JPH10321221A - 鉛蓄電池用電極 - Google Patents
鉛蓄電池用電極Info
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- JPH10321221A JPH10321221A JP9130207A JP13020797A JPH10321221A JP H10321221 A JPH10321221 A JP H10321221A JP 9130207 A JP9130207 A JP 9130207A JP 13020797 A JP13020797 A JP 13020797A JP H10321221 A JPH10321221 A JP H10321221A
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- Japan
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- sheet
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- acid
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-
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー密度を損なうことなく、寿命性
能、自己放電性能に優れた鉛蓄電池を作製できる電極を
提供する。 【解決手段】 本発明は、多数の貫通孔２を有する耐
酸、耐酸化性シート３と鉛若しくは鉛合金シート１が積
層され、前記貫通孔２に活物質８が充填されている鉛蓄
電池用電極であって、前記シート３の表面に突起４が形
成され、該突起４の上部まで前記活物質８が充填されて
いることを特徴とするものである。
能、自己放電性能に優れた鉛蓄電池を作製できる電極を
提供する。 【解決手段】 本発明は、多数の貫通孔２を有する耐
酸、耐酸化性シート３と鉛若しくは鉛合金シート１が積
層され、前記貫通孔２に活物質８が充填されている鉛蓄
電池用電極であって、前記シート３の表面に突起４が形
成され、該突起４の上部まで前記活物質８が充填されて
いることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池、特に密
閉形鉛蓄電池の電極に関するものである。
閉形鉛蓄電池の電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、密閉形鉛蓄電池においても電気自
動車用バッテリ−に代表されるように、高エネルギ−密
度かつ長寿命という品質向上への要求が増大している。
動車用バッテリ−に代表されるように、高エネルギ−密
度かつ長寿命という品質向上への要求が増大している。
【０００３】しかしながら長年使用されてきたチュ−ブ
ラ−（クラッド）タイプでは比較的長寿命に対する要求
は満たせるものの高エネルギ−密度に対する要求には対
応できない。また、ペ−ストタイプの電極を用いた鉛蓄
電池では、比較的高エネルギ−密度に対する要求には対
応しやすいものの、エネルギ−密度を向上させることに
より寿命特性を大きく損なってしまう。つまり現状では
高エネルギ−密度と長寿命の両立には限界があり、要求
を十分に満足するものを得ることができないという問題
点を抱えていた。
ラ−（クラッド）タイプでは比較的長寿命に対する要求
は満たせるものの高エネルギ−密度に対する要求には対
応できない。また、ペ−ストタイプの電極を用いた鉛蓄
電池では、比較的高エネルギ−密度に対する要求には対
応しやすいものの、エネルギ−密度を向上させることに
より寿命特性を大きく損なってしまう。つまり現状では
高エネルギ−密度と長寿命の両立には限界があり、要求
を十分に満足するものを得ることができないという問題
点を抱えていた。
【０００４】そこで前記問題点を解決する方法として本
発明者らは、特開平７−２５４４０８号公報において多
数の貫通孔を有する耐酸，耐酸化性シ−トと鉛合金シ−
トが積層され、前記貫通孔に活物質が充填されているこ
とを特徴とする電極を提案した。
発明者らは、特開平７−２５４４０８号公報において多
数の貫通孔を有する耐酸，耐酸化性シ−トと鉛合金シ−
トが積層され、前記貫通孔に活物質が充填されているこ
とを特徴とする電極を提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた多
数の貫通孔を有する耐酸，耐酸化性シ−トを活物質保持
体として用いた電極６は、図４に示すように活物質８が
