JPH097575A

JPH097575A - 電池の隔離板およびそれを用いた電池並びに製造方法

Info

Publication number: JPH097575A
Application number: JP8158487A
Authority: JP
Inventors: John L Stempin; ルイスステンピンジョン; Ronald L Stewart; レロイスチュワートロナルド; Dale R Wexell; リチャードウィクセルデイル
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1997-01-10
Also published as: US5728331A; EP0750357A2; EP0750357A3; CA2175783A1; KR970004113A; US5514494A

Abstract

(57)【要約】【課題】再充電可能な蓄電池アッセンブリにおいて、
寿命をより長くする。【解決手段】液体電解質、間隔が離れた金属電極12、
16および電極12、16間の隔離板20からなる。この隔離板
20は、剛性多孔質セラミックであり、電解質により湿潤
可能であり、多孔度が40−90％であり、平均細孔サイズ
が0.1 −25ミクロンの範囲にあり、厚さが１−12ｍｍで
あり、70℃で72時間に亘り比重が1.28のＨ₂ＳＯ₄にさ
らすかまたはその中で還流したときの重量損失が約５％
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属の間に電解質が
配されてなる電池構造体の隔離板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車および据置型機器に使用されてい
るような蓄電池は比較的大きい。これとは対照的に、電
気器具、照明装置、時計等に使用されている電池は比較
的小さい。本発明には、小さいボタン電池から大きい工
業用電池までの寸法範囲に亘る、再充電可能な電池の用
途が見出だされている。

【０００３】最も古くよく知られている再充電可能な電
池が、鉛蓄電池として知られている。本発明はそのよう
な電池に限定されるものではないが、改良鉛蓄電池とし
て発達したものである。したがって、以下の記載は、主
にそのような鉛蓄電池に関している。

【０００４】典型的な鉛蓄電池は、正電極、負電極、１
つ以上の隔離板、および電解質からなる。電極は通常被
覆された鉛または鉛合金の極板である。これらの極板
は、電気的接点および機械的荷重要素の両方として機能
する。

【０００５】隔離板は、電極を十分に隔離して短絡を避
ける、どのような多孔質シート、有孔シート、または繊
維状シートであってもよい。しかしながら、隔離板はま
た、隔離板内に含まれる電解質を通してイオンを移送す
るほど十分に開いていなければならない。

【０００６】有孔プラスチック、またはガラス繊維から
なるシートが隔離板として通常用いられている。多くの
工業用蓄電池において、ガラス繊維の圧縮マットが現在
用いられている。しかしながら、多孔質陶器または焼結
ケイ酸塩のシートも提案されている。

【０００７】電解質は、電極間でイオンを移送できるど
のようなイオン性液体であってもよい。鉛蓄電池におい
ては、電解質として硫酸が通常用いられている。

【０００８】絶縁目的のために電池をプラスチックケー
ス内に包装してもよい。しかしながら、現在の蓄電池の
構造体においては、電極が主な機械的支持および荷重手
段を構成している。

【０００９】現在隔離板として用いられているガラス繊
維マットには、ある望ましい特性がある。このマット
は、電解質を容易に吸収し、維持する。この特性は通常
湿潤性または吸上性（wickability ）と称されている。
またこのマットは電解質による攻撃に対して抵抗性を有
し、許容できる電気特性を有している。

【００１０】しかしながら、繊維マット隔離板は、柔軟
であり、機械強度に欠けている。このことは、電極、ケ
ーシング、または他の支持部材が電池内の構造的完全性
の主な根源でなければならないことを意味する。

【００１１】したがって、ガラス繊維隔離板の所望の特
性をも有する、剛性があり、強く、軽量の隔離板が望ま
れている。このような隔離板は、構造的に支持し、自動
製造を容易にし、電池の設計および隔離板の厚さに依存
して、重量を減少できる。

【００１２】電池の寿命における要因には、例えば、鉛
化合物等の材料が電池の使用中に電極から剥離する傾向
がある。隔離板が電極間に圧縮されている圧縮電池アッ
センブリにより、この望ましくない現象をある程度防ぐ
ことができる。しかしながら、ガラス繊維マット、また
は高分子隔離板のいずれもが柔軟であるので、依然歪ん
だり、電極を崩壊させたりするかもしれない。剛性の隔
離板により、この望ましくない現象を避けることができ
る。

