JPH11354148A - 円筒形密閉鉛蓄電池 - Google Patents

円筒形密閉鉛蓄電池

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JPH11354148A
JPH11354148A JP10178045A JP17804598A JPH11354148A JP H11354148 A JPH11354148 A JP H11354148A JP 10178045 A JP10178045 A JP 10178045A JP 17804598 A JP17804598 A JP 17804598A JP H11354148 A JPH11354148 A JP H11354148A
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JP
Japan
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core
acid battery
sealed lead
cylindrical
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP10178045A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimichi Nakamura
中村  利通
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • YGENERAL 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
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた寿命性能を有する円筒形密閉鉛蓄電池
を提供する。 【解決手段】 極板、セパレータを渦巻き状に巻き取っ
てエレメントを構成する円筒形密閉鉛蓄電池であって、
巻回したエレメントの外周がフィルム状の弛み止め部材
で被覆、圧迫されている円筒形密閉鉛蓄電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形密閉鉛蓄電
池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電池の充電中に発生する酸素ガスを負極
板で吸収するいわゆる酸素サイクルを利用した密閉鉛蓄
電池には、現在リテーナ式と呼ばれる方式が一般的に採
用されている。リテーナ式とは正極板と負極板との間に
挿入した微細なガラス繊維を素材とするマット状セパレ
ータ(ガラスセパレータ)で電池の充放電に必要な硫酸
電解液の保持と両極の隔離をおこなう方式である。
【0003】そして、無保守、無漏液、ポジションフリ
ーなどの特徴を生かしてポータブル機器、コンピュータ
のバックアップ電源、また大型の据置電源に用いられて
いる。近年無停電電源装置(以下UPSと記す)に用い
られる密閉鉛蓄電池では高率放電性能が重要であり、極
板を薄くして電流密度を下げることが放電電圧特性の改
善に対して非常に有効である。実際にUPS等で使用さ
れる1.7V/セル程度の高い放電終止電圧で判断した
場合には、薄い極板を用いた電池と厚い極板を用いた電
池とではその容量の差は顕著である。
【0004】しかし、従来の角形電池では極板を薄くす
ると正極格子の腐食などによって短寿命となり、極板厚
みが約0.5mm程度では40℃におけるトリクル寿命
性能は約0.5年と、従来の3mmの厚みを持つ極板に
比べて約1/4程度となってしまう。
【0005】この腐食抑制にはエレメントを高圧迫にし
て組み立てることが有効なことが知られているが、従来
の角形電池では薄型極板を著しい高圧迫で組み立てるこ
とは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで極板を渦巻状に
巻き取り、高圧迫を実現することが考えられる。円筒形
エレメントを製作する場合、巻き上ったエレメントは、
電槽に挿入するため、及び、高圧迫を保持するために巻
弛みを防止しなければならない。また、エレメントの巻
芯はエレメント巻き取り装置に固定されているため、巻
回終了後に巻芯はエレメントから抜き取られ、巻芯はエ
レメント内に残されることはなかった。図2は従来の電
池のエレメントの外観図であり、(a)はその上面図、
(b)はその側面図である。
【0007】この場合、巻回時には強固に巻き取られて
いた極板は巻芯が抜き取られることで押さえがなくな
り、巻の中心部近くにおいて弛んでしまう。
【0008】また、電池の充電時には極板からガスが発
生するが、エレメント中にはガス抜けの経路を確保しな
ければならない。しかし、エレメント中の巻芯の跡とな
る空間では、電解液が集まる結果、電解液分布が不均一
になる。巻芯として中空状のものを用いた場合も同様で
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明円筒形密閉鉛蓄電
池は、極板、セパレータを渦巻き状に巻き取ってエレメ
ントを構成し、巻回したエレメントの外周をフィルム状
の部材で被覆すること、また、フィルム状の部材に粘着
テープや熱収縮チューブを用いること、巻回したエレメ
ントの中心部分に円筒状の巻芯を残すこと、円筒状の巻
芯の外周面上に孔を開けこと、円筒状の巻芯の中空部分
に電解液保持材を充填したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明による円筒形密閉鉛蓄電池
では、極板、セパレータを渦巻き状に巻き取ってエレメ
ントを構成し、このエレメントの外周を弛み止めのテー
プや熱収縮チューブで被覆する。さらにエレメントの中
心部に巻芯を残しておき、この巻芯は中空の円筒状で外
周面が穿孔加工され、巻芯内部に電解液保持材を充填し
ておく。
【0011】本発明は上記の弛み止め部材によるエレメ
ントの被覆と巻芯の存在によって、エレメントのより均
一な高圧迫の維持を図ること及び、巻芯の穿孔と巻芯内
の電解液保持材の存在によって電解液の偏在を軽減する
ことによって円筒形密閉鉛蓄電池の寿命性能を向上させ
ることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。試作電池と
して、Dサイズの円筒形密閉鉛蓄電池を作製した。電極
集電体としてPb99%−Sn1%の組成のエキスパン
ド格子を用い、極板厚みが0.5mmとなるように活物
質を充填して正極板・負極板を作製した。セパレータに
は、ガラス繊維で平均直径約1μm、多孔度約94%の
通常使用されているものを用い、20kg・f/dm2
の荷重下で厚さ0.5mmのものを使用した。
【0013】これらのセパレータ、極板を組み合わせ、
巻回してエレメントを製作した。エレメント内に残る巻
芯としては外径6mmの樹脂パイプに切り込みを入れて
用い、巻回したエレメント外周の弛み止め部材には厚さ
0.1mmのポリプロピレン製粘着テープを用いた。前
記の巻芯には1.5mmφの孔を開口率30%になるよ
うに穿孔したものと穿孔のないものとを用意した。
