JPH08329949A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JPH08329949A JPH08329949A JP7133325A JP13332595A JPH08329949A JP H08329949 A JPH08329949 A JP H08329949A JP 7133325 A JP7133325 A JP 7133325A JP 13332595 A JP13332595 A JP 13332595A JP H08329949 A JPH08329949 A JP H08329949A
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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
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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
- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
特性を有する鉛蓄電池を提供する。 【構成】 引張強度が6.0〜9.0kg/mm2の範
囲にあり、厚みtmmの格子体の最下部に位置する格子
骨下部に、曲率半径0.2mm以上、t/2mm以下と
なる丸みを設けた正極板を、袋状もしくはU字状に形成
されたセパレータにより包み込み、負極板と組み合わせ
た構成とする。
Description
板とくに正極板の格子体の改良に関するものである。
合金を用いた鉛蓄電池は、自己放電が少なく、保存特性
に優れている等の特徴があり、その保守が容易なことか
ら、様々な用途に使用されている。これらの格子体は、
圧延加工された鉛合金シートにエキスパンド加工を施
し、網目状に展開することによって形成される。
は、従来より多用されてきたガラス繊維を主体とするガ
ラスマットとパルプを主成分としたセパレータを併合し
た平板状のセパレータに代わり、電気抵抗が小さく、低
コストである微孔性のあるポリエチレン等の合成樹脂フ
ィルムあるいはシートからなるセパレータが広く使用さ
れている。この合成樹脂製のセパレータは、正極板の活
物質の軟化、脱落による極板下部での内部短絡の防止や
生産性の向上を目的として、袋状もしくはU字状に折り
たたまれ、正極板を包み込む構成としている。
パンド加工された格子体を用いた負極板と、袋状もしく
はU字状に折りたたみ、正極板を包み込んだセパレータ
とにより構成された鉛蓄電池は、使用を経るにつれて、
正極板の下部と当接するセパレータの折り曲げ部が劣化
し易く、最悪の場合この部分に貫通孔が生じてしまう。
そして正極板より軟化、脱落した活物質は、このセパレ
ータ貫通孔を経て、異極性極板と接触し内部短絡を発生
させて電池の寿命を短くするという課題があった。
ろ、セパレータ下部の劣化度合は、電池の充放電条件に
加え、セパレータと当接する格子下部の形状や格子合金
の引張強度等の機械的強度や、セパレータの材質等の諸
物性により変化することが判った。具体的には、格子合
金の引張強度である伸びが低い場合にはセパレータの劣
化は少なく、伸びが高い場合には劣化が進行しやすくな
る。
に、本発明の鉛蓄電池は、鉛−錫−カルシウム合金から
なり、引張強度が6.0〜9.0kg/mm2の範囲に
あるエキスパンド格子にペースト状活物質を塗布した正
極板を、袋状もしくはU字状のセパレータにより包み込
み、負極板と組み合わせた構成としたものであり、この
格子体の最下部に位置する格子骨の下部すなわちセパレ
ータの折り曲げ部と当接する部位に、極板の幅方向に沿
って丸みをもち、角部のない構造としたものである。好
ましくは丸みを一様の曲率半径で形成したものである。
パレータの劣化は、格子体の腐食に伴う極板の縦方向の
伸びによるセパレータの折り曲げ部への応力の作用と共
に、充電時に正極板の格子体表面から発生する酸素によ
るセパレータの酸化劣化によって生じる。
において一様に生じるのではなく、応力歪みの大きい部
位、例えば角部(エッジ部)が存在するような部分から
優先的に生じる。このため、応力歪みの大きい部位から
の酸素発生量は、正極格子体の他の部位と比べて多くな
る。
加工により網目状に切り広げた格子体から構成されるエ
キスパンド極板は、鉛合金シートに切れ目を入れ、これ
を展開することによって格子体を形成するため、格子体
の最下部に位置する格子骨には切断加工によって生じた
尖ったエッジ部が存在する。このような格子骨に生じた
エッジ部と当接するセパレータの折り曲げ部では、格子