【００１３】比較的剛性の強い隔離板を用いれば、自動
操作を行なうことにより製造コストを低減することもで
きる。これまで、ガラス繊維隔離板の剛性が不十分であ
ったために、電池の構成を自動化できていなかった。そ
の結果、電池の組立ては、大部分が手動操作のままであ
った。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
剛性の多孔質隔離板を取り入れた改良電池アッセンブリ
を提供することにある。本発明のさらなる目的は、より
一貫した作動特性を有し、現在入手できる電池よりも長
い寿命を有する電池を提供することにある。さらに、本
発明の目的は、自動組立てに適した単純な構造を有する
改良電池を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体電解質、
間隔をおいて配置された金属電極および該電極間にある
隔離板からなる再充電可能な改良電池アッセンブリであ
って、液体電解質により湿潤可能であり、多孔度が40−
90％であり、平均細孔サイズが0.1−25ミクロンであ
り、厚さが１−12ｍｍであり、72時間に亘り70℃で1.28
の比重を有するＨ₂ＳＯ₄中で還流したときの重量損失が
５％未満である剛性多孔質セラミック隔離板を備えるこ
とを特徴とする電池アッセンブリを提供する。

【００１６】本発明は、隔離板部材が剛性の多孔質セラ
ミックボディである電池構造体の開発に基づくものであ
る。本発明はさらに、そのような隔離板により、ガラス
繊維隔離板を備えた工業用電池が現在有するよりも優れ
た電気特性を有する電池を提供でき、ガラス繊維隔離板
が現在有するものと少なくとも等しい化学的耐久性をこ
の隔離板が有するという発見に基づくものである。

【００１７】剛性セラミック隔離板により、電池の製造
を容易にする機械的に強い構造が得られる。この隔離板
は、取扱い中の損傷から電池を保護し、したがって、有
効寿命が長くなる。さらに、この隔離板は、より一貫し
た作動特性を有し、それによって、より長く、より信頼
性の高い有効寿命が得られる。

【００１８】この新たな隔離板の別の特性は、電池が組
換え様式で作動できることである。このことは、電池が
作動するときに生成される気体、主に水素および酸素が
容易に化合することを意味する。したがって、それらの
気体は、隔離板が反ったり歪んだりするときに起こり得
るようには、細孔内のポケット中に捕捉されない。

【００１９】電池は、浸水型、もしくは欠乏型（starve
d ）または密封型のいずれかに通常分類される。両方の
型において、電極が隔離板に対して圧縮され、そのアッ
センブリ内に保持されている。金属極板がペースト材料
により被覆され、電極の一部として多孔質層を形成して
いる。この多孔質コーティング、並びに隔離板が、電解
質により飽和される。浸水型においては、電極および隔
離板のアッセンブリが、アッセンブリの周りの開放空間
が電解質、例えば、硫酸によって満たされるように、過
剰の電解質中に浸漬される。欠乏型、または密封型にお
いては、電解質が電極ペーストおよび隔離板の細孔内に
完全に含まれている。この構造において、電解質が細孔
内に保持されて、腐蝕酸電解質が漏れるのを防ぐことが
重要である。

【００２０】本発明の隔離板は、両方の型の電池に用途
が見出だされている。隔離板は膨脹したり歪んだりせ
ず、したがって、電極が剥離したり、気体が捕捉された
りするのを防ぐので、この隔離板の剛性特性は特に有用
である。

【００２１】図１は、電極および隔離板からなるアッセ
ンブリ10を示す、現在の単一セル内の典型的な構造体を
示す断面側面図である。アッセンブリ10は、正の金属極
板12に電気的にアクセスできる正の活性コーティング14
により被覆された金属極板12を備えている。アッセンブ
リ10はさらに、コーティング14に類似した負の活性コー
ティング18を有する負の金属極板16を備えている。金属
極板12および16は、それぞれ、外部の負および正の端子
に電気的に接続されている金属極板12および16は、隔離板20に対して押し付けられ
て貼り付けられている。隔離板20は、細孔内に電解質を
含有する薄い多孔質部材である。この隔離板20は通常、
現在の工業用電池における、ガラス繊維マット、または
有機高分子の有孔シートである。

