JPH11339755A - 被包囲型電極板を有する蓄電池 - Google Patents
被包囲型電極板を有する蓄電池Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】弾性繊維質マット電極板セパレータを利用す
る、補液型電解液蓄電池。 【解決手段】弾性電極板セパレータ２６，２６′は蓄電
池２０の極板スタック内の電極板の外周端面を越えて延
びており、且つ、少なくとも各主表面と、電極板外周端
面３２，３４のある一部、好ましくは全部を包囲してお
り、且つ、極板スタックの外部の蓄電池２０の中に電解
液溜めを形成し、好ましくは、該弾性繊維質マットセパ
レータ２６，２６′はマイクロファイバーから作られ、
その密度は厚さ方向の全体に亘って実質的に均一である
ことができ、また、比較的高密度、高引張強度の１つま
たは２つの繊維質表面層と、その表面層と一体であり、
一実施形態では該２つの表面層の間に位置する比較的低
密度の、より弾性に富む繊維質層を含むこともできる、
補液型電解液蓄電池２０。
る、補液型電解液蓄電池。 【解決手段】弾性電極板セパレータ２６，２６′は蓄電
池２０の極板スタック内の電極板の外周端面を越えて延
びており、且つ、少なくとも各主表面と、電極板外周端
面３２，３４のある一部、好ましくは全部を包囲してお
り、且つ、極板スタックの外部の蓄電池２０の中に電解
液溜めを形成し、好ましくは、該弾性繊維質マットセパ
レータ２６，２６′はマイクロファイバーから作られ、
その密度は厚さ方向の全体に亘って実質的に均一である
ことができ、また、比較的高密度、高引張強度の１つま
たは２つの繊維質表面層と、その表面層と一体であり、
一実施形態では該２つの表面層の間に位置する比較的低
密度の、より弾性に富む繊維質層を含むこともできる、
補液型電解液蓄電池２０。
Description
【０００１】本発明はいわゆる補液型(starved) 電解液
蓄電池に関し、特に、電極板を包囲するだけでなく、電
極板スタックの外側に電解液溜めを提供するべく、電極
板の外周端面を越えて延びる弾性繊維質マットセパレー
タの中に電極板が少なくとも部分的に包囲されている補
液型電解液蓄電池に関する。
蓄電池に関し、特に、電極板を包囲するだけでなく、電
極板スタックの外側に電解液溜めを提供するべく、電極
板の外周端面を越えて延びる弾性繊維質マットセパレー
タの中に電極板が少なくとも部分的に包囲されている補
液型電解液蓄電池に関する。
【０００２】密封された補液型電解液鉛／酸蓄電池のご
とき再充電可能な蓄電池は一般に自動車、飛行機、救急
装置などの電力源として使用されている。これらの蓄電
池のサイズは一般に”Ｄ”または”ビール缶”のサイズ
の蓄電池から大型蓄電池までの範囲にわたっており、そ
してこれら蓄電池は単セル蓄電池であるかまたは多セル
蓄電池である。現在では、単セルまたは多セル補液型電
解液鉛／酸蓄電池の各セルは、少なくとも１つの多孔性
正極板、少なくとも１つの多孔性負極板および各電極板
の間にある少なくとも１つの比較的もろい多孔性マイク
ロファイバーガラスマットセパレータを含むセルパック
を収容している密閉された室により規定されている。各
セル内の硫酸電解液は、多孔性マイクロファイバーガラ
スマットセパレータおよび各多孔性電極板によって吸収
される。すなわち、補液型電解液鉛／酸蓄電池に使用さ
れるセパレータは、次の両方、すなわち正極板と負極板
との間に間隔を維持しそしてセル内での短絡の形成を防
止するための、セルの正極板と負極板との間のセパレー
タ；および正極板と負極板との間にセル内の電解液を保
持するための溜めとして機能することが意図されてい
る。
とき再充電可能な蓄電池は一般に自動車、飛行機、救急
装置などの電力源として使用されている。これらの蓄電
池のサイズは一般に”Ｄ”または”ビール缶”のサイズ
の蓄電池から大型蓄電池までの範囲にわたっており、そ
してこれら蓄電池は単セル蓄電池であるかまたは多セル
蓄電池である。現在では、単セルまたは多セル補液型電
解液鉛／酸蓄電池の各セルは、少なくとも１つの多孔性
正極板、少なくとも１つの多孔性負極板および各電極板
の間にある少なくとも１つの比較的もろい多孔性マイク
ロファイバーガラスマットセパレータを含むセルパック
を収容している密閉された室により規定されている。各
セル内の硫酸電解液は、多孔性マイクロファイバーガラ
スマットセパレータおよび各多孔性電極板によって吸収
される。すなわち、補液型電解液鉛／酸蓄電池に使用さ
れるセパレータは、次の両方、すなわち正極板と負極板
との間に間隔を維持しそしてセル内での短絡の形成を防
止するための、セルの正極板と負極板との間のセパレー
タ；および正極板と負極板との間にセル内の電解液を保
持するための溜めとして機能することが意図されてい
る。
【０００３】補液型電解液蓄電池のセル内部の短絡は、
正極板と負極板との間の間隔が維持されなくなったとき
に正極板と負極板が直接接触することによって起こる場
合もあり、または、正極板と負極板の間に電極物質のデ
ンドライトまたは苔状粒子が形成されることによっても
起こりうる。この種の蓄電池の有効寿命にわたって、電
極板は、電気エネルギーを生成するセル内の化学反応に
より生じる活性物質の形態と密度の変化に起因して繰り
返し膨張しかつ収縮する。したがって、蓄電池の有効寿
命にわたって正極板と負極板との間に間隔を維持するた
めに、また、その蓄電池の有効寿命を延長するために、
電解液を保持するセパレータは弾性があり、セパレータ
と電極板との接触を維持し、且つ電極板同士の接触によ
る短絡を防止しうるものでなければならない。さらに加
えて、セパレータは、その製造中にも、またはセパレー
タ取扱い中および蓄電池セル組み立て中にも、セパレー
タに形成されるような開口を有さないことが必要であ
り、それによって蓄電池の有効寿命中における、そのよ
うな開口を通じての、各電極板間での短絡の原因となる
活性物質の成長、脱落またはデンドライトの形成を防止
または制御しなければならない。
正極板と負極板との間の間隔が維持されなくなったとき
に正極板と負極板が直接接触することによって起こる場
合もあり、または、正極板と負極板の間に電極物質のデ
ンドライトまたは苔状粒子が形成されることによっても
起こりうる。この種の蓄電池の有効寿命にわたって、電
極板は、電気エネルギーを生成するセル内の化学反応に
より生じる活性物質の形態と密度の変化に起因して繰り
返し膨張しかつ収縮する。したがって、蓄電池の有効寿
命にわたって正極板と負極板との間に間隔を維持するた
めに、また、その蓄電池の有効寿命を延長するために、
電解液を保持するセパレータは弾性があり、セパレータ
と電極板との接触を維持し、且つ電極板同士の接触によ
る短絡を防止しうるものでなければならない。さらに加
えて、セパレータは、その製造中にも、またはセパレー
タ取扱い中および蓄電池セル組み立て中にも、セパレー
タに形成されるような開口を有さないことが必要であ
り、それによって蓄電池の有効寿命中における、そのよ
うな開口を通じての、各電極板間での短絡の原因となる
活性物質の成長、脱落またはデンドライトの形成を防止
または制御しなければならない。
【０００４】短絡は、また、電極板スタックの外側で蓄
電池セル内に電極板脱落物が集積することによっても起
こり得る。蓄電池セルの中の電極板スタックの外側の蓄
電池セル中におよび各電極板の各外周端面の間にたま
る、電極板からの脱落物によって起こるセル内の各極板
の間の短絡を防止するために、各電極板（電極板の端面
の全部または一部分を含む）はセパレータ内に包囲され
なければならない。
電池セル内に電極板脱落物が集積することによっても起
こり得る。蓄電池セルの中の電極板スタックの外側の蓄
電池セル中におよび各電極板の各外周端面の間にたま
る、電極板からの脱落物によって起こるセル内の各極板
の間の短絡を防止するために、各電極板（電極板の端面
の全部または一部分を含む）はセパレータ内に包囲され
なければならない。
【０００５】補液型電解液鉛／酸蓄電池のごとき補液型
電解液蓄電池の中のセパレータは電解液溜めとしても機
能するものであるから、このような蓄電池の容量は電極
板の多孔度と表面積および電極板の表面と接触するセパ
レータの多孔度と表面積との関数である。したがって、
正極板と負極板との間に電解液を保持するため、また各
セパレータの各主表面を各電極板の各表面と接触状態に
維持するため、この種の蓄電池のセパレータは、蓄電池
の有効寿命にわたって繰り返される電極板の膨張と収縮
の後で、セパレータがその厚さを回復し続けることがで
きるよう弾性があるものでなければならない。さらに、
セパレータにとっては、各電極板間のセパレータの一部
分に吸引されて蓄電池セルの容量および／またはサイク
ル有効寿命を増大させることができる補充用の電解液
を、電極板スタックの外側の溜め中に貯蔵できれば有利
である。
電解液蓄電池の中のセパレータは電解液溜めとしても機
能するものであるから、このような蓄電池の容量は電極
板の多孔度と表面積および電極板の表面と接触するセパ
レータの多孔度と表面積との関数である。したがって、
正極板と負極板との間に電解液を保持するため、また各
セパレータの各主表面を各電極板の各表面と接触状態に
維持するため、この種の蓄電池のセパレータは、蓄電池