前記貫通孔２により区画されており、活物質８が独立し
て充放電反応に関与している。従って充放電反応での電
解液の拡散も独立した活物質８内と、耐酸、耐酸化性シ
−ト３及び活物質８が接触している電解液保持体７との
間で優先して行われる。このことから貫通孔２内での活
物質８の充放電に関わる割合をコントロールできる。つ
まり放電時に電解液保持体７より活物質８内に供給され
る電解液は、電解液保持体／活物質表面より優先して反
応し、活物質のＰｂＳＯ4 化による活物質内細孔の閉塞
により電解液の拡散が抑制されるため、電極表面部分の
活物質８は電解液保持体７より電解液が供給されて容量
をとりだす部分として機能し、電極内部の鉛合金シ−ト
１周囲の活物質８は放電反応に大きく関与しないので活
物質の構造を維持し、鉛合金シ−ト１／活物質界面部分
の劣化を抑制する部分として機能するという二つの機能
を有し、活物質の高利用率化によるエネルギー密度の向
上と長寿命化を達成できた。しかしながら（１）充放電
を繰り返し行うと、正極の電極表面部分において、電解
液保持体７方向に圧力が逃げやすいこと、過充電領域で
の酸素ガス発生の影響等に起因して放電反応に最も寄与
する活物質８が膨張、粗化し極板の平滑性を失ったり、
クラック発生により放電容量が低下する。（２）耐酸、
耐酸化性シ−ト３と接触している電解液保持体７に含ま
れる電解液が放電反応に関与しにくいために、充放電を
繰り返し行うと電解液保持体７の前記シート３に接して
いる部分７ａと活物質８に接している部分７ｂとの間に
電解液の濃度差が生じ、これらの間に濃淡電池ができ自
己放電するため従来より自己放電特性が悪くなるという
問題点が発生した。
数の貫通孔を有する耐酸，耐酸化性シ−トを活物質保持
体として用いた電極６は、図４に示すように活物質８が
前記貫通孔２により区画されており、活物質８が独立し
て充放電反応に関与している。従って充放電反応での電
解液の拡散も独立した活物質８内と、耐酸、耐酸化性シ
−ト３及び活物質８が接触している電解液保持体７との
間で優先して行われる。このことから貫通孔２内での活
物質８の充放電に関わる割合をコントロールできる。つ
まり放電時に電解液保持体７より活物質８内に供給され
る電解液は、電解液保持体／活物質表面より優先して反
応し、活物質のＰｂＳＯ4 化による活物質内細孔の閉塞
により電解液の拡散が抑制されるため、電極表面部分の
活物質８は電解液保持体７より電解液が供給されて容量
をとりだす部分として機能し、電極内部の鉛合金シ−ト
１周囲の活物質８は放電反応に大きく関与しないので活
物質の構造を維持し、鉛合金シ−ト１／活物質界面部分
の劣化を抑制する部分として機能するという二つの機能
を有し、活物質の高利用率化によるエネルギー密度の向
上と長寿命化を達成できた。しかしながら（１）充放電
を繰り返し行うと、正極の電極表面部分において、電解
液保持体７方向に圧力が逃げやすいこと、過充電領域で
の酸素ガス発生の影響等に起因して放電反応に最も寄与
する活物質８が膨張、粗化し極板の平滑性を失ったり、
クラック発生により放電容量が低下する。（２）耐酸、
耐酸化性シ−ト３と接触している電解液保持体７に含ま
れる電解液が放電反応に関与しにくいために、充放電を
繰り返し行うと電解液保持体７の前記シート３に接して
いる部分７ａと活物質８に接している部分７ｂとの間に
電解液の濃度差が生じ、これらの間に濃淡電池ができ自
己放電するため従来より自己放電特性が悪くなるという
問題点が発生した。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、エネルギー密度
を損なうことなく、寿命性能、自己放電性能に優れた鉛
蓄電池を作製できる電極を提供することにある。
のであって、その目的とするところは、エネルギー密度
を損なうことなく、寿命性能、自己放電性能に優れた鉛
蓄電池を作製できる電極を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、多数の貫通孔２を有する耐酸，耐酸化性シ
−ト３と鉛もしくは鉛合金シ−ト１が積層され、前記貫
通孔２に活物質８が充填されている鉛蓄電池用電極にお
いて、前記耐酸、耐酸化性シ−ト３の表面に突起４を形
成し、該突起４の上部まで活物質８を充填することによ
り、シート３表面全体を活物質８で覆ったことを特徴と
するものである。
に本発明は、多数の貫通孔２を有する耐酸，耐酸化性シ
−ト３と鉛もしくは鉛合金シ−ト１が積層され、前記貫
通孔２に活物質８が充填されている鉛蓄電池用電極にお
いて、前記耐酸、耐酸化性シ−ト３の表面に突起４を形