【００２２】図２は、浸水型蓄電池30を示す側面断面図
である。電極および隔離板のアッセンブリ10が、プラス
チック容器32内に取り付けられ、液体電解質34により囲
まれている。鉛蓄電池において、電解質34は通常希釈硫
酸である。電極間の隔離板をイオンが流動することによ
り電池内に電流が発生する。欠乏型電池において、電極
および隔離板のアッセンブリ10は、過剰な電解質を含ま
ないケーシング内にきつく収容されている。電解質は、
隔離板20の細孔内に完全に含まれ、その中に保持されな
ければならない。

【００２３】本発明は主な特徴はこの改良隔離板にあ
る。この隔離板を、図２に示したような浸水型電池か、
または密封型電池のいずれに用いてもよい。それゆえ、
本発明の隔離板は、図１に示した電極および隔離板のア
ッセンブリにおける隔離板20に取って代わる。

【００２４】様々な特性または特徴が電池隔離板に必要
とされる。これらの特徴としては：１．十分な多孔度２．制御された電気的特性３．機械的強度４．化学的耐久性５．吸上性が挙げられる。

【００２５】材料の多孔度には、細孔容積および細孔サ
イズの両方が含まれる。細孔容積は、細孔が占めるセラ
ミック体の容積パーセントを示す。イオン移送のために
連結度および隔離板内の十分な電解質を提供するために
は、少なくとも最小の細孔容積が必要である。容積が小
さすぎると、適当に小さい内部抵抗（インピーダンス）
を提供することができない。言い換えれば、放電中に使
用できる電圧があまりにも減少し、化成中の電圧があま
りにも増大してしまう。

【００２６】本発明のセラミック隔離板には、少なくと
も約40％の細孔容積が必要とされる。機械的強度のよう
な他の要因と両立できる、60−85％の範囲の大きい細孔
容積が好ましい。

【００２７】細孔サイズは、細孔容積に対する影響にと
っても、吸上性に対する影響にとっても重要である。吸
上性は、毛細管現象により液体を吸収する多孔質ボディ
の能力である。吸上性は、多孔質ボディが液体中に吊さ
れたときにあるレベルまで液体が上昇する時間に関して
測定してもよい。

【００２８】本発明の隔離板における細孔サイズは、0.
1 ミクロンから25ミクロンまで変動してもよい。大きす
ぎる細孔サイズは、特に密封型電池において望ましくな
い。そのような電池は、漏る傾向、すなわち、電解質を
適切に保持しない傾向にある。いかなる用途にも好まし
い細孔サイズは、相対多孔度、セルのインピーダンス、
必要とされる電池性能特性および選択したセラミック材
料基体に依存し、それらに影響を及ぼす。

【００２９】電池のような電気回路には、抵抗（Ｒ）、
容量（Ｃ）およびインダクタンス（Ｌ）がある。インピ
ーダンスＺを定義して、Ｒ、ＬまたはＣによる電流成分
への全体の遅延効果（retarding effect）を計算する。
このインピーダンスは、電池の作動にとって重要であ
り、刺激に対するシステムの遅い応答、すなわち、刺激
（充電および放電）を加えた際の電流への影響を表現す
る。電池の交流（ＡＣ）モードにおける電力（ワットで
示すＥ）は、電池のＡＣ成分のみに関して、電流（アン
ペアで示したＩ_ac）およびインピーダンス（オームで示
したＺ）の積として定義されている。インピーダンス
は、電池の理論的電圧をより低い使用電圧まで常に減少
させる。

【００３０】満足な電池の性能には、電荷を受容し保持
する能力が必要である。この目的のためには、インピー
ダンス値が比較的小さくなくてはならない。電池の化成
中において、全エネルギー入力が、所定のアンペア時／
ポンド（Ａｈ／ｌｂ）に関して対象とされている。この
入力は、あるレベルを越えないどのようなセルにおける
電圧に関しても生じなければならない。通常は、2.7 ボ
ルトより小さい印加電圧を維持しながら、185 Ａｈ／ｌ
ｂの全エネルギー入力を与える。隔離板の多孔度が小さ
すぎる場合には、印加電圧が許容できる限界を越えてし
まう。これにより、エネルギー入力レベルを小さくする
ことが必要となり、電池の適切な化成が妨げられる。