の有効寿命にわたって繰り返される電極板の膨張と収縮
の後で、セパレータがその厚さを回復し続けることがで
きるよう弾性があるものでなければならない。さらに、
セパレータにとっては、各電極板間のセパレータの一部
分に吸引されて蓄電池セルの容量および／またはサイク
ル有効寿命を増大させることができる補充用の電解液
を、電極板スタックの外側の溜め中に貯蔵できれば有利
である。
【０００６】現在、ガラス繊維、重合体繊維および／ま
たは他の繊維の薄くて軽いマットまたは紙（たとえば、
蓄電池用のガラスマイクロファイバーセパレータマット
のごとき１平方メートルあたり約１００乃至約４５０グ
ラムの範囲のマットまたは紙）が各種の湿式からみ合わ
せ法でつくられている。これらの湿式からみ合わせ抄紙
法では、繊維は各種の方法で製造され、バルク状で集め
られる。この後、ガラスおよび／または重合体の繊維は
非常に短い繊維にハイドロパルプ化され、そして水スラ
リーに導入されて、その中に分散される。この水スラリ
ーが撹拌されて、繊維は相互に十分にかつランダムに混
ぜ合わされる。この後、繊維は、水スラリーから長網抄
紙機または丸網抄紙機のような通常の抄紙スクリーンま
たは金網の上に堆積されて、マット状紙（matted pape
r）が形成される。蓄電池用セパレータとして使用する
ことが意図される場合は、このマット状紙が次に酸浴に
通されて、このからみ合った紙の繊維が互いに結合する
よう処理される。このようにマット状紙が形成され、酸
浴に通して処理された後、マット状紙は、乾燥されてロ
ールに巻き上げられるか、あるいはさらに処理加工する
ため、たとえば、蓄電池用セパレータとして使用するた
めの選ばれた寸法に切断するために、従来方法で集めら
れる。
たは他の繊維の薄くて軽いマットまたは紙（たとえば、
蓄電池用のガラスマイクロファイバーセパレータマット
のごとき１平方メートルあたり約１００乃至約４５０グ
ラムの範囲のマットまたは紙）が各種の湿式からみ合わ
せ法でつくられている。これらの湿式からみ合わせ抄紙
法では、繊維は各種の方法で製造され、バルク状で集め
られる。この後、ガラスおよび／または重合体の繊維は
非常に短い繊維にハイドロパルプ化され、そして水スラ
リーに導入されて、その中に分散される。この水スラリ
ーが撹拌されて、繊維は相互に十分にかつランダムに混
ぜ合わされる。この後、繊維は、水スラリーから長網抄
紙機または丸網抄紙機のような通常の抄紙スクリーンま
たは金網の上に堆積されて、マット状紙（matted pape
r）が形成される。蓄電池用セパレータとして使用する
ことが意図される場合は、このマット状紙が次に酸浴に
通されて、このからみ合った紙の繊維が互いに結合する
よう処理される。このようにマット状紙が形成され、酸
浴に通して処理された後、マット状紙は、乾燥されてロ
ールに巻き上げられるか、あるいはさらに処理加工する
ため、たとえば、蓄電池用セパレータとして使用するた
めの選ばれた寸法に切断するために、従来方法で集めら
れる。
【０００７】薄い軽量のマット状紙を形成するためのこ
れら方法により、マット状紙が生成されるが、これは、
少なくとも部分的に、マット内のハイドロパルプ化繊維
の比較的短い長さに起因して、圧縮後にわずかな限られ
た回復を示すに過ぎず、またマットの一体性も低い。こ
のようなマット状紙セパレータは、開口を有する可能性
があり、この開口を通して、活性物質の成長物またはデ
ンドライトが各電極板の間に形成されうる。それらセパ
レータは、ポケットまたは類似の包囲手段に形成されな
い限り、各電極板間の短絡の原因となるような脱落物が
蓄電池セル内に集積するのを防げることができない。し
たがって、このように限られた回復、限られた一体性を
有し、且つ活性物質の成長物またはデンドライトの形成
を防止し、セル内に脱落物が集積するのを防止するため
の能力が限られているマット状紙セパレータを使用する
蓄電池は、早期に故障してしまう可能性があり、上記の
問題を軽減または解消し得る蓄電池が求められている。
れら方法により、マット状紙が生成されるが、これは、
少なくとも部分的に、マット内のハイドロパルプ化繊維
の比較的短い長さに起因して、圧縮後にわずかな限られ
た回復を示すに過ぎず、またマットの一体性も低い。こ
のようなマット状紙セパレータは、開口を有する可能性
があり、この開口を通して、活性物質の成長物またはデ
ンドライトが各電極板の間に形成されうる。それらセパ
レータは、ポケットまたは類似の包囲手段に形成されな
い限り、各電極板間の短絡の原因となるような脱落物が
蓄電池セル内に集積するのを防げることができない。し
たがって、このように限られた回復、限られた一体性を
有し、且つ活性物質の成長物またはデンドライトの形成
を防止し、セル内に脱落物が集積するのを防止するため
の能力が限られているマット状紙セパレータを使用する
蓄電池は、早期に故障してしまう可能性があり、上記の
問題を軽減または解消し得る蓄電池が求められている。
【０００８】本発明は、補液型電解液鉛／酸蓄電池のご
とき補液型電解液蓄電池に関して、本蓄電池の各セル内
に、正極板と負極板との間のセパレータとして；正極板
と負極板の間に電解液を保持するための電解液溜めとし
て；正極板と負極板の各外周端面を含む各電極板を全体
的または部分的に包囲する手段として、弾性繊維質マッ
トセパレータが組み込まれている。弾性繊維質マットセ
パレータは、蓄電池セル中の各極板の各主表面の間に圧
縮されており、そして各電極板の各周辺を越えて延びて
いる。各周辺で、セパレータは、その弾性のために各電
極板の１つまたはそれ以上の外周端面を包囲するように
膨張する。これにより、蓄電池セル内で短絡を生じさせ
る各電極板からの活性物質の脱落が防止されると共に、
蓄電池セルの容量および／またはサイクル有効寿命を増
加させうる補充用の電解液の保持がなされる。
とき補液型電解液蓄電池に関して、本蓄電池の各セル内
に、正極板と負極板との間のセパレータとして；正極板
と負極板の間に電解液を保持するための電解液溜めとし
て；正極板と負極板の各外周端面を含む各電極板を全体
的または部分的に包囲する手段として、弾性繊維質マッ
トセパレータが組み込まれている。弾性繊維質マットセ
パレータは、蓄電池セル中の各極板の各主表面の間に圧
縮されており、そして各電極板の各周辺を越えて延びて
いる。各周辺で、セパレータは、その弾性のために各電
極板の１つまたはそれ以上の外周端面を包囲するように
膨張する。これにより、蓄電池セル内で短絡を生じさせ
る各電極板からの活性物質の脱落が防止されると共に、
蓄電池セルの容量および／またはサイクル有効寿命を増
加させうる補充用の電解液の保持がなされる。
【０００９】好ましくは、本発明の蓄電池に使用される
弾性繊維質マットは、ガラス繊維、重合体繊維および／
または良好な一体性を示し得る他の繊維から作られる。
本発明のセパレータに使用される弾性繊維質マットは、
本発明のために好ましいものよりも直径の大きい繊維か
らつくることもでき、かつより厚いものでもあり得る
が、一方、本発明の蓄電池に使用される弾性繊維質マッ
トセパレーターは、好ましくは、ランダムに配向され、
互いにからみ合ったマイクロファイバーの、薄い、空気
成形（air laid）層状繊維質ブランケットまたはマット
から形成される。このマイクロファイバーは、層状繊維
質マット中の、デンドライトが形成され得るような望ま
しくない開口の存在を最少限にする。
弾性繊維質マットは、ガラス繊維、重合体繊維および／
または良好な一体性を示し得る他の繊維から作られる。
本発明のセパレータに使用される弾性繊維質マットは、
本発明のために好ましいものよりも直径の大きい繊維か
らつくることもでき、かつより厚いものでもあり得る
が、一方、本発明の蓄電池に使用される弾性繊維質マッ
トセパレーターは、好ましくは、ランダムに配向され、
互いにからみ合ったマイクロファイバーの、薄い、空気
成形（air laid）層状繊維質ブランケットまたはマット
から形成される。このマイクロファイバーは、層状繊維
質マット中の、デンドライトが形成され得るような望ま
しくない開口の存在を最少限にする。
【００１０】本発明の補液型電解液蓄電池に使用される
好ましいセパレータの１つのタイプにおいては、弾性繊
維質マットセパレータは、マイクロファイバーの弾性繊
維質マットから作られ、比較的高い密度および高い引張
強度を有する１つまたは２つの繊維質表面層と、一体的
になり、１つの実施態様として、２つの表面層の間に位
置する比較的低い密度でより弾性に富む繊維質層を含
む。好ましくは、該マットはバインダーを含まず、そし
て該マットの１つ又は複数の該表面層のマイクロファイ
バーは、該弾性層のマイクロファイバーよりも緊密にか
らみ合っており、高い一体性を与える。
好ましいセパレータの１つのタイプにおいては、弾性繊
維質マットセパレータは、マイクロファイバーの弾性繊
維質マットから作られ、比較的高い密度および高い引張
強度を有する１つまたは２つの繊維質表面層と、一体的
になり、１つの実施態様として、２つの表面層の間に位
置する比較的低い密度でより弾性に富む繊維質層を含
む。好ましくは、該マットはバインダーを含まず、そし
て該マットの１つ又は複数の該表面層のマイクロファイ
バーは、該弾性層のマイクロファイバーよりも緊密にか
らみ合っており、高い一体性を与える。
