
重量%以下とを備えてなる抄紙体を樹脂バインダーで固
化したことを特徴とする。これにより、リテーナ式のよ
うに高価なガラス繊維を多く使用すること無く、かつリ
テーナマットのように充分な保液性を有する蓄電池用セ
パレーターが提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池用セパレータ及
びそれを用いた密閉型鉛蓄電池に関する。
【0002】
【0003】
【従来技術】近年、コードレス機器やポータブル機器の
電源用、あるいはコンピュータのバックアップ用、自動
車及び農機並びに小型船舶のエンジン始動用の電源、さ
らには電気車や電気自動車のサイクルユーズ用の電源と
して無保守、無漏液、ポジションフリーなどの特徴を持
つ密閉鉛蓄電池が広く使用されるようになってきた。
【0004】これら多種の用途を持つ密閉鉛蓄電池に
は、リテーナ式、ゲル式、そして顆粒式の三つの方式が
ある。リテーナ式は、極細のガラス繊維を主体とし、そ
れを抄紙した多孔性のセパレータに希硫酸電解液を含浸
保持させるというものであり、ゲル式は、希硫酸電解液
をコロイド状シリカや水ガラスでゲル状に非流動化して
正負極板間および極板群の周囲に固着させるというもの
であり、顆粒式は、シリカ粉体の粗大な二次粒子を正負
極板間および極板群の周囲に充填固定し、この粉体に希
硫酸電解液を含浸保持させるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】リテーナ式の場合、セ
パレータの主体に高価な極細ガラス繊維を用いるため、
セパレータ自体の値段が高くなるという問題がある。そ
れゆえに、セパレータの主体を安価な合成繊維などに置
き換えたセパレータが開発されているが、リテーナマッ
トのように充分な保液性を有するまでには至っていな
い。
【0006】また密閉反応により蓄電池内部が減圧にな
ると、リテーナ式密閉鉛蓄電池の電槽外面が凹んで内部
を圧迫する状態となるが、極細ガラス繊維主体のセパレ
ータでは耐圧迫性が低いため、一緒に変形してしまう。
この変形が生じると、セパレータから電解液が絞り出さ
れ、電池性能の低下を引き起こしたり、漏液をもたらし
たりする。
【0007】一方ゲル式では、非流動化させた希硫酸電
解液中の硫酸イオンの移動速度が遅いため高率放電性能
が劣り、ゲル中から希硫酸電解液が分離して遊離液とな
ると、電池外部への漏液が発生するおそれもある。
【0008】さらに顆粒シリカ式の密閉鉛蓄電池におい
ては、期待する電池性能を得ようとすれば、このシリカ
粉体を正負極板間に均一な厚みで、かつ緻密に充填する
ことが必要となる。そのため、特開平第2−16557
0号公報に記載されているような一定の厚さを持つ隔離
棒や特開平第4−51470号公報に記載されているよ
うな一定高さを有するリブを設けた薄いセパレータを正
負極板間に配し、極間を一定に保つことにより、シリカ
粉体を加震充填した時に正負極板間に均一な厚みで、か
つ緻密に粉体が充填されるようになっている。しかしな
がら、この極間自体は非常に狭いので、均一な厚みで、
かつ緻密に充填されたシリカ粉体層の形成にあたっては
非常に煩雑な工程を取らざるを得ない。
【0009】
【発明が解決しようとする手段】そこで本発明は、含水
無晶形酸化ケイ素を造粒したものであって、粒径が30
乃至200μmであるシリカ粉体20乃至90重量%
と、ガラス繊維10乃至50重量%と、耐酸性合成繊維
30重量%以下とを備えてなる抄紙体を樹脂バインダー
で固化したことを特徴とする密閉鉛蓄電池用セパレータ
およびそれを用いた鉛蓄電池により、上記課題を解決す
るものである。
【0010】
【作用】本発明になる密閉鉛蓄電池用セパレータは、含
水無晶形酸化ケイ素を造粒したものであって、粒径が3
0乃至200μmであるシリカ粉体20乃至90重量%
と、ガラス繊維10乃至50重量%と、耐酸性合成繊維
30重量%以下とを備えてなる抄紙体を樹脂バインダー
で固化したことを特徴とする。
【0011】これにより、リテーナ式に比べて高価なガ
ラス繊維の使用量を少なくでき、その使用量減少に起因
する電解液保持量の減少分をシリカ粉体による保液作用
により補うので、セパレータとして充分な保液性を有す
ることができるとともに、密閉反応による蓄電池内部が
減圧により電槽外面が凹んで内部を圧迫する状態となっ
ても、シリカ粉体によってリテーナ式のような変形が起
こりにくくなり、圧迫されても電解液がセパレータから
絞り出されにくくなる。
【0012】また、シリカ粉体あるいはガラス繊維の一
部、叉はその両方の一部をポリエステル繊維と置換する
