JPS58108653A - 密閉形蓄電池 - Google Patents

密閉形蓄電池

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JPS58108653A
JPS58108653A JP56208543A JP20854381A JPS58108653A JP S58108653 A JPS58108653 A JP S58108653A JP 56208543 A JP56208543 A JP 56208543A JP 20854381 A JP20854381 A JP 20854381A JP S58108653 A JPS58108653 A JP S58108653A
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JP
Japan
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hole
storage battery
sealed storage
battery according
electrolyte
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Pending
Application number
JP56208543A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidemi Fukunaga
福永 秀美
Katsuhiro Takahashi
勝弘 高橋
Sadao Fukuda
貞夫 福田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS58108653A publication Critical patent/JPS58108653A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317Re-sealable arrangements
    • H01M50/325Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主にコンビーータの半導体メモリーバックア
ップ用の電源に適した小形の密閉形蓄電池の構造に関す
るものである。
近年、マイクロコンビーータ技術の発達と普及に伴って
、半導体メモリーバックアップ電源の需要も急速に増大
してきている。例えば、マイコン応用機器、電子式キャ
ッジ−レジスター、テレビ、ステレオのタイマーや周波
数等のメモリーの0MO8−RAMのバックアップ用電
源がある。これらの用途では、放電容量は1oomAh
程度で良く、場合によっては数mA h  でよい用途
もある。丑だ消費電流も数μへ〜数10μAと小さい。
従って、この種の用途で必要とされる特性は、小形、軽
量。
低コストであると同時に、実用上プリント基板に実装さ
れる例が多いので、耐漏液性も重要である。
また、二次電池がこの種の用途に使用される場合は、電
池を常に完全充電状態に維持する場合がほとんどであり
、トリクル寿命が長く、放電後の充電受は入れが良いこ
とも必要である。
従来、この種のメモリーバンクアップ用の電源としては
、トリクル仕様において実積のあるニッケルーカドミウ
ム蓄電池や、最近では活性炭電極と有機電解液界面に生
じる電気二重層を利用した大静電容量のコンデンサなど
が使用されている。
しかし、これらのバックアップ用電源の欠点としで、1
セル当りの電圧が約1.2〜1.5Vであり、通常コン
ピュータのバックアップに必要な6V以上の出力電圧を
得るためには、4〜6個の直列接続が必要であり、プリ
ント基板上の容積を多く取られる。大容量コンデンサの
場合には、出力電圧の平坦性が良くないなどの問題を残
している。
これに対して鉛蓄電池は、出力電圧が約2vあり、5v
以トの出力電圧を得るために3セルの直列接続で良いこ
とや、出力電圧の平坦性が比較的に良い利点がある。し
かし、鉛蓄電池では、過去このように小形の電池として
の実積がほとんどなく、低廉な耐酸性電槽用金属材料が
ほとんどないことから、充電時のガス圧上昇を防ぐ対策
や酸霧の防止を超小形構造の中で、従来の構成にとられ
れず具現化する必要がある。
本発明は、この観点から、超小形の電池に適切    
  1な構造を提供するものである。
以下、本発明の構成について、鉛蓄電池を例として説明
する。
第1図は、本発明の基本構成を示すものである。
1は一方の集電体をなす鉛あるいは鉛主体合金のいずれ
かからなる円板 で、その片面にはんだ付は等により接
続したリード線2を有する。3は劇、酸性合成樹脂から
なる有底円筒状の電槽で、集電板1を底部に一体にモー
ルドしている。4は安全弁となる孔で、後から充填する
電解質保液材の位置する電槽の側壁に設けである。この
電槽の中にプレス成形した正極活物質5.電解質保持体
6゜プレス成形した負極活物質7の順に充填する。8は