【００１１】本発明の第１と第２の実施態様のセパレー
タをつくるために使用される弾性多層繊維質マットは、
好ましくは空気成形弾性繊維質ブランケットから、該空
気成形ブランケットの１つの表面または両表面をハイド
ロからみ合わせ処理（hydroentanglement）（液体とし
て水または酸溶液を使用する）にかけ、ブランケットの
弾性繊維質層内の繊維のからみ合いに対して、ブランケ
ットの主表面にある、あるいは主表面に隣接する繊維の
からみ合いの程度を増大させることによって製造され
る。ブランケットの主表面にある、あるいは主表面に隣
接する繊維の更なるからみ合いにより、それら表面にお
けるブランケットの引張強度は増加し、しかもブランケ
ット内部の弾性繊維質層のレジリエンスは維持される。
その結果、ブランケットから形成された弾性層状繊維質
セパレータは良好な一体性を有し、しかも密封された補
液型電解液蓄電池内の繰り返される圧縮と膨張のサイク
ルの後でもそのレジリエンスを維持する。１つまたは複
数の表面層が形成された後で、ブランケットは乾燥され
て弾性多層繊維質マットが形成される。弾性繊維質マッ
トセパレータは、該弾性繊維質マットを、セパレータの
に所望の寸法と形状に切断することによって該多層マッ
トから製造される。
タをつくるために使用される弾性多層繊維質マットは、
好ましくは空気成形弾性繊維質ブランケットから、該空
気成形ブランケットの１つの表面または両表面をハイド
ロからみ合わせ処理（hydroentanglement）（液体とし
て水または酸溶液を使用する）にかけ、ブランケットの
弾性繊維質層内の繊維のからみ合いに対して、ブランケ
ットの主表面にある、あるいは主表面に隣接する繊維の
からみ合いの程度を増大させることによって製造され
る。ブランケットの主表面にある、あるいは主表面に隣
接する繊維の更なるからみ合いにより、それら表面にお
けるブランケットの引張強度は増加し、しかもブランケ
ット内部の弾性繊維質層のレジリエンスは維持される。
その結果、ブランケットから形成された弾性層状繊維質
セパレータは良好な一体性を有し、しかも密封された補
液型電解液蓄電池内の繰り返される圧縮と膨張のサイク
ルの後でもそのレジリエンスを維持する。１つまたは複
数の表面層が形成された後で、ブランケットは乾燥され
て弾性多層繊維質マットが形成される。弾性繊維質マッ
トセパレータは、該弾性繊維質マットを、セパレータの
に所望の寸法と形状に切断することによって該多層マッ
トから製造される。
【００１２】本発明の補液型電解液蓄電池に使用される
別のタイプの好ましいセパレータにおいては、弾性繊維
質マットセパレータは、好ましくは、その厚さ全体に亘
って実質的に均一な密度を有する、ランダムに配向され
たマイクロファイバーの空気成形弾性フェルト状繊維質
マットから製造される。該弾性繊維質マットは、ランダ
ムに配向したマイクロファイバーの空気成形ブランケッ
トを形成し；その空気成形繊維質ブランケットを水また
は酸溶液のごとき液体で浸漬し；該繊維質ブランケット
を通して真空吸引して繊維質ブランケットから液体を除
去して、ブランケットの厚さを設定し；さらに該繊維質
ブランケットを乾燥して弾性繊維質マットを形成する。
この後で、弾性繊維質マットセパレータが、得られた弾
性繊維質マットを、セパレータのための所望の寸法と形
状に切断することによって製造される。
別のタイプの好ましいセパレータにおいては、弾性繊維
質マットセパレータは、好ましくは、その厚さ全体に亘
って実質的に均一な密度を有する、ランダムに配向され
たマイクロファイバーの空気成形弾性フェルト状繊維質
マットから製造される。該弾性繊維質マットは、ランダ
ムに配向したマイクロファイバーの空気成形ブランケッ
トを形成し；その空気成形繊維質ブランケットを水また
は酸溶液のごとき液体で浸漬し；該繊維質ブランケット
を通して真空吸引して繊維質ブランケットから液体を除
去して、ブランケットの厚さを設定し；さらに該繊維質
ブランケットを乾燥して弾性繊維質マットを形成する。
この後で、弾性繊維質マットセパレータが、得られた弾
性繊維質マットを、セパレータのための所望の寸法と形
状に切断することによって製造される。
【００１３】本発明の補液型電解液蓄電池に使用される
好ましい弾性繊維質マットセパレータの厚さとレジリエ
ンスは、正極板と負極板とを適切に隔てるばかりでな
く、正極板と負極板との間の、あるいはそれらと接触す
る電解液を保持し、各電極板の外周端面を包囲し、弾性
繊維質マットの膨張を通じて各電極板スタックの外側に
電解液溜めをつくる（”マッシュルーム効果”）。ま
た、本発明の補液型電解液蓄電池に使用される好ましい
弾性繊維質マットセパレータは、正極板と負極板の主表
面により均等な圧力を加え、各電極板のグリッドから各
電極板の活性物質が脱落するのを防止し、また、セル
が、各電極板スタックに目に見える損傷を受けることな
く振動に耐える性能を向上させる。加えて、本発明の補
液型電解液蓄電池に使用される好ましい蓄電池セパレー
タの柔軟性は、それらセパレータが破れたり、潰れた
り、あるいは他の破損を蒙ることなく、電極板スタック
の電極板の外周端面のまわりに折りたたまれ、あるいは
巻つけられることを可能にする。
好ましい弾性繊維質マットセパレータの厚さとレジリエ
ンスは、正極板と負極板とを適切に隔てるばかりでな
く、正極板と負極板との間の、あるいはそれらと接触す
る電解液を保持し、各電極板の外周端面を包囲し、弾性
繊維質マットの膨張を通じて各電極板スタックの外側に
電解液溜めをつくる（”マッシュルーム効果”）。ま
た、本発明の補液型電解液蓄電池に使用される好ましい
弾性繊維質マットセパレータは、正極板と負極板の主表
面により均等な圧力を加え、各電極板のグリッドから各
電極板の活性物質が脱落するのを防止し、また、セル
が、各電極板スタックに目に見える損傷を受けることな
く振動に耐える性能を向上させる。加えて、本発明の補
液型電解液蓄電池に使用される好ましい蓄電池セパレー
タの柔軟性は、それらセパレータが破れたり、潰れた
り、あるいは他の破損を蒙ることなく、電極板スタック
の電極板の外周端面のまわりに折りたたまれ、あるいは
巻つけられることを可能にする。
【００１４】図１及び図２は、本発明の補液型電解液蓄
電池２０たとえば補液型電解液鉛／酸蓄電池の第１の実
施形態を略図的に示している。補液型電解液蓄電池２０
は容器（図示せず）を含み、その中には、１つまたは直
列に接続された複数のセルが収容されている。各セル
は、１つまたはそれ以上の正極板２２；１つまたはそれ
以上の負極板２４；正極板２２と負極板２４との間に介
在する１つまたはそれ以上の弾性セパレータ２６；正極
板、負極板およびセパレータに吸収された電解液；正極
板２２を隣接セルまたは電池正端子に接続する正極リー
ド線２８；および負極板２４を隣接セルまたは電池負端
子に接続する負極リード線３０を含む。
電池２０たとえば補液型電解液鉛／酸蓄電池の第１の実
施形態を略図的に示している。補液型電解液蓄電池２０
は容器（図示せず）を含み、その中には、１つまたは直
列に接続された複数のセルが収容されている。各セル
は、１つまたはそれ以上の正極板２２；１つまたはそれ
以上の負極板２４；正極板２２と負極板２４との間に介
在する１つまたはそれ以上の弾性セパレータ２６；正極
板、負極板およびセパレータに吸収された電解液；正極
板２２を隣接セルまたは電池正端子に接続する正極リー
ド線２８；および負極板２４を隣接セルまたは電池負端
子に接続する負極リード線３０を含む。
【００１５】組み立てられた状態で、補液型電解液蓄電
池２０の１つまたはそれ以上のセル内の正極板２２と負
極板２４とは、選ばれた間隔すなわち通常約２．５４乃
至約５．０８ｍｍ（約０．１乃至約０．２インチ）の距
離だけ互いに離れている。蓄電池の有効寿命にわたっ
て、正極板２２と負極板２４は、蓄電池の使用中、電気
エネルギーを生成する化学反応から生ずる形態の変化に
起因して繰り返し膨張し、かつその後その蓄電池が再充
電されたときに収縮する。したがって、蓄電池の有効寿
命にわたって、正極板と負極板との間隔は蓄電池のサイ
クルごとに変化する。そしてセパレータの繰り返される
圧縮と膨張の後に、その蓄電池の中のセパレータがその
厚さを回復し続けることが重要となる。図面には正極板
２２と負極板２４およびセパレータ２６は長方形の形で
示されているが、本発明の補液型電解液蓄電池に使用さ
れる正極板と負極板およびセパレータは他の形状、たと
えば、丸形、正方形、楕円形または他の蓄電池セルで使
用される形状を有することができるが、それらに限定さ
れるものではない。
池２０の１つまたはそれ以上のセル内の正極板２２と負
極板２４とは、選ばれた間隔すなわち通常約２．５４乃
至約５．０８ｍｍ（約０．１乃至約０．２インチ）の距
離だけ互いに離れている。蓄電池の有効寿命にわたっ
て、正極板２２と負極板２４は、蓄電池の使用中、電気
エネルギーを生成する化学反応から生ずる形態の変化に
起因して繰り返し膨張し、かつその後その蓄電池が再充
電されたときに収縮する。したがって、蓄電池の有効寿
命にわたって、正極板と負極板との間隔は蓄電池のサイ
クルごとに変化する。そしてセパレータの繰り返される
圧縮と膨張の後に、その蓄電池の中のセパレータがその
厚さを回復し続けることが重要となる。図面には正極板
