JPH09161839A - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents
密閉型鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH09161839A JPH09161839A JP7337736A JP33773695A JPH09161839A JP H09161839 A JPH09161839 A JP H09161839A JP 7337736 A JP7337736 A JP 7337736A JP 33773695 A JP33773695 A JP 33773695A JP H09161839 A JPH09161839 A JP H09161839A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- battery
- plate group
- electrode
- center
- 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.)
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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
-
- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極板群の上下間での成層化防止のために極板
を水平になるように配置することで一定の効果は得られ
る。しかし、高容量化のために極板面積を大きくした場
合には、極板の水平面上で新たに端部と中心部間で成層
化が発生する問題が生じた。 【解決手段】 極板を設置面に対して水平に配置した電
池であって、中心部に極板面に対して垂直に貫通する空
間部を有する極板群を、中心部が存在しない有底二重筒
状の電槽に収納した密閉型鉛蓄電池。
を水平になるように配置することで一定の効果は得られ
る。しかし、高容量化のために極板面積を大きくした場
合には、極板の水平面上で新たに端部と中心部間で成層
化が発生する問題が生じた。 【解決手段】 極板を設置面に対して水平に配置した電
池であって、中心部に極板面に対して垂直に貫通する空
間部を有する極板群を、中心部が存在しない有底二重筒
状の電槽に収納した密閉型鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極板を設置面に対
して水平に設置する密閉型鉛蓄電池に関するものであ
る。
して水平に設置する密閉型鉛蓄電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】密閉型鉛蓄電池は、充電時に
水の電気分解により発生した酸素ガスを、負極吸収反応
により水に再生することで、無補水なる特徴を持たせて
いるが、従来の高さが高い電池では、その陰極吸収反応
が上部へ片寄りやすいという欠点があった。そのため電
解液比重差（以後成層化という）が電池内で発生する。
上部では電解液比重の低下と保持液量の減少による、負
極板の乾燥や硫酸鉛の蓄積が発生し、また下部では電解
液比重の上昇と保持液量の増加による、陰極吸収反応の
阻害や正負極板の活物質の劣化が顕著となる。これら不
具合の発生とその状態が上下間で相違することから、充
電性や放電性が上下間で大きく異なってしまい、早期に
寿命性能を著しく悪化させるという問題があった。
水の電気分解により発生した酸素ガスを、負極吸収反応
により水に再生することで、無補水なる特徴を持たせて
いるが、従来の高さが高い電池では、その陰極吸収反応
が上部へ片寄りやすいという欠点があった。そのため電
解液比重差（以後成層化という）が電池内で発生する。
上部では電解液比重の低下と保持液量の減少による、負
極板の乾燥や硫酸鉛の蓄積が発生し、また下部では電解
液比重の上昇と保持液量の増加による、陰極吸収反応の
阻害や正負極板の活物質の劣化が顕著となる。これら不
具合の発生とその状態が上下間で相違することから、充
電性や放電性が上下間で大きく異なってしまい、早期に
寿命性能を著しく悪化させるという問題があった。
【０００３】これらの問題の解決方法としては極板を水
平にすることであり、特開昭５４−１３４３３６号にす
でに報告されており、寿命性能改善には非常に効果があ
ることも確認されている。しかし、市場では高容量化が
要求される部分があり、これに対応するためには多くの
極板で構成された電池とする必要があり、電池の高さは
必然的に高くなり、ここでも高低差による成層化の問題
が発生する。この問題点の解決方法については、特公平
６−９１４４号にすでに報告されており、その効果も確
認されている。
平にすることであり、特開昭５４−１３４３３６号にす
でに報告されており、寿命性能改善には非常に効果があ
ることも確認されている。しかし、市場では高容量化が
要求される部分があり、これに対応するためには多くの
極板で構成された電池とする必要があり、電池の高さは
必然的に高くなり、ここでも高低差による成層化の問題
が発生する。この問題点の解決方法については、特公平
６−９１４４号にすでに報告されており、その効果も確