成し、該突起４の上部まで活物質８を充填することによ
り、シート３表面全体を活物質８で覆ったことを特徴と
するものである。
【０００８】
【作用】本発明は、電極表面を活物質８で覆うことによ
り、ガス抜け経路の増加によるガス圧の緩和，電解液反
応均質化による自己放電反応の抑制の効果をもたらすも
のであり、耐酸、耐酸化性シ−ト３の表面の突起４によ
り部分的に段差をもたすことで、上記効果を満たしたも
のである。
り、ガス抜け経路の増加によるガス圧の緩和，電解液反
応均質化による自己放電反応の抑制の効果をもたらすも
のであり、耐酸、耐酸化性シ−ト３の表面の突起４によ
り部分的に段差をもたすことで、上記効果を満たしたも
のである。
【０００９】なお、前記シート３表面に突起４を形成す
ると、活物質８と該シート３との結合力が強化され使用
中に該シート３表面から活物質８が脱落することがな
い。また、該シート３表面に活物質８を充填しやすくな
り、作業能率を向上できる。さらに、突起４の高さによ
り該シート３表面に充填される活物質８の量を調整でき
るので、活物質充填量を管理し易くなる。
ると、活物質８と該シート３との結合力が強化され使用
中に該シート３表面から活物質８が脱落することがな
い。また、該シート３表面に活物質８を充填しやすくな
り、作業能率を向上できる。さらに、突起４の高さによ
り該シート３表面に充填される活物質８の量を調整でき
るので、活物質充填量を管理し易くなる。
【００１０】
【本発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１１】図１は表面の活物質層を除いた本発明の一
実施形態を示す正面図、図２は本発明の一実施形態の特
徴部分を示す要部正面図、図３は本発明の電極両面に電
解液保持体を積層した要部拡大横断面図、図４は従来の
電極両面に電解液保持体を積層した要部拡大横断面図、
図５は実施形態、及び従来形態の電極を用いた電池のサ
イクル寿命特性である。図において、１は鉛合金シー
ト、２は貫通孔、３は耐酸，耐酸化性シート、４は耐
酸、耐酸化性シートの突起、５は接着剤、６は正極、７
は電解液保持体、８は活物質を示す。
実施形態を示す正面図、図２は本発明の一実施形態の特
徴部分を示す要部正面図、図３は本発明の電極両面に電
解液保持体を積層した要部拡大横断面図、図４は従来の
電極両面に電解液保持体を積層した要部拡大横断面図、
図５は実施形態、及び従来形態の電極を用いた電池のサ
イクル寿命特性である。図において、１は鉛合金シー
ト、２は貫通孔、３は耐酸，耐酸化性シート、４は耐
酸、耐酸化性シートの突起、５は接着剤、６は正極、７
は電解液保持体、８は活物質を示す。
【００１２】（実施形態）直径３．０ｍｍの円形の貫通
孔２を開孔率７８％で加工した厚さ１．０ｍｍのＡＢＳ
樹脂シート３を、図３のように厚さ０．２ｍｍのＰｂ−
Ｃａ−Ｓｎ系合金シート１を中間層として両側に配置
し、接着剤５により接着して正極基体を作製した。
孔２を開孔率７８％で加工した厚さ１．０ｍｍのＡＢＳ
樹脂シート３を、図３のように厚さ０．２ｍｍのＰｂ−
Ｃａ−Ｓｎ系合金シート１を中間層として両側に配置
し、接着剤５により接着して正極基体を作製した。
【００１３】尚、ＡＢＳ樹脂シート３は図２、図３に示
すように多数の高さ０．８ｍｍの独立貫通孔部分と、多
数の突起４が形成されている。該突起４は、円錐形であ
って、前記シート３の表面から０．２ｍｍの高さを有す
る。
すように多数の高さ０．８ｍｍの独立貫通孔部分と、多
数の突起４が形成されている。該突起４は、円錐形であ
って、前記シート３の表面から０．２ｍｍの高さを有す
る。
【００１４】この正極基体の貫通孔２と突起４上端に至
るまでのシート３表面全体にペースト状の活物質８を充
填した後、熟成工程、化成工程を経て本発明の正極６を
作製した。
るまでのシート３表面全体にペースト状の活物質８を充
填した後、熟成工程、化成工程を経て本発明の正極６を
作製した。
【００１５】この正極６に厚さ１．２ｍｍの微細ガラス
繊維マットからなる電解液保持体７を介して、厚さ１．
６ｍｍで正極６と同サイズのペーストタイプの負極と対
向させたものをユニットセルとし、排気弁のついたＡＢ
Ｓ製のケースに収納し、電解液を注入後初充電を行い、
密閉電池Ａを作製した。
繊維マットからなる電解液保持体７を介して、厚さ１．
６ｍｍで正極６と同サイズのペーストタイプの負極と対
向させたものをユニットセルとし、排気弁のついたＡＢ
Ｓ製のケースに収納し、電解液を注入後初充電を行い、
密閉電池Ａを作製した。
【００１６】（従来形態）直径３．０ｍｍの円形の貫通