２２と負極板２４およびセパレータ２６は長方形の形で
示されているが、本発明の補液型電解液蓄電池に使用さ
れる正極板と負極板およびセパレータは他の形状、たと
えば、丸形、正方形、楕円形または他の蓄電池セルで使
用される形状を有することができるが、それらに限定さ
れるものではない。
【００１６】図１及び図２に示されているように、弾性
セパレータ２６は、そのセパレータ２６のレジリエンス
とその未圧縮厚さまたは膨張厚さとが組み合わさって、
セパレータが電極板２２と２４の外周端面３２と３４な
らびに各主表面を包囲するような程度まで電極板を越え
て延びている。図１及び図２に示されているように、電
極板２２と２４とを完全にセパレータ内に包囲するのが
好ましいが、特定の用途においては、１つまたはそれ以
上の電極板の１つまたはそれ以上の外周端面の一部を包
囲しないままにしておくことが必要または望ましいこと
もある。たとえば、セルのためにわずかな限られた追加
の溜め容量が必要または望ましい場合、あるいは、セル
内に活性物質が脱落してくるのがある程度まで許容され
得る場合には、各電極板のただ１つの端面（たとえば底
端面）のみを、この端面を越えてセパレータ材料を延在
させることにより包囲して、電解液溜めを形成し、各電
極板の下部端面を包囲しても良い。図５は、各電極板の
下部端面と側部端面が包囲されており、各電極板の上部
端面は包囲されていない、本発明の補液型電解液蓄電池
２０’の例を示している。
セパレータ２６は、そのセパレータ２６のレジリエンス
とその未圧縮厚さまたは膨張厚さとが組み合わさって、
セパレータが電極板２２と２４の外周端面３２と３４な
らびに各主表面を包囲するような程度まで電極板を越え
て延びている。図１及び図２に示されているように、電
極板２２と２４とを完全にセパレータ内に包囲するのが
好ましいが、特定の用途においては、１つまたはそれ以
上の電極板の１つまたはそれ以上の外周端面の一部を包
囲しないままにしておくことが必要または望ましいこと
もある。たとえば、セルのためにわずかな限られた追加
の溜め容量が必要または望ましい場合、あるいは、セル
内に活性物質が脱落してくるのがある程度まで許容され
得る場合には、各電極板のただ１つの端面（たとえば底
端面）のみを、この端面を越えてセパレータ材料を延在
させることにより包囲して、電解液溜めを形成し、各電
極板の下部端面を包囲しても良い。図５は、各電極板の
下部端面と側部端面が包囲されており、各電極板の上部
端面は包囲されていない、本発明の補液型電解液蓄電池
２０’の例を示している。
【００１７】図１及び図２に示されているように、一連
の個々の弾性セパレータ２６が正極板２２と負極板２４
を離すべく存在している。電極板スタックの各末端に位
置し、末端電極板の外側主表面と端面を包囲している弾
性セパレータ２６’を例外として、各弾性セパレータ２
６は２つの電極板の中間に位置しており、各電極板の外
周端面を越えて選ばれた距離だけ延在しているが、その
距離は、各セパレータのレジリエンスがそのセパレータ
の未圧縮厚さまたは膨張厚さと組み合わされて、さらに
加えては、一連のセパレータの中の隣接する一つの又は
複数のセパレータのレジリエンスと未圧縮厚さまたは膨
張厚さとが組み合わさって、各セパレータを電極板スタ
ック中の各電極板の外周端面に当接せしめ、そして各電
極板の外周端面を含めて各電極板をセパレータの中に包
囲してしまうことを保証するのに十分な距離である。
の個々の弾性セパレータ２６が正極板２２と負極板２４
を離すべく存在している。電極板スタックの各末端に位
置し、末端電極板の外側主表面と端面を包囲している弾
性セパレータ２６’を例外として、各弾性セパレータ２
６は２つの電極板の中間に位置しており、各電極板の外
周端面を越えて選ばれた距離だけ延在しているが、その
距離は、各セパレータのレジリエンスがそのセパレータ
の未圧縮厚さまたは膨張厚さと組み合わされて、さらに
加えては、一連のセパレータの中の隣接する一つの又は
複数のセパレータのレジリエンスと未圧縮厚さまたは膨
張厚さとが組み合わさって、各セパレータを電極板スタ
ック中の各電極板の外周端面に当接せしめ、そして各電
極板の外周端面を含めて各電極板をセパレータの中に包
囲してしまうことを保証するのに十分な距離である。
【００１８】換言すれば、補液型電解液蓄電池２０の弾
性セパレータ２６は選ばれた１つの方向または複数の方
向（図１及び図２の場合では水平方向と垂直方向）の寸
法が、正極板２２と負極板２４の主表面の選ばれた１つ
または複数の方向の対応する寸法よりも大きく、そのた
めに弾性セパレータ２６は、電極板スタック中の各電極
板の外周端面を越えて延びている。選択された１つまた
は複数の方向におけるセパレータの寸法は、その選択さ
れた１つまたは複数の方向における各電極板の対応する
寸法よりも十分に大きく、その選択された１つまたは複
数の方向で各電極板の外周端面の外側に、ある量の弾性
繊維質セパレータ材料が提供され、この量は、弾性繊維
質セパレータ材料のレジリエンスに起因して、組み立て
られた時の電極板間の選択された間隔すなわち距離に少
なくとも等しい膨張厚さまたは未圧縮厚さに、隣接電極
板の１つの外周端面の厚さを加えた厚さまで膨張するの
に十分な量である。すなわち、各セパレータ２６の、選
択された１つまたは複数の方向における各電極板の外側
に存在する弾性繊維質セパレータ材料は、２つの隣接す
る電極板のそれぞれの端面厚さの少なくとも半分を超え
て延びており、２つの隣接電極板の外周端面を少なくと
も部分的に包囲している。一連のセパレータの中の隣接
するセパレータ２６と２６’の、各電極板の外周端面外
側に膨張した弾性繊維質セパレータ材料は、互いに当接
しそして協働して、選択された１つまたは複数の方向に
おいて各電極板の端面を完全に包囲する。
性セパレータ２６は選ばれた１つの方向または複数の方
向（図１及び図２の場合では水平方向と垂直方向）の寸
法が、正極板２２と負極板２４の主表面の選ばれた１つ
または複数の方向の対応する寸法よりも大きく、そのた
めに弾性セパレータ２６は、電極板スタック中の各電極
板の外周端面を越えて延びている。選択された１つまた
は複数の方向におけるセパレータの寸法は、その選択さ
れた１つまたは複数の方向における各電極板の対応する
寸法よりも十分に大きく、その選択された１つまたは複
数の方向で各電極板の外周端面の外側に、ある量の弾性
繊維質セパレータ材料が提供され、この量は、弾性繊維
質セパレータ材料のレジリエンスに起因して、組み立て
られた時の電極板間の選択された間隔すなわち距離に少
なくとも等しい膨張厚さまたは未圧縮厚さに、隣接電極
板の１つの外周端面の厚さを加えた厚さまで膨張するの
に十分な量である。すなわち、各セパレータ２６の、選
択された１つまたは複数の方向における各電極板の外側
に存在する弾性繊維質セパレータ材料は、２つの隣接す
る電極板のそれぞれの端面厚さの少なくとも半分を超え
て延びており、２つの隣接電極板の外周端面を少なくと
も部分的に包囲している。一連のセパレータの中の隣接
するセパレータ２６と２６’の、各電極板の外周端面外
側に膨張した弾性繊維質セパレータ材料は、互いに当接
しそして協働して、選択された１つまたは複数の方向に
おいて各電極板の端面を完全に包囲する。
【００１９】図３は本発明の補液型電解液蓄電池の一部
分を示しており、この場合には電極板スタック内の１つ
おきの電極板が、その外周端面の一部を包む弾性セパレ
ータ１２６を有している。図示したように、弾性セパレ
ータ１２６は正極板２２の下部端面を包んでいるが、弾
性セパレータ１２６は正極板でなく負極板２６の端面部
分を包んでいてもよく、また、弾性セパレータが包む端
面部分は下部端面部分以外であってもよい。図１及び図
２の実施形態の場合のように、各電極板の外周端面の外
側のセパレータ１２６の部分は、膨張し相互に当接して
電極板２２と２４の各主表面と各外周端面をセパレータ
材料の中に包囲している。さらに、所望の場合は、図１
及び図２の実施形態の場合に記載したように、各電極板
の外周端面の一部を包囲しないままとしておくこともで
きる。
分を示しており、この場合には電極板スタック内の１つ
おきの電極板が、その外周端面の一部を包む弾性セパレ
ータ１２６を有している。図示したように、弾性セパレ
ータ１２６は正極板２２の下部端面を包んでいるが、弾
性セパレータ１２６は正極板でなく負極板２６の端面部
分を包んでいてもよく、また、弾性セパレータが包む端
面部分は下部端面部分以外であってもよい。図１及び図
２の実施形態の場合のように、各電極板の外周端面の外
側のセパレータ１２６の部分は、膨張し相互に当接して
電極板２２と２４の各主表面と各外周端面をセパレータ
材料の中に包囲している。さらに、所望の場合は、図１
及び図２の実施形態の場合に記載したように、各電極板
の外周端面の一部を包囲しないままとしておくこともで
きる。
【００２０】図４は本発明の補液型電解液蓄電池の一部
分を示しており、この場合には、電極板スタック内のそ
れぞれの電極板が、その外周端面の一部を包む弾性セパ
レータ２２６を有している。図示したように、弾性セパ
レータ２２６は電極板２２と２４の下部端面部分を包ん
でいるが、弾性セパレータ２２６は下部端面以外の電極
板２２と２４の他の端面部分を包むこともできる。図１
及び図２の実施形態の場合のように、各電極板の外周端