認されている。
【０００４】しかし、電池容量を高容量化とするには、
極板の面積自体を大きくする必要があり、そうした時多
孔質ポリエチレン製セパレータや抄紙セパレータなど口
径がミクロオーダーの安価なセパレータを使用して電池
を製作する場合、充電時の陰極吸収反応において、セパ
レータをほとんど透過せず酸素ガスは極板とセパレータ
隙間を通って電池側面に移行し、陰極に到達する過程を
踏み水に還元されることが確認されている。
極板の面積自体を大きくする必要があり、そうした時多
孔質ポリエチレン製セパレータや抄紙セパレータなど口
径がミクロオーダーの安価なセパレータを使用して電池
を製作する場合、充電時の陰極吸収反応において、セパ
レータをほとんど透過せず酸素ガスは極板とセパレータ
隙間を通って電池側面に移行し、陰極に到達する過程を
踏み水に還元されることが確認されている。
【０００５】一方極板が水平に配された場合、背の高い
電池の様に電解液保持率が上下間で異なることが防止さ
れ、極板間の電解液保持量が均一になることから陰極吸
収反応が盛んになり、陰極板の中心部まで酸素ガスは到
達せず、外周部にて吸収されそこで水に還元されること
から、極板の水平面上で新たな成層化が発生する問題が
生じた。
電池の様に電解液保持率が上下間で異なることが防止さ
れ、極板間の電解液保持量が均一になることから陰極吸
収反応が盛んになり、陰極板の中心部まで酸素ガスは到
達せず、外周部にて吸収されそこで水に還元されること
から、極板の水平面上で新たな成層化が発生する問題が
生じた。
【０００６】また、電池が大型化することで充電時に発
生する熱の放熱性が悪化し、特に極板群中心部の活物質
の劣化が問題となった。
生する熱の放熱性が悪化し、特に極板群中心部の活物質
の劣化が問題となった。
【０００７】また、電動車両用電源として搭載した場
合、実用時に電池に振動が加わることは必須であり、極
板が水平に配されているため、従来の電池以上に単位底
面積当たりの衝撃エネルギー量が増加し、極板が受ける
その衝撃は大きく、極板の脱落等経年的破壊を生じ易か
った。そのため電池に振動が出来るだけ加わらない様
に、電池毎に固定するなどで対処しているものの、高容
量化に伴い大型化した電池の固定は困難になりつつあ
る。
合、実用時に電池に振動が加わることは必須であり、極
板が水平に配されているため、従来の電池以上に単位底
面積当たりの衝撃エネルギー量が増加し、極板が受ける
その衝撃は大きく、極板の脱落等経年的破壊を生じ易か
った。そのため電池に振動が出来るだけ加わらない様
に、電池毎に固定するなどで対処しているものの、高容
量化に伴い大型化した電池の固定は困難になりつつあ
る。
【０００８】また、その様な大型化した電池は重量も相
当に重く、製造や運搬が困難になる問題点が発生した。
当に重く、製造や運搬が困難になる問題点が発生した。
【０００９】本発明が解決しようとする課題は、これら
問題点を解消し、電池性能を長期間安定させ、固定や運
搬などを容易にするにはどうすればよいのかという点に
ある。
問題点を解消し、電池性能を長期間安定させ、固定や運
搬などを容易にするにはどうすればよいのかという点に
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ものとして、本発明では、大型化した極板群の中心部を
何も存在しない空間とし、電池自体にも電槽にその極板
群に従った空間が設けられ、外観的にはドーナッツの様
に中心部が空間となっている鉛蓄電池を採用した。
ものとして、本発明では、大型化した極板群の中心部を
何も存在しない空間とし、電池自体にも電槽にその極板
群に従った空間が設けられ、外観的にはドーナッツの様
に中心部が空間となっている鉛蓄電池を採用した。
【００１１】
【発明の実施の形態】電池中心部に空間が存在すること
で、必然的に電槽内側面と極板群間に隙間が発生し、充
電時に発生した酸素ガスは電槽周辺の隙間以外に中心部
の隙間を通って陰極に吸収されるため、極板の水平面上
での電解液の成層化が抑制される。また、電池内部の蓄
熱を防止できる。またこの穴に電池固定材を挿入し固定
することで、電池が破壊されない限りは強固に固定され
る。さらにこの電池の穴に運搬専用の冶具を設置すれ
ば、バランス良く簡単な装置で運搬移動が可能である。
で、必然的に電槽内側面と極板群間に隙間が発生し、充
電時に発生した酸素ガスは電槽周辺の隙間以外に中心部
の隙間を通って陰極に吸収されるため、極板の水平面上
での電解液の成層化が抑制される。また、電池内部の蓄
熱を防止できる。またこの穴に電池固定材を挿入し固定
することで、電池が破壊されない限りは強固に固定され
る。さらにこの電池の穴に運搬専用の冶具を設置すれ
ば、バランス良く簡単な装置で運搬移動が可能である。
【００１２】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明の密閉型鉛蓄
電池について説明する。
電池について説明する。
【００１３】図１は本発明密閉型鉛蓄電池の極板群の要
部側面図であり、図２は本発明密閉型鉛蓄電池の要部透
過図である。
部側面図であり、図２は本発明密閉型鉛蓄電池の要部透
過図である。
【００１４】本発明電池は、格子合金として鉛カルシウ