【００３１】セルの容量は、電気化学反応に伴う電流の
合計量として表現される。この容量は、クーロンまたは
アンペア時（Ａｈ）の数として定義されている。電池の
アンペア時容量は、活性材料から得られる電流の量に直
接関連している。

【００３２】さらなる必要条件は、放電サイクル中のア
ンペア時における最小容量レベルである。放電容量は、
ある電圧に達するのに必要とされる時間およびある電流
で測定される。例えば、電池は所定の時間に亘り200 −
500 ミリアンペアの電流で放電してもよい。あるいは、
容量は、所定の電圧、例えば、1.75ボルトに達するのに
必要とされる時間に関して求めてもよい。ここで再度、
多孔度が小さすぎて、結果としての内部抵抗が大きすぎ
る場合には、電池の容量が低減する。

【００３３】本発明の隔離板は、薄いシートまたは板の
形態をとる。このシートの厚さもまた考慮すべき要因で
ある。その厚さは約12ｍｍを越えてはならず、ほとんど
の用途にとっては１−４ｍｍの厚さが好ましい。しかし
ながら、隔離板の厚さは、強度および多孔度の要因の両
方に対して釣り合わされなければならない。したがっ
て、脆い材料は、その厚さが大きい必要がある。

【００３４】関心のある他の電気的特性は、セルの性能
および寿命において一貫性がある。一貫性のある事柄
は、連続して接続される大型マルチセル電池において特
に関心が持たれている。そこでは、全体的な性能が、最
も弱いセルのものよりも良いことはない。ガラス繊維マ
ット隔離板における固有の柔軟性、および機械的安定性
の欠如とは、不安定な電池の性能と寿命とに寄与してい
る。

【００３５】本発明の剛性隔離板は電気的安定性に関し
て特に好ましい。この隔離板は、取扱いまたは取付けに
よる反りまたは損傷に耐える。セラミックの膨脹特性は
ゴム高分子のものよりも相当小さいので、本発明の隔離
板は熱膨脹による曲げにも耐える。

【００３６】電気的安定性に関して、良好な機械強度の
重要性が認められている。この良好な機械強度は電池の
製造において重要な要因でもある。自動組立てを行なえ
る十分な強度を有する剛性隔離板には、著しくコストを
削減する可能性がある。

【００３７】隔離板は電解質にさらされるので、化学的
耐久性が必要である。鉛蓄電池に用いられる工業試験に
は、70℃で72時間に亘り1.28の比重を有する硫酸溶液に
材料をさらすことがある。この材料が許容されるために
は、重量損失が５％未満でなければならない。試験に整
合性を持たせる便宜上、95℃で96時間に亘り40％の硫酸
にさらすことを含むより厳重な試験を採用した。さら
に、このより厳重な試験における重量損失が約２％を越
えないことを必要条件とした。

【００３８】最後に、多孔質材料は良好な吸上性を有さ
なければならない。これは、毛管作用により電解質を吸
収する細孔の能力の尺度である。例えば、ガラス繊維マ
ットの隔離板は典型的に、３分間で、7.5 ｃｍ（３イン
チ）の高さまで硫酸電解質を上昇させる。材料の吸上性
が低い側にある場合、隔離板の真空充填に頼ることがで
きる。しかしながら、これには、製造時間およびコスト
が加わり、したがって、避けることが望ましい。

【００３９】ここに定義するような多孔度および化学的
耐久性の特徴を有するいかなるセラミック材料も電池の
隔離板として十分である。いくつかの多孔質セラミック
材料は、電池の隔離板として使用するための様々な必要
条件を満たすことが分かった。これらの例としては、ゾ
ルゲル工程により調製される多孔質シリカ、ゾルゲル工
程または押出しのいずれかにより調製されるアルミナ、
ムライトおよびアルミナとムライトの混合物が挙げられ
る。不適切な材料の例としては、ケアタイト（keatite
）およびコージエライトが挙げられる。イオン交換に
よりリチウムイオンを置換して、適切な化学的耐久性を
付与しなければならない場合を除いて、多孔質ケアタイ
トを使用してもよい。この工程は材料を非実用的にして
しまう。多孔質コージエライトは、溶性が大きすぎて使
用できない。