面の外側のセパレータ２２６の部分は、膨張し、相互に
当接して電極板２２と２４の各主表面と各外周端面をセ
パレータ材料の中に包囲する。さらに、所望の場合は、
図１及び図２の実施形態のように、各電極板の外周端面
の一部分を包囲しないままとしておくこともできる。
分を示しており、この場合には、電極板スタック内のそ
れぞれの電極板が、その外周端面の一部を包む弾性セパ
レータ２２６を有している。図示したように、弾性セパ
レータ２２６は電極板２２と２４の下部端面部分を包ん
でいるが、弾性セパレータ２２６は下部端面以外の電極
板２２と２４の他の端面部分を包むこともできる。図１
及び図２の実施形態の場合のように、各電極板の外周端
面の外側のセパレータ２２６の部分は、膨張し、相互に
当接して電極板２２と２４の各主表面と各外周端面をセ
パレータ材料の中に包囲する。さらに、所望の場合は、
図１及び図２の実施形態のように、各電極板の外周端面
の一部分を包囲しないままとしておくこともできる。
【００２１】好ましくは、本発明の補液型電解液蓄電池
に使用されるセパレータ２６、１２６および２２６は空
気成形弾性繊維質マットからつくられる。各マットは、
（ａ）弾性層と、繊維のからみ合いによる、より大きな
密度を有し、かつセパレータに付加的一体性を与える１
つまたは２つのいずれかの表面層とからなるか、あるい
は、（ｂ）厚さ全体に亘って密度と繊維のからみ合いが
実質的に均一である１つの弾性層からなる。本発明の補
液型電解液蓄電池に使用される好ましいセパレータは、
ガラスマイクロファイバー、重合体マイクロファイバ
ー、またはこれらの混合物からつくられ、混合物はセル
ロース繊維を含有しうる。これらの中で最も好ましいの
はガラスマイクロファイバーである。弾性セパレータ２
６、１２６および２２６のガラスマイクロファイバーと
重合体マイクロファイバーは約０．５乃至約３．０ミク
ロンの平均繊維直径を有する。より好ましくはその平均
繊維直径は約１．０乃至約２．０ミクロンであり、最も
好ましくは、約１．２乃至約１．７ミクロンである。好
ましいセパレータ２６、１２６および２２６は約５０乃
至約４５０グラム／平方メートル、より好ましくは、約
７５乃至約１５０グラム／平方メートルの重量を有す
る。好ましくは、弾性セパレータ２６、１２６、２２６
はバインダーを使用せず、繊維のからみ合いによって繊
維が相互に保持される。さらに、弾性セパレータ２６、
１２６および２２６は、それを通じて電極板間に活性物
質の成長またはデンドライトが容易に形成されるよう
な、弾性セパレータを貫通する開口を有していないのが
好ましい。
に使用されるセパレータ２６、１２６および２２６は空
気成形弾性繊維質マットからつくられる。各マットは、
（ａ）弾性層と、繊維のからみ合いによる、より大きな
密度を有し、かつセパレータに付加的一体性を与える１
つまたは２つのいずれかの表面層とからなるか、あるい
は、（ｂ）厚さ全体に亘って密度と繊維のからみ合いが
実質的に均一である１つの弾性層からなる。本発明の補
液型電解液蓄電池に使用される好ましいセパレータは、
ガラスマイクロファイバー、重合体マイクロファイバ
ー、またはこれらの混合物からつくられ、混合物はセル
ロース繊維を含有しうる。これらの中で最も好ましいの
はガラスマイクロファイバーである。弾性セパレータ２
６、１２６および２２６のガラスマイクロファイバーと
重合体マイクロファイバーは約０．５乃至約３．０ミク
ロンの平均繊維直径を有する。より好ましくはその平均
繊維直径は約１．０乃至約２．０ミクロンであり、最も
好ましくは、約１．２乃至約１．７ミクロンである。好
ましいセパレータ２６、１２６および２２６は約５０乃
至約４５０グラム／平方メートル、より好ましくは、約
７５乃至約１５０グラム／平方メートルの重量を有す
る。好ましくは、弾性セパレータ２６、１２６、２２６
はバインダーを使用せず、繊維のからみ合いによって繊
維が相互に保持される。さらに、弾性セパレータ２６、
１２６および２２６は、それを通じて電極板間に活性物
質の成長またはデンドライトが容易に形成されるよう
な、弾性セパレータを貫通する開口を有していないのが
好ましい。
【００２２】弾性セパレータ２６、１２６および２２６
は、好ましくは、それらの主表面に垂直な１．５ポンド
／平方インチ（以下”１．５ｐｓｉ”と記す）の荷重が
加えられた時に、組み立てた時の蓄電池セルの電極板２
２と２４の間の選択された距離にほぼ等しいか、または
それより大きい（組み立てられた時の電極板２２と２４
との間の選択された距離の１００％より大きい）厚さを
有する。前記したように、各弾性セパレータ２６、１２
６および２２６の膨張厚さ、または未圧縮厚さは、組み
立てられた時の蓄電池セルの隣接電極板２２と２４の間
の間隔の幅に、その蓄電池セルの隣接電極板２２と２４
のそれぞれの端面厚さの少なくとも半分を加えた分だけ
各セパレータが延在するような厚さであり、その結果、
各電極板の外周端面を越えたセパレータの膨張部分は、
電極板の外周端面上に延在し、それを包囲している。
は、好ましくは、それらの主表面に垂直な１．５ポンド
／平方インチ（以下”１．５ｐｓｉ”と記す）の荷重が
加えられた時に、組み立てた時の蓄電池セルの電極板２
２と２４の間の選択された距離にほぼ等しいか、または
それより大きい（組み立てられた時の電極板２２と２４
との間の選択された距離の１００％より大きい）厚さを
有する。前記したように、各弾性セパレータ２６、１２
６および２２６の膨張厚さ、または未圧縮厚さは、組み
立てられた時の蓄電池セルの隣接電極板２２と２４の間
の間隔の幅に、その蓄電池セルの隣接電極板２２と２４
のそれぞれの端面厚さの少なくとも半分を加えた分だけ
各セパレータが延在するような厚さであり、その結果、
各電極板の外周端面を越えたセパレータの膨張部分は、
電極板の外周端面上に延在し、それを包囲している。
【００２３】弾性層と１つまたは２つの表面層とを含
む、本発明の蓄電池に使用される多層セパレータにおい
ては、該セパレータの複数層は、好ましくは一体的であ
る。該セパレータの１つまたは複数の表面層中の繊維
は、該弾性層よりもからみ合っており、また、１つ又は
複数の表面層は該弾性層よりもコンパクトであり、かつ
大きい密度を有する。よりコンパクトで密な表面層は、
セパレータ２６、１２６および２２６の引張強度を増加
させ、かつまたセパレータの一方または両方の表面の破
断抵抗性を増加させる。他方、さほどコンパクトでな
い、密度の低い弾性層内のからみ合いの少ない繊維は、
セパレータ２６、１２６および２２６に必要な弾性と電
解液保持容量とを与える。弾性セパレータ２６、１２６
および２２６が２つの表面層を備えている場合には、弾
性層は表面層の間に存在する。２つの表面層の繊維のか
らみ合いの程度と密度とは等しくてもよいし、あるいは
一方の表面層が他方の表面層よりも繊維のからみ合いの
程度が高く、且つよりコンパクトで、より密度が高くて
もよい。
む、本発明の蓄電池に使用される多層セパレータにおい
ては、該セパレータの複数層は、好ましくは一体的であ
る。該セパレータの１つまたは複数の表面層中の繊維
は、該弾性層よりもからみ合っており、また、１つ又は
複数の表面層は該弾性層よりもコンパクトであり、かつ
大きい密度を有する。よりコンパクトで密な表面層は、
セパレータ２６、１２６および２２６の引張強度を増加
させ、かつまたセパレータの一方または両方の表面の破
断抵抗性を増加させる。他方、さほどコンパクトでな
い、密度の低い弾性層内のからみ合いの少ない繊維は、
セパレータ２６、１２６および２２６に必要な弾性と電
解液保持容量とを与える。弾性セパレータ２６、１２６
および２２６が２つの表面層を備えている場合には、弾
性層は表面層の間に存在する。２つの表面層の繊維のか
らみ合いの程度と密度とは等しくてもよいし、あるいは
一方の表面層が他方の表面層よりも繊維のからみ合いの
程度が高く、且つよりコンパクトで、より密度が高くて
もよい。
【００２４】本発明の蓄電池の多層セパレータを形成す
るために使用される弾性繊維質マットを製造するための
好ましい方法は、１つまたは複数のブランケット形成ス
テーションで空気成形ブランケット形成法によってラン
ダムに配向された、からみ合った繊維の繊維質ブランケ
ットを形成し；その空気成形ブランケットを、必要な場
合には、ニードルポンチタッキングステーションでニー
ドルポンチングして空気成形ブランケットにさらに高い
一体性を与え；このブランケットを１つまたは２つのハ
イドロからみ合わせ処理ステーションに通して、ブラン
ケットの一方または両方の主表面の繊維およびそれに隣
接する繊維をさらにからみ合わせて弾性繊維質マットを
形成し；その弾性繊維質マットを真空抽出装置および通
常の乾燥器または炉に通して弾性繊維質マットを乾燥
し；更に巻き取りステーションなどで貯蔵、出荷または
さらなる加工処理のために、その弾性繊維質マットを集
める。
るために使用される弾性繊維質マットを製造するための
好ましい方法は、１つまたは複数のブランケット形成ス
テーションで空気成形ブランケット形成法によってラン
ダムに配向された、からみ合った繊維の繊維質ブランケ
ットを形成し；その空気成形ブランケットを、必要な場
合には、ニードルポンチタッキングステーションでニー
ドルポンチングして空気成形ブランケットにさらに高い