体表面から発生する酸素量が多くなるため、セパレータ
の酸化劣化が進行し易くなる。さらに、格子体の引張強
度が高い場合には、エッジ部に大きな応力歪みが内在
し、これがセパレータの折り曲げ部に応力として作用す
ると同時に酸素発生が促進され、セパレータの劣化がよ
り一層進行する。
格子体の最下部に位置する格子骨に、極板の厚み方向に
沿って丸み、好ましくは一様の丸みを設けて角部をなく
すことで上記最下部の格子骨に内在する応力歪みを緩和
し、かつ酸素が優先的に発生する部位をも減少させるこ
とを可能にする。
曲げ部とが当接していても、セパレータの酸化劣化が抑
制され、セパレータ折り曲げ部の劣化に起因する、不具
合の発生を防ぐことができる。
しながら説明する。
なる鉛合金シートにエキスパンド加工を施し、格子骨を
網目状に形成した格子体を用いた。ここでの格子体に用
いた鉛合金の組成は、カルシウムの含有量を0.07重
量%とし、錫の含有量を0.3〜2.1重量%の範囲で
種々変化させ、残部を鉛とした。これら格子体の引張強
度はその合金組成により異なり、錫含有量の増加に伴っ
て、その値は上昇する。本実施例において使用した格子
体の活物質を塗布した極板状態での引張強度は、4.8
〜9.3kg/mm2であった。
の下部、すなわち格子骨とセパレータの折り曲げ部とが
当接する部位には、格子体の幅方向に沿って一様な曲率
半径を有する丸みを設けた。この時の丸みの曲率半径は
0.2mm、0.3mmおよび0.5mmとした。
子体1の具体的な作成方法として、本実施例では鉛合金
シートの長手方向に沿った両縁部に機械加工、すなわち
マージン加工で一様な丸みを形成した。この後、エキス
パンド加工を施した。一方、従来例として格子体最下部
に位置する格子骨の下部に丸みを設けていない角部のあ
る格子体1も合わせて作成した。
した正極板を、主体のポリエチレン樹脂およびシリカか
らなる微多孔性のある樹脂フィルムを袋状に成形したセ
パレータにより包み込み、これらと負極板とを組み合わ
せて構成した極板群を電槽内に収容し、55D23形式
に相当する電圧、公称容量12V48Ahの自動車用鉛
蓄電池を各々作成した。図1に本発明の格子体最下部に
位置する格子骨下部に曲率半径0.3mmの丸みを設け
たエキスパンド正極板の断面図を、図2に格子骨下部を
角部とし丸みを設けていない従来の格子体を用いたエキ
スパンド正極板の断面図をそれぞれ示す。
に設定し、JISD5307に基づく軽負荷寿命試験を
行った。格子体の引張強度および電池底部でセパレータ
と当接する格子体最下部に位置する格子骨下部の曲率半
径と充放電サイクル数との関係を図3に示す。
を用いた電池は、格子体の引張強度、伸びの相違による
寿命サイクル数に大きな違いは認められず、いづれも急
激な高率放電の悪化を伴い、早期に寿命に達した。
定した格子体を用いた電池は、格子体の引張強度、伸び
が低いため、充放電に伴う極板の伸縮を抑制することが
できず、格子枠骨に設けた丸みの有無に関係なく、充放
電サイクルを重ねるに伴い、格子体と活物質との密着性
の低下や格子体からの活物質の脱落により、早期に寿命
に達している。
kg/mm2の範囲にあり、かつ格子骨下部に曲率半径
を0.2mm以上に設定した丸みをもつ格子体を用いた
電池は、従来品と比較して1.5倍以上の寿命サイクル
数を得られることが確認できる。
を分解し、調査解析を行った。格子体の引張強度6.0
〜9.0kg/mm2の範囲において、格子骨下部に丸
みを設けていなく角部がある従来品は、セパレータの折
り曲げ部に酸化に伴う劣化が進行し、セパレータに孔を
発生させ、この貫通孔を経由して、正極板より脱落した
活物質が負極板と接触し、極板間で内部短絡が生じてい
た。しかし、格子枠骨の下部に曲率半径0.2mm以上
で丸みを設けた本発明による格子体を用いた電池では、
セパレータ折り曲げ部に貫通孔が生じるような劣化は認
められなかった。これは、電池底部でセパレータ折り曲
げ部と当接する格子枠骨において、酸素が優先的に発生
する部位が減少し、セパレータの酸化劣化が抑制される
ことを意味する。従って本発明の電池は極板自身の劣化
の進行により寿命に到ったと推測できる。
を越える範囲にある格子体を用いた電池は、格子枠骨下
部に設けた丸みの有無に関わらず、いずれもセパレータ
の折り曲げ部に貫通孔が生じていた。この原因は明らか
ではないが、格子体の下部に丸みを設けることにより、
セパレータと格子体との間に生じる応力歪みの緩和は可
能であったが、格子体の引張強度、伸びが高まると、格
子体自身に内在する応力歪みが顕在化し、この応力の作
用と発生酸素による劣化があいまってセパレータの劣化
を進行させるためであると推察できる。
6.0〜9.0kg/mm2の範囲にあり、かつ格子体