孔２を開孔率７８％で加工を施した厚さ１．０ｍｍのＡ
ＢＳ樹脂シート３を図４のように厚さ０．２ｍｍのＰｂ
−Ｃａ−Ｓｎ系合金シート１を中間層として両側に配置
し、接着剤５により接着して正極基体を作製した。この
正極基体の貫通孔２にペースト状の活物質を充填した
後、熟成工程、化成工程を経て従来構造の正極６を作製
した。この正極６を用いて実施形態と同様にして、密閉
電池Ｂを作製した。
孔２を開孔率７８％で加工を施した厚さ１．０ｍｍのＡ
ＢＳ樹脂シート３を図４のように厚さ０．２ｍｍのＰｂ
−Ｃａ−Ｓｎ系合金シート１を中間層として両側に配置
し、接着剤５により接着して正極基体を作製した。この
正極基体の貫通孔２にペースト状の活物質を充填した
後、熟成工程、化成工程を経て従来構造の正極６を作製
した。この正極６を用いて実施形態と同様にして、密閉
電池Ｂを作製した。
【００１７】尚、電池Ａ，Ｂについては同じサイズのＡ
ＢＳ製ケースに収納した。
ＢＳ製ケースに収納した。
【００１８】（電池試験）電池Ａ、Ｂを同一試験条件下
でサイクル寿命特性を調査した。その結果を図５に示
す。
でサイクル寿命特性を調査した。その結果を図５に示
す。
【００１９】なお、放電は温度２５℃のもと３時間率の
放電電流で初期容量の８０％まで行った。充電は温度２
５℃のもと０．２５Ｃ，０．０５Ｃの２段定電流充電で
放電量の１１５％とした。そして、５０サイクル毎に終
止電圧１．７５Ｖの完全放電を行い、容量を確認し、５
０サイクル目に５０℃−１０日間の自己放電特性試験を
行った。
放電電流で初期容量の８０％まで行った。充電は温度２
５℃のもと０．２５Ｃ，０．０５Ｃの２段定電流充電で
放電量の１１５％とした。そして、５０サイクル毎に終
止電圧１．７５Ｖの完全放電を行い、容量を確認し、５
０サイクル目に５０℃−１０日間の自己放電特性試験を
行った。
【００２０】また、５００サイクル目に極板を解体し、
極板表面の平滑性、正極クラックの発生度合を観察し
た。
極板表面の平滑性、正極クラックの発生度合を観察し
た。
【００２１】（結果）自己放電特性は、電池Ａが電池Ｂ
に対して約５％（相対値）改善された。
に対して約５％（相対値）改善された。
【００２２】サイクル寿命特性は、５００サイクルの時
点で電池Ａの方が電池Ｂに比べ若干劣化速度が小さく、
解体極板を観察すると、正極において電池Ｂの活物質が
全体的に膨張しており、極板の平滑性は失われていた。
また、電池Ｂの正極は部分的に内部クラックが発生して
おり、活物質脱落の初期現象が見られた。これに対し、
電池Ａの正極は貫通孔２内の活物質膨張が若干見られ、
凹凸が現われているものの程度は非常に小さく、また、
内部クラックも発見されなかった。
点で電池Ａの方が電池Ｂに比べ若干劣化速度が小さく、
解体極板を観察すると、正極において電池Ｂの活物質が
全体的に膨張しており、極板の平滑性は失われていた。
また、電池Ｂの正極は部分的に内部クラックが発生して
おり、活物質脱落の初期現象が見られた。これに対し、
電池Ａの正極は貫通孔２内の活物質膨張が若干見られ、
凹凸が現われているものの程度は非常に小さく、また、
内部クラックも発見されなかった。
【００２３】このように本発明品では多数の貫通孔２を
有する耐酸，耐酸化性シ−ト３と鉛もしくは鉛合金シ−
ト１が積層され、前記貫通孔２に活物質が充填されてい
る鉛蓄電池用電極において、前記耐酸、耐酸化性シ−ト
３の表面に突起４が形成され、シート３表面と突起４上
端との間に活物質８が充填されているので、電解液保持
体７がシート３表面と接せずに活物質８と接する。従っ
て、電極と電解液保持体の境界面で濃淡電池が発生せ
ず、貫通孔２内の活物質の膨張が抑制され、自己放電性
能、寿命性能に優れた電池を達成できる。
有する耐酸，耐酸化性シ−ト３と鉛もしくは鉛合金シ−
ト１が積層され、前記貫通孔２に活物質が充填されてい
る鉛蓄電池用電極において、前記耐酸、耐酸化性シ−ト
３の表面に突起４が形成され、シート３表面と突起４上
端との間に活物質８が充填されているので、電解液保持
体７がシート３表面と接せずに活物質８と接する。従っ
て、電極と電解液保持体の境界面で濃淡電池が発生せ
ず、貫通孔２内の活物質の膨張が抑制され、自己放電性
能、寿命性能に優れた電池を達成できる。
【００２４】なお、突起４の形状は、例えばシート３表
面に線状または帯状に延びたものでもよく、本実施形態
のものに限らない。また、突起４はシート３と同材質の
ものでなくてもよく、例えばシート３と異なる材質のも
のをシート３表面に接着剤等で接合したものでもよい。
また、網状のものを重ねてもよい。