ことにより、さらなる強度の向上やコストの低減ができ
る。
【0013】さらに、顆粒シリカ式のように、非常に狭
い極間にシリカ粉体を均一な厚みで、かつ緻密に充填す
るような煩雑な工程を取ることもない。加えて、本発明
になるセパレータは樹脂バインダーで固化されているの
で、蓄電池製造工程での取扱いがよい。
【0014】
【実施例】以下、本発明を好適な実施例を用いて具体的
に詳述する。
【0015】図1は本発明にかかる蓄電池用セパレータ
の構成材料の配合比検討概念図である。
【0016】蓄電池用セパレータの構成材料には電解液
の保持とセパレーターの厚さ変形防止を目的としたシリ
カ粉体と、多孔度の向上、濡れ性の改善及び電気抵抗の
低減に有効であるガラス繊維と、強度の向上とコストの
低減を目的とした合成繊維とを用いた。シリカ粉体は、
比表面積約250m/gの含水無晶形二酸化ケイ素を
平均粒子径50μmに造粒したものである。造粒に際し
ては、含水無晶形二酸化ケイ素に水を加えてよく混合
し、乾燥させたあと所定の粒子径に粉砕した。ここでは
バインダーとして水を加えたが、水ガラスなどを用いて
もよい。
【0017】ガラス繊維は繊維径0.8μm、長さ約
0.26cmのものを用いた。
【0018】合成繊維には耐酸性を有するポリエステル
繊維を用いた。これらの構成材料を用いて、表1に示す
ような配合比で湿式抄紙技術を利用し、16種類の蓄電
池用セパレータを試作した。
【0019】
【表1】 図1中の番号は、表1に示したセパレータの番号を示し
ている。表1に示した配合比で試作したセパレータを1
2V、28Ah/5HRの密閉鉛蓄電池に組み込み、低
率(5hR)放電および低温高率放電の放電容量試験並
びに75℃におけるJIS軽負荷寿命試験を行った。比
較検討のために、極細ガラス繊維主体の従来型リテーナ
マットを用いて同一の密閉鉛蓄電池を組み立て、同一の
電池性能試験を併せて行った。この結果を表2に示す。
【0020】
【表2】 ここで試作したセパレータを用いた電池の低率放電容量
をみると、No.1,3,8,13,16が著しく劣っ
ていた。他のセパレータはいずれも現行リテーナマット
と同等の性能を示している。
【0021】No.1,3,8がポリエステル繊維が4
0%含まれており、疎水性であるために保持液量が少な
かったことが影響したものと思われ、またシリカ粉が多
すぎると硫酸の拡散が遅れるものと推測される。
【0022】しかしながら、No.15のように、シリ
カ粉が多くても、従来品と劣らないものがある。これ
は、ガラス繊維が10%含まれているため、電解液の拡
散を改善しているものと考えられる。
【0023】次に、高率放電容量をみると、低率放電容
量と同様にNo.1,3,8の電池がリテーナ式より劣
っており、ガラス繊維が60%含まれるNo.4も劣っ
ている。さらに、シリカ粉が95%含まれるNo.16
は高率放電電圧が9.00V以下である。
【0024】次に、寿命性能をみると、上述のセパレー
タを用いた電池の他にガラス繊維が5%しか含まれてい
ないNo.13が従来品より劣っている。
【0025】これらの結果から、現行品と同等以上の高
率放電性能を有するセパレータをみると、シリカ粉体が
20〜90重量%、ガラス繊維が10〜50重量%、合
成繊維が30重量%以下のものであることがわかる。
【0026】さらに、粒子径をかえて造粒したシリカ粉
体について同様の試験を行ったところ、粒子径が30〜
200μmのもので、同様の結果が得られた。
【0027】樹脂バインダーで固化しないセパレータは
シリカ粉が組立中に分散してしまい、その取り扱いが非
常に煩雑となるので、バインダーを用いて固化する必用
がある。 バインダーとしては、充放電に及ぼす影響が
少ないものが好ましく、特にメタクリル酸系のもの、あ
るいはスチレン・ブタジエンゴム系のものが良好であっ
た。
【0028】耐酸性の合成繊維として、ここではポリエ
ステル樹脂を用いたが、ポリアクリロニトリルなど耐酸
性を有するものであれば足りる。
【0029】尚、本発明における抄紙体とは、紙を抄く
抄紙技術を利用し、本発明になる蓄電池用セパレータの
構成材料を抄いて紙状にしたものを意味する。
【0030】
【発明の効果】本発明になる密閉鉛蓄電池用セパレータ
は、含水無晶形酸化ケイ素を造粒したものであって、粒
径が30乃至200μmであるシリカ粉体20乃至90
重量%と、ガラス繊維10乃至50重量%と、耐酸性合
成繊維30重量%以下とを備えてなる抄紙体を樹脂バイ
ンダーで固化したことを特徴とする。
【0031】これにより、リテーナ式のように高価なガ
ラス繊維を多く使用すること無く、かつリテーナマット