最下部に位置する格子骨の下部に丸みを設けることによ
って、セパレータ折り曲げ部の酸化劣化や孔の発生を良
好に抑制できる。
に沿って施した丸みは、極板の幅方向に沿って一様な曲
率半径を有しており、その上限値を0.5mmとした。
これは格子体の厚みが1.0mmであることから、格子
体下部の丸みが成り立つ最大の曲率半径は、格子体厚み
の1/2となる0.5mmであり、この値を超えると新
たなエッジ部が生じてセパレータ折り曲げ部の劣化を引
き起こしてしまう。すなわち、格子体の厚みをtmmと
すると、本発明の格子体最下部に位置する格子骨下部の
曲率半径は、0.2mm以上、t/2mm以下の値に設
定する必要がある。
樹脂フィルムを主体としたセパレータを用いたが、ガラ
ス繊維を主成分とする、ガラスマットセパレータ等、他
の材質のセパレータを用いても、本発明による寿命特性
を改善する効果は得られる。
が6.0〜9.0kg/mm2の範囲にあり格子体の最
下部に位置した格子骨の下部に、その幅方向に沿って丸
みを形成することにより、優れた寿命特性を有する鉛蓄
電池を提供することができる。
設けた本発明のエキスパンド正極板の断面図
する格子骨下部の丸みの曲率半径と充放電サイクル数と
の関係を示す図
Claims (3)
- 【請求項1】鉛−錫−カルシウム合金からなるエキスパ
ンド格子を用いた正極板を、袋状もしくはU字状のセパ
レータで包み込み、負極板と組み合わせた鉛蓄電池であ
って、前記エキスパンド格子の最下部に位置する格子骨
の下部は、その厚み方向に沿って丸みを有し、角部のな
い構造であることを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項2】正極板を構成するエキスパンド格子の格子
体の引張強度が6.0〜9.0kg/mm2にある請求
項1記載の鉛蓄電池。 - 【請求項3】格子体の最下部に位置する格子骨下部の丸
みの曲率半径は0.2mm以上格子体厚みの1/2以下
であるエキスパンド格子を用いた正極板からなる請求項
1記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13332595A JP3680350B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13332595A JP3680350B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08329949A true JPH08329949A (ja) | 1996-12-13 |
JP3680350B2 JP3680350B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=15102077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13332595A Expired - Lifetime JP3680350B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3680350B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2797350A1 (fr) * | 1999-08-05 | 2001-02-09 | Honda Motor Co Ltd | Plaque d'electrode pour accumulateur |
JP2021072225A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 古河電池株式会社 | 鉛蓄電池 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP13332595A patent/JP3680350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2797350A1 (fr) * | 1999-08-05 | 2001-02-09 | Honda Motor Co Ltd | Plaque d'electrode pour accumulateur |
JP2021072225A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 古河電池株式会社 | 鉛蓄電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3680350B2 (ja) | 2005-08-10 |
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