【0014】また巻き取り後に、巻芯に穿孔したものの
うちで、樹脂パイプの空間部に電解液保持材としてセパ
レータと同様のガラス繊維を詰めたものと詰めていない
ものとを用意した。製作したエレメントの詳細を表1に
示す。
【0015】図1は本発明電池の一実施例を示すエレメ
ントの外観図であり、(a)はその上面図、(b)はそ
の側面図である。図において1はエレメント、2は弛み
止め部材、3は巻芯、4は電解液保持材である。図3は
巻芯3の外観図である。
【0016】これらの電池には所定の比重の硫酸を注液
し、電槽化成、容量試験をおこなって1Ah(1hR)
の円筒形電池を製作した。これらの電池を定電圧サイク
ル寿命試験に供した。試験条件は、20A放電で終止電
圧1.80V、定電流−定電圧充電(最大電流3A、
2.5V)、温度30℃の条件で充放電をおこなうとい
うものである。試験結果を図4に示す。
【0017】放電時続時間の推移は初期から約300サ
イクルまではどの電池でも同様であったが、それ以降、
特に本発明のエレメント外周に弛み止め部材を配し、穿
孔巻芯に液保持材を詰めた電池Eは容量推移が最も良好
で500サイクル以上の良好な寿命性能を示した。
【0018】この理由を調査するために試験後に電池を
解体した。最も早期に容量低下した電池A(従来品、弛
み止め部材なし、巻芯なし)は正極の電極基体の格子が
腐食によって殆ど消滅していた。また、電池B(弛み止
め部材あり、巻芯なし)においても格子が腐食してい
た。それに対して電池C(弛み止め部材あり、巻芯有
り)はそのような腐食は軽微であった。このことから電
池A及び電池Bにおいては、エレメントが巻き弛み、圧
迫力が低下して腐食が激しくなったものと考えられる。
【0019】また、電池D(弛み止め部材あり、穿孔巻
芯入り)でも腐食は軽微であったものの、電池下部の正
極活物質中に硫酸鉛が約30%蓄積していた。これは電池
Dにおいてサイクル中に巻芯内の電解液が電池下部に集
中たためと考えられる。一方電池E(弛み止め部材あ
り、穿孔巻芯入り、液保持材入り)は容量推移が最も良
好で、解体後の極板中の硫酸鉛の蓄積量が約5%と少な
かった。電池Eでは巻芯内の電解液が液保持材に保持さ
れて均一に分布し、局部的な硫酸鉛の蓄積が生じなかっ
た結果、良好なサイクル寿命性能を示したものと考えら
れる。
【0020】なお、同様の効果は集電体として、穴があ
いていない鉛シートを用いた場合及び、弛み止め部材と
して、熱収縮チューブを用いた場合においても得られ
た。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は極板、セパ
レータを渦巻き状に巻き取ってエレメントを構成する円
筒形密閉鉛蓄電池であって、エレメントの外周に弛み止
め部材を配して圧迫すると共に、円筒状巻芯の外周面に
穿孔し、巻芯内部の空間に電解液保持材を詰めた巻芯を
エレメントの中心部分に残すことで、円筒形鉛蓄電池の
寿命性能を大幅に改善することができ、その工業的価値
は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明電池のエレメント外観図
【図2】従来電池のエレメント外観図
【図3】本発明電池の巻芯外観図
【図4】定電圧サイクル寿命試験結果を比較した図
【符号の説明】
1 エレメント 2 弛み止め部材 3 巻芯 4 電解液保持材
【表1】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極板、セパレータを渦巻き状に巻き取っ
    てエレメントを構成する円筒形密閉鉛蓄電池であって、
    巻回したエレメントの外周がフィルム状の弛み止め部材
    で被覆されていることを特徴とする円筒形密閉鉛蓄電
    池。
  2. 【請求項2】 前記フィルム状の弛み止め部材が粘着テ
    ープあるいは熱収縮チューブである請求項1記載の円筒
    形密閉鉛蓄電池。
  3. 【請求項3】 前記巻回したエレメントの中心部分に円
    筒状の巻芯が残されていることを特徴とする請求項1あ
    るいは請求項2記載の円筒形密閉鉛蓄電池。
  4. 【請求項4】 前記円筒状の巻芯の外周面上に孔が開け
    られていることを特徴とする請求項3記載の円筒形密閉
    鉛蓄電池。
  5. 【請求項5】 前記円筒状の巻芯の中空部分に電解液保
    持材を充填した、請求項3あるいは請求項4記載の円筒
    形密閉鉛蓄電池。
JP10178045A 1998-06-09 1998-06-09 円筒形密閉鉛蓄電池 Pending JPH11354148A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100599691B1 (ko) 2004-07-28 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극군
JP2009124073A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Mitsubishi Electric Corp 電力貯蔵デバイスセルおよび電力貯蔵デバイスモジュール
KR101192083B1 (ko) * 2009-11-18 2012-10-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102018209661A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochemische energiespeichervorrichtung und verfahren zum herstellen einer solchen
JP2023515058A (ja) * 2020-09-16 2023-04-12 エルジー エナジー ソリューション リミテッド ボタン型二次電池

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KR100599691B1 (ko) 2004-07-28 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극군
JP2009124073A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Mitsubishi Electric Corp 電力貯蔵デバイスセルおよび電力貯蔵デバイスモジュール
KR101192083B1 (ko) * 2009-11-18 2012-10-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102018209661A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochemische energiespeichervorrichtung und verfahren zum herstellen einer solchen
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