ム系合金を使用した正負極板共に縦と横の寸法を３００
ｍｍとし、厚みは正極板が５．５ｍｍ、負極板が４．０
ｍｍであり、穴は共に極板の中心点を中心とした縦横５
０ｍｍの正方形とした。セパレータは多孔質ポリエチレ
ン製で縦と横寸法が３１０ｍｍで厚み０．２５ｍｍのも
ので、穴は極板と同位置に縦横５０ｍｍの正方形とし
た。極板数は正極板を６枚、負極板を７枚とし、正負極
板間にセパレータを配した。
ム系合金を使用した正負極板共に縦と横の寸法を３００
ｍｍとし、厚みは正極板が５．５ｍｍ、負極板が４．０
ｍｍであり、穴は共に極板の中心点を中心とした縦横５
０ｍｍの正方形とした。セパレータは多孔質ポリエチレ
ン製で縦と横寸法が３１０ｍｍで厚み０．２５ｍｍのも
ので、穴は極板と同位置に縦横５０ｍｍの正方形とし
た。極板数は正極板を６枚、負極板を７枚とし、正負極
板間にセパレータを配した。
【００１５】これらから極板群１を製作し、極板が水平
であるため、ストラップ３と極柱７を極板に対して垂直
になる方向で溶着した。極板群１は、縦と横の寸法が３
３０ｍｍである立方体の有底二重筒状電槽６に挿入し、
電解液保持材として粉体シリカをこの電槽６内に充填し
た。その後蓋５をこの電槽に溶着し、極柱７と端子４と
を溶接し本発明電池を製作した。
であるため、ストラップ３と極柱７を極板に対して垂直
になる方向で溶着した。極板群１は、縦と横の寸法が３
３０ｍｍである立方体の有底二重筒状電槽６に挿入し、
電解液保持材として粉体シリカをこの電槽６内に充填し
た。その後蓋５をこの電槽に溶着し、極柱７と端子４と
を溶接し本発明電池を製作した。
【００１６】この電池に電解液を注入し初充電を行った
ところ、容量として４３０Ａｈ／５ＨＲが得られた。こ
うして製作された本発明電池は、外観上中心部の１個所
に正方形の空間を持つ電池となった。ここで電池の大き
さや用途によっては１つ以上の空間２を有しても良く、
その形状は規制されない。
ところ、容量として４３０Ａｈ／５ＨＲが得られた。こ
うして製作された本発明電池は、外観上中心部の１個所
に正方形の空間を持つ電池となった。ここで電池の大き
さや用途によっては１つ以上の空間２を有しても良く、
その形状は規制されない。
【００１７】本発明電池と比較するために極板の外形寸
法は同じであるが中心部に穴のない従来の極板を用いた
電池も製作した。この電池は中心部に穴が無い分保持容
量が４７０Ａｈ／５ＨＲと若干多くなった。
法は同じであるが中心部に穴のない従来の極板を用いた
電池も製作した。この電池は中心部に穴が無い分保持容
量が４７０Ａｈ／５ＨＲと若干多くなった。
【００１８】従来方式通りの蓄電池と本発明電池とで、
充放電試験を行い、極板面上での成層化度合いを比較調
査した。放電はそれぞれの保持容量の８０％を０．２Ｃ
Ａの定電流で放電し、充電は２段定電流で放電量の１２
０％とした。この充放電を１００サイクル行い成層化を
発生させた。
充放電試験を行い、極板面上での成層化度合いを比較調
査した。放電はそれぞれの保持容量の８０％を０．２Ｃ
Ａの定電流で放電し、充電は２段定電流で放電量の１２
０％とした。この充放電を１００サイクル行い成層化を
発生させた。
【００１９】試験結果として、極板中心部を中心点とし
た半径４０ｍｍの円内（調査場所Ａ）の電解液と、極板
外周部から１０ｍｍの範囲（調査場所Ｂ）の電解液との
成層化度合いの違い（初期比重との差）を表１に示す。
また調査場所ＡとＢの電池温度上昇度合い（初期温度と
の差）の調査結果を表２に示す。
た半径４０ｍｍの円内（調査場所Ａ）の電解液と、極板
外周部から１０ｍｍの範囲（調査場所Ｂ）の電解液との
成層化度合いの違い（初期比重との差）を表１に示す。
また調査場所ＡとＢの電池温度上昇度合い（初期温度と
の差）の調査結果を表２に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】 従来電池では中心部である調査場所Ａの電解液比重が上
昇し、周辺部である調査場所Ｂが低下するといった、極
板平面上での成層化が見受けられるが、本発明電池では
それが抑制されていた。また電池温度の上昇も従来電池
では調査場所ＡとＢとで大きな差が発生していたが、本
発明電池では差がほとんど生じなかった。このことから
本発明の効果が確認された。
昇し、周辺部である調査場所Ｂが低下するといった、極
板平面上での成層化が見受けられるが、本発明電池では
それが抑制されていた。また電池温度の上昇も従来電池
では調査場所ＡとＢとで大きな差が発生していたが、本
発明電池では差がほとんど生じなかった。このことから
本発明の効果が確認された。
【００２２】次に従来電池と本発明電池とで、０．２Ｃ
Ａ電流で５ＨＲ容量に対して９０％量を放電し、放電量
に対して１１５％量を充電する寿命試験を行った。試験
は平均温度２５゜Ｃの室温で行った。その結果を図３に
示す。
Ａ電流で５ＨＲ容量に対して９０％量を放電し、放電量
に対して１１５％量を充電する寿命試験を行った。試験
は平均温度２５゜Ｃの室温で行った。その結果を図３に
示す。
【００２３】従来電池では陰極吸収反応の偏りによる温
度差の発生と、部分的な過度の温度上昇及び成層化の影
響により、２５０サイクルで寿命に至ったが、本発明電
池は４００サイクルを経過しても、極板の面積が小さい