面に線状または帯状に延びたものでもよく、本実施形態
のものに限らない。また、突起４はシート３と同材質の
ものでなくてもよく、例えばシート３と異なる材質のも
のをシート３表面に接着剤等で接合したものでもよい。
また、網状のものを重ねてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上述の通り、自己放電性能，サ
イクル寿命性能の優れた密閉形鉛蓄電池を提供すること
ができる。
イクル寿命性能の優れた密閉形鉛蓄電池を提供すること
ができる。
【００２６】また、シート３表面に突起４を形成するこ
とにより、シート３表面に充填された活物質８がシート
３表面から脱落しにくくなり、作業能率が優れると共
に、寿命性能の優れた電極を提供できる。
とにより、シート３表面に充填された活物質８がシート
３表面から脱落しにくくなり、作業能率が優れると共
に、寿命性能の優れた電極を提供できる。
【００２７】さらに、突起４の高さを調整することによ
り活物質充填量が管理し易くなる。
り活物質充填量が管理し易くなる。
【図１】表面の活物質層を除いた本発明の電極を示す平
面図である。
面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】本発明の電極の両面に電解液保持体を積層した
状態を示す要部拡大横断面図である。
状態を示す要部拡大横断面図である。
【図４】従来の電極の両面に電解液保持体を積層した状
態を示す要部拡大横断面図である。
態を示す要部拡大横断面図である。
【図５】実施形態及び従来形態による電極を用いた電池
のサイクル寿命特性を示すグラフである。
のサイクル寿命特性を示すグラフである。
１ 鉛及び鉛合金シ−ト ２ 貫通孔 ３ 耐酸、耐酸化性シ−ト ４ 耐酸、耐酸化性シ−トの突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 周 潔清 大阪府高槻市城西町６番６号 株式会社ユ アサコーポレーション内
Claims (1)
- 【請求項１】 多数の貫通孔（２）を有する耐酸、耐酸
化性シ−ト（３）と鉛もしくは鉛合金シ−ト（１）が積
層され、前記貫通孔（２）に活物質（８）が充填されて
いる鉛蓄電池用電極において、前記耐酸、耐酸化性シ−
ト（３）の表面に突起（４）が形成され、該突起（４）
の上部まで前記活物質（８）が充填されていることを特
徴とする鉛蓄電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130207A JPH10321221A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 鉛蓄電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130207A JPH10321221A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 鉛蓄電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321221A true JPH10321221A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15028659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130207A Pending JPH10321221A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 鉛蓄電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9203366B2 (en) | 2008-03-11 | 2015-12-01 | Oxford Digital Limited | Audio processing |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9130207A patent/JPH10321221A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9203366B2 (en) | 2008-03-11 | 2015-12-01 | Oxford Digital Limited | Audio processing |
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