一体性を与え；このブランケットを１つまたは２つのハ
イドロからみ合わせ処理ステーションに通して、ブラン
ケットの一方または両方の主表面の繊維およびそれに隣
接する繊維をさらにからみ合わせて弾性繊維質マットを
形成し；その弾性繊維質マットを真空抽出装置および通
常の乾燥器または炉に通して弾性繊維質マットを乾燥
し；更に巻き取りステーションなどで貯蔵、出荷または
さらなる加工処理のために、その弾性繊維質マットを集
める。
【００２５】本発明の蓄電池に使用されるセパレータの
ためには、繊維質ブランケットの形成のために、いくつ
かの理由から、湿式成形方法よりも空気成形方法を使用
するのが好ましい。繊維質ブランケット形成のための空
気成形方法の場合では、湿式成形方法とは異なり、繊維
のハイドロパルプ化はない。湿式成形方法における繊維
のハイドロパルプ化は繊維をより短い長さに破断し、こ
れによってマット内の繊維のからみ合いの程度、マット
のレジリエンスおよびマットの引張強度は低下する。空
気成形方法の場合では、繊維は繊維化装置によって製造
することができ、そしてランダムに配向され、且つから
み合った繊維を集めて、繊維のハイドロパルプ化を何ら
行うことなしに、繊維質ブランケットを形成することが
できる。
ためには、繊維質ブランケットの形成のために、いくつ
かの理由から、湿式成形方法よりも空気成形方法を使用
するのが好ましい。繊維質ブランケット形成のための空
気成形方法の場合では、湿式成形方法とは異なり、繊維
のハイドロパルプ化はない。湿式成形方法における繊維
のハイドロパルプ化は繊維をより短い長さに破断し、こ
れによってマット内の繊維のからみ合いの程度、マット
のレジリエンスおよびマットの引張強度は低下する。空
気成形方法の場合では、繊維は繊維化装置によって製造
することができ、そしてランダムに配向され、且つから
み合った繊維を集めて、繊維のハイドロパルプ化を何ら
行うことなしに、繊維質ブランケットを形成することが
できる。
【００２６】前記したように、弾性繊維質セパレータ２
６、１２６および２２６は、好ましくはガラスマイクロ
ファイバー、重合体マイクロファイバーまたはそれらの
混合物のブランケットからつくられる。しかし、ランダ
ムに配向し、からみ合った繊維の繊維質ブランケットを
形成するために使用される最も好ましい繊維は、炎減衰
（flame attenuated）ガラスマイクロファイバーであ
る。この繊維は、通常のフィーダーまたは溶融ガラスの
ポットから連続一次ガラスフィラメントを延伸し、更に
その連続一次ガラスフィラメントを炎減衰バーナーたと
えばSelas バーナーの高エネルギーガスブラストの中に
導入し、そこで連続フィラメントを再加熱し、減衰さ
せ、そして所望の平均直径の微小直径ステープルガラス
ファイバーにすることにより製造される。炎減衰ガラス
ファイバーが好ましいけれども、他の繊維も、炎減衰ガ
ラスファイバーの代わりにまたはそれと一緒に使用して
繊維質ブランケットを形成する。他の繊維の例として
は、回転繊維化法で製造されたガラス繊維、ポリエステ
ル繊維、プロピレン繊維および溶融吹出し重合体繊維を
含む他の重合体繊維ならびにこれらの混合物などがあげ
られる。さらに、繊維混合物の一部として、セルロース
繊維も繊維質ブランケットの繊維に含有させることがで
きる。
６、１２６および２２６は、好ましくはガラスマイクロ
ファイバー、重合体マイクロファイバーまたはそれらの
混合物のブランケットからつくられる。しかし、ランダ
ムに配向し、からみ合った繊維の繊維質ブランケットを
形成するために使用される最も好ましい繊維は、炎減衰
（flame attenuated）ガラスマイクロファイバーであ
る。この繊維は、通常のフィーダーまたは溶融ガラスの
ポットから連続一次ガラスフィラメントを延伸し、更に
その連続一次ガラスフィラメントを炎減衰バーナーたと
えばSelas バーナーの高エネルギーガスブラストの中に
導入し、そこで連続フィラメントを再加熱し、減衰さ
せ、そして所望の平均直径の微小直径ステープルガラス
ファイバーにすることにより製造される。炎減衰ガラス
ファイバーが好ましいけれども、他の繊維も、炎減衰ガ
ラスファイバーの代わりにまたはそれと一緒に使用して
繊維質ブランケットを形成する。他の繊維の例として
は、回転繊維化法で製造されたガラス繊維、ポリエステ
ル繊維、プロピレン繊維および溶融吹出し重合体繊維を
含む他の重合体繊維ならびにこれらの混合物などがあげ
られる。さらに、繊維混合物の一部として、セルロース
繊維も繊維質ブランケットの繊維に含有させることがで
きる。
【００２７】セパレータ２６、１２６および２２６が、
その厚さ全体に亘って、均一な密度と均一な繊維のから
み合い程度とを有する１つの弾性層からなる弾性繊維質
マットから製造される場合、弾性マイクロファイバーマ
ットは、好ましくは多層セパレータの製造に関して上記
した方法と同じ方法で、ランダムに配向されたマイクロ
ファイバーの空気成形ブランケットを最初に形成するこ
とによって製造される。この後に、その繊維質ブランケ
ットを液体浴、たとえば、水または酸溶液の浴に通して
液体で飽和または浸漬する。次に、この飽和されたブラ
ンケットを金網スクリーンコンベヤー上で真空抽出器に
通す。真空抽出器は、繊維質ブランケットから、そのブ
ランケットを通して液体を吸引し、ブランケットの厚さ
を設定する。この後に、その繊維質ブランケットを、炉
内でまたは他の通常の乾燥手段で乾燥して弾性繊維質マ
ットの形成を完結させる。
その厚さ全体に亘って、均一な密度と均一な繊維のから
み合い程度とを有する１つの弾性層からなる弾性繊維質
マットから製造される場合、弾性マイクロファイバーマ
ットは、好ましくは多層セパレータの製造に関して上記
した方法と同じ方法で、ランダムに配向されたマイクロ
ファイバーの空気成形ブランケットを最初に形成するこ
とによって製造される。この後に、その繊維質ブランケ
ットを液体浴、たとえば、水または酸溶液の浴に通して
液体で飽和または浸漬する。次に、この飽和されたブラ
ンケットを金網スクリーンコンベヤー上で真空抽出器に
通す。真空抽出器は、繊維質ブランケットから、そのブ
ランケットを通して液体を吸引し、ブランケットの厚さ
を設定する。この後に、その繊維質ブランケットを、炉
内でまたは他の通常の乾燥手段で乾燥して弾性繊維質マ
ットの形成を完結させる。
【００２８】ハイドロからみ合わせ処理した表面層を有
する多層マットと同様に、単層マットを形成する上記方
法には繊維のハイドロパルプ化は存在しない。酸溶液を
使用して多層マット中の繊維を、ハイドロからみ合わせ
処理するか、または繊維ブランケットを浸漬させる場
合、酸溶液は繊維の表面を加水分解し、繊維の交差する
点で繊維同士を結合する。
する多層マットと同様に、単層マットを形成する上記方
法には繊維のハイドロパルプ化は存在しない。酸溶液を
使用して多層マット中の繊維を、ハイドロからみ合わせ
処理するか、または繊維ブランケットを浸漬させる場
合、酸溶液は繊維の表面を加水分解し、繊維の交差する
点で繊維同士を結合する。
【００２９】本発明の補液型電解液蓄電池の多層および
単層の弾性繊維質セパレータ２６、１２６および２２６
は、いずれも好ましくは： （ａ）正極板と負極板との間の間隔を維持し、かつセル
内で短絡が生じるのを防止するセルの正極板と負極板間
の弾性セパレータとして； （ｂ）電解液を、セル内の正極板と負極板との間に、各
電極板と接触した状態に保持するための溜めとして； （ｃ）弾性セパレータの電解液保持容量を増加させるた
めの延在した溜めとして；さらには （ｄ）各電極板を、その外周端面を含めて全体的に、ま
たは部分的に包囲して電極脱落を防止するための手段と
して機能する。すなわち、独特な被包囲型電極板を有す
る本発明の補液型電解液蓄電池は、従来技術の補液型電
解液蓄電池に係る前記諸問題に対する解決を提供するも
のである。
単層の弾性繊維質セパレータ２６、１２６および２２６
は、いずれも好ましくは： （ａ）正極板と負極板との間の間隔を維持し、かつセル
内で短絡が生じるのを防止するセルの正極板と負極板間
の弾性セパレータとして； （ｂ）電解液を、セル内の正極板と負極板との間に、各
電極板と接触した状態に保持するための溜めとして； （ｃ）弾性セパレータの電解液保持容量を増加させるた
めの延在した溜めとして；さらには （ｄ）各電極板を、その外周端面を含めて全体的に、ま
たは部分的に包囲して電極脱落を防止するための手段と
して機能する。すなわち、独特な被包囲型電極板を有す
る本発明の補液型電解液蓄電池は、従来技術の補液型電
解液蓄電池に係る前記諸問題に対する解決を提供するも
のである。
【００３０】本発明の説明において、特定の実施態様を
使用して本発明およびその実施を説明している。しか
し、これら実施態様に本発明は限定されるものではな
く、本明細書を読めば、他の実施態様および変形が当業
者によって容易に想到されうる。したがって、本発明
は、上記の特定の実施態様に限定されるべきものではな
く、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべき
ものである。
使用して本発明およびその実施を説明している。しか
し、これら実施態様に本発明は限定されるものではな
く、本明細書を読めば、他の実施態様および変形が当業