場合と同様の寿命推移を示し、良好であった。以上から
寿命性能に与える諸因子を抑制する意味で、本発明電池
は優れている。
度差の発生と、部分的な過度の温度上昇及び成層化の影
響により、２５０サイクルで寿命に至ったが、本発明電
池は４００サイクルを経過しても、極板の面積が小さい
場合と同様の寿命推移を示し、良好であった。以上から
寿命性能に与える諸因子を抑制する意味で、本発明電池
は優れている。
【００２４】以上の結果から、本発明電池は高容量化に
伴い、極板面積が増加する場合にも、極板面積が小さい
時と同様の寿命性能が得られた。この時、この効果を発
揮させるには、通常の長方形の極板においては縦横の長
さが同様に５０ｍｍを越える場合で有効であるが、縦横
どちらかが５０ｍｍを下回り細長くなる場合は、酸素ガ
スの移行性が良いことから、本発明電池としなくても特
に問題はない。
伴い、極板面積が増加する場合にも、極板面積が小さい
時と同様の寿命性能が得られた。この時、この効果を発
揮させるには、通常の長方形の極板においては縦横の長
さが同様に５０ｍｍを越える場合で有効であるが、縦横
どちらかが５０ｍｍを下回り細長くなる場合は、酸素ガ
スの移行性が良いことから、本発明電池としなくても特
に問題はない。
【００２５】また、電池はドーナッツ状で１ヶ所の空間
２が空いていることは、コストや容積効率的には良い
が、極板の面積がさらに大きくなる場合にはそれ以上で
も良い。但し、空間２が電池全体に占める割合は、１０
％〜４０％の範囲であって、１０％未満では放熱性が劣
り、酸素移動路が少なく、また４０％を越えると容積効
率的にも不利であり、極板の電流密度差が増加すること
で放電時の活物質利用率の差や、充電時の充電上がり度
合いの差が発生し、それが起因して新たな不具合が生じ
る。上記条件が守られる限りは空間２の形状は規定され
ない。
２が空いていることは、コストや容積効率的には良い
が、極板の面積がさらに大きくなる場合にはそれ以上で
も良い。但し、空間２が電池全体に占める割合は、１０
％〜４０％の範囲であって、１０％未満では放熱性が劣
り、酸素移動路が少なく、また４０％を越えると容積効
率的にも不利であり、極板の電流密度差が増加すること
で放電時の活物質利用率の差や、充電時の充電上がり度
合いの差が発生し、それが起因して新たな不具合が生じ
る。上記条件が守られる限りは空間２の形状は規定され
ない。
【００２６】これらは密閉型鉛蓄電池に限らず、密閉式
の２次蓄電池において採用することは、放熱性や運搬・
固定性が良いことから有望である。
の２次蓄電池において採用することは、放熱性や運搬・
固定性が良いことから有望である。
【００２７】
【発明の効果】本発明電池を採用することで、高容量化
に伴う密閉電池の寿命性能低下を抑制でき、且つ電池固
定や電池運搬など容易になるなど、その工業的価値は非
常に大きい。
に伴う密閉電池の寿命性能低下を抑制でき、且つ電池固
定や電池運搬など容易になるなど、その工業的価値は非
常に大きい。
【図１】本発明密閉型鉛蓄電池の極板群の要部側面図
【図２】本考明密閉型鉛蓄電池の要部透過図
【図３】寿命特性を比較した図
１ 極板群 ２ 空間部 ３ ストラップ ４ 端子 ５ 蓋 ６ 電槽
Claims (1)
- 【請求項１】 極板が設置面に対して水平に配される密
閉型鉛蓄電池であって、中心部に極板面に対して垂直に
貫通する空間部を有する極板群を、中心部が存在しない
有底二重筒状の電槽に収納したことを特徴とする密閉型
鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337736A JPH09161839A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 密閉型鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337736A JPH09161839A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 密閉型鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09161839A true JPH09161839A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18311482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7337736A Pending JPH09161839A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 密閉型鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09161839A (ja) |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP7337736A patent/JPH09161839A/ja active Pending
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