【００４０】本発明の目的に適した多孔質セラミックボ
ディは様々な方法で調製してもよい。１つの方法とし
て、公知のゾルゲル方法を用いる。したがって、前駆体
材料によりゾルを調製する。このゾルを所望の形状に注
型して、ゲルにする。次いで、ゲルを洗浄して、アルカ
リのような望ましくない材料を除去する。このゲルを所
望の寸法のシートに切断しても、そのまま使用しても、
あるいは、部分的に焼結してもよい。

【００４１】どのようなセラミック隔離板をゾルゲル工
程により調製してもよいが、シリカおよびアルミナにつ
いてこの工程を使用することが好ましい。例えば、多孔
質シリカを製造する特に望ましい方法が米国特許第4,11
2,032 号（ブラスジク等）に記載されている。この特許
の方法は、必要とされる純度に依存して、特に洗浄にお
いて、いくぶん単純化してもよい。

【００４２】隔離板を目的とする好ましいセラミック材
料は、アルミナまたはムライトの単体、またはそれらの
混合物からなる。粉末の形態にあるこれらの材料の供給
源をメチルセルロース、分散剤および水と混合して、押
出用混合物を形成する。この混合物を、所望の厚さを有
するリボン形態に押し出して、焼成して、試験試料を製
造する。

【００４３】得られるボディは一般的に、約40％の多孔
度を有している。これらの多孔度の値を増加させるため
に、押出用に調製した組成物を75％までの量の黒鉛充填
剤と混合する。次いで、押出ボディを焼成すると、黒鉛
が焼え切って、それにより、ボディの多孔度が85％まで
高まる。

【００４４】

【実施例】以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００４５】好ましい材料、押し出したアルミナ、ムラ
イト、またはアルミナとムライトの混合物に関して、大
規模な研究を行なった。これらの材料を押出しの前に黒
鉛と混合した。前述したように、押出材料の黒鉛が燃え
切って、多孔度が改良されたボディが得られた。

【００４６】表Ｉは、押し出して焼成したときに、33％
のムライトおよび67％のアルミナからなるボディを製造
する一連の混合物の重量部によるバッチ組成を示してい
る。

【００４７】

【表１】

【００４８】温度サイクルにさらす支持基体の調製のた
めに、黒鉛を加える前に、基礎となるバッチを初めに設
計した。したがって、小片粘土（platelet clay ）、積
重粘土（stacked clay）およびか焼粘土（clacined c
lay ）［カオリン］の組合せを用いて、結晶の方向によ
る膨脹の影響を制御した。異なる粘土の熱膨脹効果が、
ここでは重要ではないが、米国特許第3,885,977 号（ラ
ッチマン等）に詳細に説明されている。

【００４９】表IIは、押し出して焼成したときに、様々
な多孔度のアルミナボディを製造する同様の一連の材料
の重量部によるバッチ組成を示している。

【００５０】

【表２】

【００５１】表III は、表ＩおよびIIに示したバッチか
ら製造した焼成多孔質ボディの特性を示している。

【００５２】

【表３】

【００５３】一連の６つの３セル電池を、寿命サイクル
実験のために製造した。100サイクル連続する試験を設
計した。

【００５４】隔離板を除き、標準的な鉛蓄電池の構成部
材を用いて上述したように電池を構成した。４つの電池
の隔離板は、上述した表Ｉに示したバッチに対応するバ
ッチを有する試験片を押し出すことにより製造した。押
し出した試験片には、焼成状態で約70％および約50％の
多孔度を提供するように適用した黒鉛が添加されてい
る。これらのバッチは、焼成状態で67％のアルミナおよ
び33％のムライトからなる組成を有するように配合し
た。６つの電池のうちの２つは、各々の多孔度レベルを
有する隔離板を有するものとして製造した。各々の電池
には、７ｃｍ×4.5cm(2 3/4 インチ×1 3/4 インチ）の
隔離板を用いた。ある電池においては、厚さは２ｍｍで
あり、他のものでは、厚さは４ｍｍであった。又、約90
％の多孔度を有するガラス繊維マット隔離板を備えた２
種類の市販型の電池を、ベンチマークまたは標準として
試験するために調製した。これらは、同様の公知の構成
方法を用いて製造した。

【００５５】このように製造したセルは、2.5 ボルトで
充電することにより形成し、2.3 ボルトで30分間に亘り
放置し、最低１時間に亘り開回路にした。ＡＣインピー
ダンスをＨ／Ｐ1000サイクルミリオーム計で測定し、開
回路電圧を測定した。