者によって容易に想到されうる。したがって、本発明
は、上記の特定の実施態様に限定されるべきものではな
く、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべき
ものである。
【図１】図１は、本発明の補液型電解液蓄電池の一実施
形態の概略的斜視図であり、正極板と負極板との間に配
置され、各電極板の各主表面と各端面とを包囲している
弾性繊維質マットを示すため一部が破断されている。
形態の概略的斜視図であり、正極板と負極板との間に配
置され、各電極板の各主表面と各端面とを包囲している
弾性繊維質マットを示すため一部が破断されている。
【図２】図２は図１の２−２線方向に表した概略的部分
断面図である。
断面図である。
【図３】図３は、本発明の補液型電解液蓄電池の他の実
施形態の概略的断面図であり、各電極板の各主表面と各
端面とが、電極板を１つおきに包んでいるセパレータに
よって包囲されている形態を示す。
施形態の概略的断面図であり、各電極板の各主表面と各
端面とが、電極板を１つおきに包んでいるセパレータに
よって包囲されている形態を示す。
【図４】図４は、本発明の補液型電解液蓄電池のさらに
他の実施形態の概略的断面図であり、各電極板の各主表
面と各端面とが、各電極板を包んでいるセパレータによ
って包囲されている形態を示す。
他の実施形態の概略的断面図であり、各電極板の各主表
面と各端面とが、各電極板を包んでいるセパレータによ
って包囲されている形態を示す。
【図５】図５は、各電極板の上部端面が弾性セパレータ
によって包囲されていない本発明のさらに他の実施形態
の補液型電解液蓄電池の概略的斜視図である。
によって包囲されていない本発明のさらに他の実施形態
の補液型電解液蓄電池の概略的斜視図である。
２０、２０’ 補液型電解液蓄電池 ２２ 正極板 ２４ 負極板 ２６、２６’、１２６、２２６ 弾性セパレータ ２８ 正極リード線 ３０ 負極リード線 ３２、３４ 電極板の外周端面
Claims (21)
- 【請求項１】 正極板と負極板であって、該各電極板の
各主表面が、組み立てられた状態の蓄電池内において互
いにある選ばれた距離だけ離れており、該電極板のそれ
ぞれが該各主表面の間にある外周端面を有している正極
板と負極板とを含む極板スタックを収容する容器；該各
電極板の間に介在している第１のセパレータ；該各電極
板及び該セパレータ中に吸収された電解液；該正極板を
蓄電池正端子に接続している正極リード線；及び該負極
板を蓄電池負端子に接続している負極リード線を有する
補液型電解液蓄電池であって：該第１のセパレータが弾
性繊維質材料であり；且つ該第１のセパレータが、該各
電極板の該各主表面の第１の方向における対応する寸法
よりも大きい第１の方向の寸法を有しており、そのため
該第１のセパレータが、該各電極板のそれぞれの該第１
の方向における該外周端面の一部を越えて延びており；
且つ該第１のセパレータの該第１の方向における該寸法
が該各電極板の該各外周端面の該各部分の外側に、ある
量の弾性繊維質セパレータ材料を与えるのに十分な大き
さであり、該弾性繊維質セパレータ材料のレジリエンス
による回復時の厚さが、少なくとも前記の各電極板間の
選ばれた間隔に、該電極板のそれぞれの該外周端面の厚
さの半分を加えたものに等しく、それによって該第１の
方向における該各電極板端面の該部分の外側の該弾性繊
維質セパレータ材料が該電極板のそれぞれの端面厚さの
少なくとも半分を越えて延びていることで該各電極板の
該各端面を少なくとも部分的に包囲していることを特徴
とする補液型電解液蓄電池。 - 【請求項２】 前記第１のセパレータの第１の方向にお
ける寸法が、前記各電極板の各主表面の第１の方向の対
応する寸法よりも、前記セパレータが前記各電極板の各
外周端面中の第１の方向の相対向する各部分を越えて延
在する程度に大きく；且つ前記第１のセパレータの第１
の方向における寸法が、前記各電極板の各外周端面中の
該相対向する各部分の外側に、ある量の弾性繊維質セパ
レータ材料を与えるのに十分な大きさであり、前記弾性
繊維質セパレータ材料のレジリエンスによる回復時の厚
さが、少なくとも前記の各電極板間の選ばれた間隔に、
前記電極板のそれぞれの外周端面の厚さの半分を加えた
ものに等しく、それによって前記第１の方向における前
記各電極板端面中の該相対向する各部分の外側の前記弾
性繊維質セパレータ材料が前記電極板のそれぞれの端面
厚さの少なくとも半分を越えて延びていることで前記各
電極板の前記各端面中の該相対向する各部分を少なくと
も部分的に包囲している請求項１記載の補液型電解液蓄
電池。 - 【請求項３】 前記第１のセパレータの前記第１の方向
に垂直な第２の方向における寸法が、前記各電極板の各
主表面の該第２の方向の対応する寸法よりも、前記セパ
レータが前記各電極板の各外周端面中の該第２の方向の
第２の相対向する各部分を越えて延在する程度に大き
く；且つ前記第１のセパレータの該第２の方向における
寸法が、前記各電極板の各外周端面中の該第２の相対向
する各部分の外側に、ある量の弾性繊維質セパレータ材
料を与えるのに十分な大きさであり、前記弾性繊維質セ
パレータ材料のレジリエンスによる回復時の厚さが、少
なくとも前記の各電極板間の選ばれた間隔に、前記電極
板のそれぞれの外周端面の厚さの半分を加えたものに等
しく、それによって前記各電極板の各外周端面中の該第
２の相対向する各部分の外側の前記弾性繊維質セパレー
タ材料が、前記電極板のそれぞれの端面厚さの少なくと
も半分を越えて延びていることで前記各電極板の各端面
中の該第２の相対向する各部分を少なくとも部分的に包
囲している請求項２記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項４】 前記弾性繊維質材料が第１及び第２の各
主表面を有するマイクロファイバーの弾性繊維質マット
であり；該弾性繊維質マットが第１の繊維質層を有し、
該第１の繊維質層がある密度と、引張強度と、レジリア
ンスとを有しており；前記弾性繊維質マットが第２の繊
維質層を有し、該第２の繊維質層がある密度と、引張強
度と、レジリアンスとを有しており；前記弾性繊維質マ
ットの該第１の主表面が該第１の繊維質層の外側表面で
あり；該第１の繊維質層の密度と引張強度が該第２の繊
維質層の密度と引張強度よりも大きく；該第２の繊維質
層のレジリアンスが該第１の繊維質層のレジリアンスよ
りも大きく；且つ該第１の繊維質層と該第２の繊維質層
とが一体となっている請求項３記載の補液型電解液蓄電
池。 - 【請求項５】 前記弾性繊維質マットの前記第１の繊維
質層内のマイクロファイバーが前記第２の繊維質層内の
マイクロファイバーに比べよりからみ合っている請求項
４記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項６】 前記第１の繊維質層内のマイクロファイ
バーがハイドロからみ合い処理してある請求項５記載の
補液型電解液蓄電池。 - 【請求項７】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷重
を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離にほぼ等
しい厚さを有する請求項３記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項８】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷重
を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離よりも大
きい厚さを有する請求項３記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項９】 前記弾性繊維質材料が約０．５乃至３．
０ミクロンの平均直径を有するガラスマイクロファイバ
ーの空気成形弾性繊維質マットであり；該弾性繊維質マ
ットが１平方メートルあたり約５０乃至４５０グラムの
重量で、且つ第１及び第２の各主表面を有しており；該
弾性繊維質マットが第１の繊維質層を有し、該第１の繊
維質層がある密度と、引張強度と、レジリアンスとを有
しており；該弾性繊維質マットが第２の繊維質層を有
し、該第２の繊維質層がある密度と、引張強度と、レジ
リアンスとを有しており；該弾性繊維質マットの第１の
主表面が該第１の繊維質層の外側表面であり；該第１の
繊維質層の密度と引張強度が第２の繊維質層の密度と引
張強度よりも大きく；該第２の繊維質層のレジリアンス
が第１の繊維質層のレジリアンスよりも大きく；且つ該
第１の繊維質層と第２の繊維質層とが一体であり；更に
該弾性繊維質マットが第３の繊維質層を含み；該繊維質
マットの第２の主表面が該第３の繊維質層の外側表面で
あり；該第３の繊維質層が該第２の繊維質層の密度と引
張強度よりも大きい密度と引張強度とを有しており；該
第２の繊維質層のレジリエンスが該第３の繊維質層のレ
ジリエンスよりも大きく；該第２の繊維質層が該第１及
び第３の各繊維質層の間にあり；且つ該第３の繊維質層
が該第１及び第２の各繊維質層と一体である請求項３記
載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項１０】 前記弾性繊維質マットの前記第１及び