のように充分な保液性を有し、また密閉反応による蓄電
池内部が減圧により電槽外面が凹んで内部を圧迫する状
態となっても、リテーナ式のような変形が起こりにくく
なる。
【0032】また、ゲル式のように硫酸イオンの移動速
度が遅いということがなく、高率放電性能が低下するこ
とがない。
【0033】さらに、顆粒シリカ式のように、非常に狭
い極間にシリカ粉体を均一な厚みで、かつ緻密に充填す
るような煩雑な工程を取ることもない。加えて、本発明
になるセパレータは樹脂バインダーで固化されているの
で、蓄電池製造工程での取扱いがよい。
【0034】それゆえに、本発明になる蓄電池用セパレ
ーターを密閉型鉛蓄電池に用いることにより、従来に比
べて、安価で、高率放電性能がよく、サイクル寿命性能
の優れた密閉型鉛蓄電池を提供することが可能となっ
た。本発明の工業的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる蓄電池用セパレータの構成材料
の配合比検討概念図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 義隆 滋賀県伊香郡高月町大字井口字下ワサ田 1400番の1 ジーエス化成工業株式会社高 月工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含水無晶形酸化ケイ素を造粒したもので
    あって、粒径が30乃至200μmであるシリカ粉体2
    0乃至90重量%と、ガラス繊維10乃至50重量%
    と、耐酸性合成繊維30重量%以下とを備えてなる抄紙
    体を樹脂バインダーで固化したことを特徴とする蓄電池
    用セパレータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の蓄電池用セパレータを用
    いた密閉型鉛蓄電池。
JP6288821A 1994-10-28 1994-10-28 蓄電池用セパレータ及びそれを用いた密閉鉛蓄電池 Pending JPH08130001A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045510A (ko) * 2001-12-04 2003-06-11 김호 축전지용 격리판의 제조방법
FR2937799A1 (fr) * 2008-10-29 2010-04-30 Dumas Bernard Materiau fibreux en feuille d'empatage permanent pour batterie ouverte et batterie ouverte comprenant un materiau d'empatage permanent
WO2013168755A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 日立化成株式会社 電気化学素子用セパレータ及びその製造方法
CN115275516A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 天能电池集团股份有限公司 一种铅蓄电池agm隔板及其制备方法、蓄电池

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FR2937799A1 (fr) * 2008-10-29 2010-04-30 Dumas Bernard Materiau fibreux en feuille d'empatage permanent pour batterie ouverte et batterie ouverte comprenant un materiau d'empatage permanent
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WO2013168755A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 日立化成株式会社 電気化学素子用セパレータ及びその製造方法
CN115275516A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 天能电池集团股份有限公司 一种铅蓄电池agm隔板及其制备方法、蓄电池
CN115275516B (zh) * 2022-07-29 2024-04-12 天能电池集团股份有限公司 一种铅蓄电池agm隔板及其制备方法、蓄电池

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