【００５６】次いで、全ての電池についてサイクル試験
を開始した。この試験は、電池を1.2 アンペアで、1.75
ボルトの最終電圧となるまで電池を放電させることから
なるものであった。放電した電池を、最高のアンペア時
出力によりセルの120 ％まで再充電した。このサイクル
を100回繰り返した。

【００５７】ムライトとアルミナとからなる押出セラミ
ック隔離板を備えた鉛蓄電池は、100回の充電と放電の
サイクルに亘り均一な容量および電圧のパラメータを示
した。これとは対照的に、市販のガラスマット隔離板を
備えた対照セルは、両方の点に関して、著しく大きい偏
差を示した。これらのセルはまた、約50時間後に放電電
圧を減少させなければならず、ムライトとアルミナとか
らなる隔離板を備えた電池の約半分の有効寿命を示し
た。

【００５８】表IVは、試験した電池のある適切な特性を
比較したものである。70％および50％の多孔度を有する
アルミナとムライトからなる隔離板を備えた電池を、約
90％の多孔度を有する市販のガラスマット隔離板を備え
たベンチマーク電池と比較した。

【００５９】

【表４】

【００６０】図３は、多孔質隔離板を除いて、実質的に
同様な構成からなる３種類の電池の性能を示すグラフで
ある。セルの電圧を縦軸にプロットしている。1.75ボル
トの分割点まで放電する、時間で示したサイクルを横軸
の交差により示している。

【００６１】曲線Ａは、50％の多孔度を有するムライト
とアルミナからなる押出隔離板を備えた電池の放電率を
示している。曲線Ｂは、70％の多孔度を有する、同一の
ムライトとアルミナからなる押出隔離板を備えた電池の
放電率を示している。曲線Ｃは、約90％の多孔度と報告
されたガラス繊維隔離板を備えた電池の放電率を示して
いる。放電曲線が極めて類似していることが分かる。し
かしながら、70％の多孔度を有する隔離板のほうが、50
％の多孔度を有する隔離板よりもいくぶん良好な性能を
有している。

【００６２】図４は、ムライトとアルミナからなる押出
多孔質セラミック隔離板の性能がガラス繊維隔離板と比
較されているグラフを示している。図４において、放電
と再充電のサイクルの数が横軸にプロットされており、
アンペア時で示した電池容量が縦軸にプロットされてい
る。

【００６３】曲線Ａはここでも50％の多孔度を有するム
ライトとアルミナからなる隔離板を示しており、曲線Ｂ
は70％の多孔度の隔離板を示している。曲線Ｃはガラス
繊維隔離板を示している。ここでも性能が非常に類似し
ているのが分かる。

【００６４】ムライトとアルミナからなる押出隔離板の
代わりに多孔質シリカ隔離板を用いたことを除いて、上
述したのと同様な方法によりさらなる試験用電池を作成
した。これらの隔離板は、ブラスジク等の米国特許第4,
112,032 号に記載された方法にしたがって作成した。

【００６５】この方法は、ケイ酸カリウムの水溶液およ
びコロイド状シリカを混合し、次いで、さらに、ケイ酸
カルウムおよびホルムアミドを加えて、ゲル化させる各
工程からなるものであった。この混合物を24時間に亘り
ゲル化させ、所望の形状に切断し、この形状体を、繰り
返し硝酸アンモニウムにより浸出した。この後にＨＣｌ
により浸出し、繰り返し洗浄して、ＨＣｌを除去した。

【００６６】このように作成した多孔質シリカボディを
850 ℃または1150℃のいずれかの温度で16時間に亘り加
熱して、多孔度を維持しつつこの材料を部分的に焼結し
た。これらのボディは、それぞれ、86％および81％の多
孔度を有していた。それらの密度は約0.3 ｇ／ｃｃであ
った。

【００６７】多孔質ボディを、電池を作成するために４
ｍｍの厚さを有する７ｃｍ×4.5 ｃｍ（2 3/4 インチ×
1 3/4 インチ）の試料に切断した。これらの試料は、標
準的な酸耐久性試験における重量損失が0.42％であり、
機械的強度が0.6 −7.7 ＭＰａ（87−1120ｐｓｉ）であ
り、細孔計が0.2 −0.3 ミクロンであった。加工方法を
変更することにより、より大きい細孔サイズが得られ
る。しかしながら、そのようにした場合、機械的強度が
損失してしまう。