第３の繊維質層内のマイクロファイバーが前記第２の繊
維質層内のマイクロファイバーに比べよりからみ合って
いる請求項９記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項１１】 前記第１及び第２の繊維質層内のマイ
クロファイバーがハイドロからみ合い処理されている請
求項１０記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項１２】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷
重を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離にほぼ
等しい厚さを有する請求項９記載の補液型電解液蓄電
池。 - 【請求項１３】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷
重を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離よりも
大きい厚さを有する請求項９記載の補液型電解液蓄電
池。 - 【請求項１４】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷
重を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離にほぼ
等しい厚さを有し、且つ前記セパレータが前記セパレー
タの厚さ方向の全体に亘って実質的に均一な密度を有し
ている請求項３記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項１５】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷
重を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離より大
きい厚さを有し、且つ前記セパレータが前記セパレータ
の厚さ方向の全体に亘って実質的に均一な密度を有して
いる請求項３記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項１６】 前記セパレータが、前記各電極板の１
つの前記外周板端面の前記相対向する各部分以外の前記
外周端面の一部を包囲している請求項２記載の補液型電
解液蓄電池。 - 【請求項１７】 前記第１のセパレータと実質的に同様
であり、前記各電極板の１つの第２の主表面と接触して
いる第２のセパレータを有しており、そのため該電極板
が前記第１及び該第２のセパレータの間に介在してお
り；該第２のセパレータのセパレータ材料が前記第１の
セパレータのセパレータ材料と該介在電極板の外部で当
接していることで該介在電極板の前記周端面を少なくと
も部分的に包囲している請求項１記載の補液型電解液蓄
電池。 - 【請求項１８】 前記第１のセパレータと実質的に同様
であり、前記各電極板の１つの第２の主表面と接触して
いる第２のセパレータを有しており、そのため該電極板
が前記第１及び該第２のセパレータの間に介在してお
り；該第２のセパレータのセパレータ材料が前記第１の
セパレータのセパレータ材料と該介在電極板の外部で当
接していることで該介在電極板の前記周端面を少なくと
も部分的に包囲している請求項２記載の補液型電解液蓄
電池。 - 【請求項１９】 前記第１のセパレータと実質的に同様
であり、前記各電極板の１つの第２の主表面と接触して
いる第２のセパレータを有しており、そのため該電極板
が前記第１及び該第２のセパレータの間に介在してお
り；該第２のセパレータのセパレータ材料が前記第１の
セパレータのセパレータ材料と該介在電極板の外部で当
接していることで該介在電極板の前記周端面を包囲して
いる請求項３記載の補液型電解液蓄電池。 - 【請求項２０】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷
重を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離にほぼ
等しい厚さを有する請求項１記載の補液型電解液蓄電
池。 - 【請求項２１】 前記セパレータが、１．５ｐｓｉの荷
重を受けた時に、前記各電極板間の選ばれた距離よりも
大きい厚さを有する請求項１記載の補液型電解液蓄電
池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5865398A | 1998-04-10 | 1998-04-10 | |
| US09/058653 | 1998-04-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11339755A true JPH11339755A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=22018109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11103972A Pending JPH11339755A (ja) | 1998-04-10 | 1999-04-12 | 被包囲型電極板を有する蓄電池 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6569560B1 (ja) |
| EP (1) | EP0949705B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11339755A (ja) |
| CA (1) | CA2268560A1 (ja) |
| DE (1) | DE69934043T2 (ja) |
| ES (1) | ES2273453T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003317795A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 圧力吸収構造を備えた電池 |
| CN1307040C (zh) * | 2002-10-28 | 2007-03-28 | 日东电工株式会社 | 多孔膜的生产方法 |
| KR20180093572A (ko) * | 2017-02-14 | 2018-08-22 | 주식회사 엘지화학 | 수평방향으로 배열된 전극들을 포함하는 캐패시터 |
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| US8592329B2 (en) | 2003-10-07 | 2013-11-26 | Hollingsworth & Vose Company | Vibrationally compressed glass fiber and/or other material fiber mats and methods for making the same |
| WO2011091141A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-28 | Johnson Controls Technology Company | Electrode for lead acid storage battery |
| US9941546B2 (en) * | 2011-09-09 | 2018-04-10 | East Penn Manufacturing Co., Inc. | Bipolar battery and plate |
| DE102014008742A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Daimler Ag | Separator für einen elektrochemischen Speicher, Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenmaterials sowie elektrochemischer Energiespeicher |
| US9293748B1 (en) | 2014-09-15 | 2016-03-22 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US10177360B2 (en) | 2014-11-21 | 2019-01-08 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators with controlled pore structure |
| US9786885B2 (en) | 2015-04-10 | 2017-10-10 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators comprising inorganic particles |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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