【００６８】２種類の７プレート鉛酸セル（一方は浸水
型、他方は欠乏型）を構成した。それらに、1.75ボルト
までの完全100 ％放電によるサイクル試験を行なった。
10回のサイクルの後、これら２種類の放電挙動は実質的
に同一であり、それらの容量は不変であった。1.75ボル
トまで放電したときの容量は、1.2 アンペアで約７時間
かまたは8.4 アンペア時であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】密封した再充電電池の典型的な単セル構造を示
す側面断面図

【図２】典型的な単セル浸水型蓄電池の側面断面図

【図３】本発明による１つの実施の形態の電池が有する
特性を示すグラフ

【図４】本発明による１つの実施の形態の電池が有する
特性を示すグラフ

【符号の説明】

10 電極および隔離板のアッセンブリ 12、16 金属極板 14、18 コーティング 20 隔離板 30 浸水型蓄電池 32 プラスチック容器 34電解質

フロントページの続き (72)発明者ロナルドレロイスチュワートアメリカ合衆国ニューヨーク州 14903 エルミラカーディナルレーン５ (72)発明者デイルリチャードウィクセルアメリカ合衆国ニューヨーク州 14830 コーニングウエストセカンドストリート 372

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体電解質、間隔のおかれた金属電極ま
たは金属酸化物電極および該電極間にある隔離板からな
る再充電可能な電池アッセンブリであって、前記隔離板
が、剛性多孔質セラミックであり、前記電解質により湿
潤可能であり、多孔度が40−90％であり、平均細孔サイ
ズが0.1−25ミクロンの範囲にあり、厚さが１−12ｍｍ
であり、70℃で72時間に亘り比重が1.28のＨ₂ＳＯ₄に
さらすかまたはその中で還流したときの重量損失が約５
％以下であることを特徴とする電池アッセンブリ。
【請求項２】前記電池アッセンブリが、浸水型、また
は密封型であることを特徴とする請求項１記載の電池ア
ッセンブリ。
【請求項３】前記電極が鉛または鉛合金であり、前記
電解質が硫酸であることを特徴とする請求項１記載の電
池アッセンブリ。
【請求項４】前記隔離板が、シリカ、アルミナ、ムラ
イト、およびアルミナとムライトの混合物からなる群よ
り選択される多孔質セラミックからなることを特徴とす
る請求項１から３いずれか１項記載の電池アッセンブ
リ。
【請求項５】前記隔離板が67％のアルミナおよび33％
のムライトからなることを特徴とする請求項４記載の電
池アッセンブリ。
【請求項６】前記隔離板が、５−10ミクロンの平均細
孔サイズを有する押出体であることを特徴とする請求項
４または５記載の電池アッセンブリ。
【請求項７】前記多孔度が少なくとも70％であること
を特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の電池ア
ッセンブリ。
【請求項８】液体電解質により湿潤可能であり、多孔
度が40−90％であり、平均細孔サイズが0.1 −25ミクロ
ンの範囲にあり、厚さが１−12ｍｍであり、70℃で72時
間に亘り比重が1.28のＨ₂ＳＯ₄にさらしたときの重量
損失が約５％以下であり、必要に応じて、シリカ、アル
ミナ、ムライトおよびアルミナとムライトの混合物から
なる群より選択される多孔質セラミックからなる、電池
の多孔質セラミック隔離板。
【請求項９】前記セラミックが67％のアルミナおよび
33％のムライトからなることを特徴とする請求項８記載
の隔離板。
【請求項１０】電池の多孔質セラミック隔離板を製造
する方法であって、アルミナ、ムライト、またはアルミ
ナとムライトの混合物からなる焼成セラミックボディを
生成できる組成を有するバッチを混合し、該バッチ中に
該バッチの約75％の量まで黒鉛を含め、この黒鉛を含む
バッチから、１−12ｍｍの範囲の厚さを有するシートを
押し出し、該シートを焼成して前記黒鉛を焼きつくし、
前記ボディ内の細孔の容積を増大させたままとする、各
工程からなることを特徴とする方法。