他方の集電体をなす鉛または鉛主体合金からなる円板で
、はんだ付は等により接続したリード線9を有する。1
oは耐酸性合成樹脂からなる蓋で、集電板8を一体にモ
ールドしており、この蓋で°電槽の開口を封じた後、エ
ポキシ樹脂等の接着材11により封口する。次に安全弁
の孔4より、一定量の電解液を注入し、シリコーンオイ
ルを塗付したリングあるいはパイプ状のゴム弁12によ
って封口し、さらにこれを熱収縮チューブ13で被覆し
たものである。
ここでまず基本的に重要な点は、このような小形円柱状
の電池の場合に、大形電池と異なり安全弁を別途に設け
るスペースが無い点である。そこで本発明では、電解質
を収納する電槽に非常識にも孔を開ける構造にあえて挑
戦し、弁としての機能を与えるとともに、電解液層に弁
孔が隣接することから生じる問題点の解決に、いくつか
の具体的な手段を適用するのである。
その第1は、電解液層でもあり極間のセパレータ層とも
なる極間層では、電解液をガラスマットかゲル化材等で
実質的に非流動化する構成を採用し、その上で上記電解
液層に隣接した電槽の壁に貫通孔を設ける。
第2には、上&Zの非常識な位置に設けられた孔をゴム
状弾性体で押圧するか、孔部に抑圧板などを配し、さら
にその上から熱収縮チー−ブなどの押圧力を利用して強
固に孔部からの液の一時的な流出を抑制する。この構造
では、もちろん内圧が上昇すれば弁を押し開けてガスを
流出し、また酸霧の一部も流出する。そこで、この弁の
孔を抑圧する機能の信頼性を一層向上することとともに
、ガスや酸霧の流出経路での硫酸のトラップを目的とし
て付加すべきいくつかの考慮を加えるのが良い。
iず、安全弁部には、第2図のように、安全弁の孔4を
中心として、幅が前記ゴム幅Wから((2W)−(孔径
))で、深さtがゴム弁層の厚さ以内の溝14を設ける
ことである。これによって、密閉形蓄電池の生産時にお
けるゴム弁の脱落や、孔からのずれを抑制することがで
きる。特に、第3図のように、非常に小さいセルの場合
に溝14を設けることが、生産時のゴム弁の脱落防止に
有効となる。また溝の深さtは、ゴム弁の肉厚以内にす
ることが適当で、それ以上に深くすると、熱収縮チュー
ブ13によるゴム弁の圧迫力がなくなるので、セル内の
圧力が比較的に低い状態で、ガス漏れや、液漏れを生じ
やすくなるので好ましくない。
また電解液の外部への漏れをさらに抑制する方法として
、第4図のように、安全弁部の両側に少なくとも1本以
上の溝15を円周に沿って設け、前記溝16の内にベン
トナイト、シリカあるいはケイ酸カルシウムの微粉末な
ど、吸液性が高く、硫酸に対して安定な粉末を充填して
、次に熱収縮チー−ブで被覆することにより、安全弁の
孔より外部に漏れても、溝16に充填された吸液性の粉
末によって漏れた電解液が捕捉され、外部に漏れるのを
抑制することができる。さらにゴム状弾性弁体の構造を
、第6図のように、弁体の内側中央部に安全弁の孔に合
致する半球状の突起16を設けたものを使用して、弁体
の突起16と安全弁部の孔4を合わせて取り付けること
によって、第2図のように溝14を設けなくても、ゴム
弁のずれや脱落を抑制することができる。
次に、本発明による密閉形鉛蓄電池の緒特性試験結果に
ついて説明する。試験電池の1つは、内径8mmの第1
図の形状のセルに、あらかじめべ一1.2yをそれぞれ
直径7.8閣の円柱状にプレスし、ガラス繊維からなる
円柱状の保液材を介して、第1図の形状とした電池であ
る。なお電解液は、比重1.28の硫酸1.0mj2を
安全弁の孔より注液した。また、正、負極活物質中には
、通常のペースト式極板で使われる短繊維を含んでいる
第6図は、上記構成の電池をO,1Cで完全充電後、1
oOμ八〜3へAの放電率で放電した時の放電カーブを
示す。このように放電率が非常に低い用途においては、
プレス成形した活物質と鉛あるいは鉛主体合金の集電板
を接触させておくだけでも必要とされる放電容量が得ら
れる。
第7図は鉛円板からなる集電体1’、8’の片面をエツ
チングして表面積を大きくした後、硫酸中で電解して活
物質層5’、7’を形成させて、電解液の保液材6を介
して、第1図と同様の構成にしたものである。
第7図の構成で容量esmAH(10時間率)の電1゜ 用途には、第1図のようにプレス成形した活物質層を設
けなくても、鉛板の表面をエツチングして、表面積を大
きくした後、正極は電解酸化、負極は電解還元して得た
活物質層で、充分な容量が得られる。
次に耐漏液性試験結果について説明する。試験セルは第
6図の放電試験を行ったものと同じ形状のセルを使用し
、電解液量を1.3mlと増加させ、漏液しやすい条件
にした。第9図は、各温度で、2.32V/セルの定電
圧トリクル充電状態を1力月間継続した時の漏液の発生
率を示したものである。ここで漏液発生とは、第1図を
例として熱収縮チューブ13で被覆されていない部分に
水でぬらしたpH試験紙を付け、酸性の反応を呈したも
のを漏液とした。第9図において、Aは第1図の安全弁
部と同じ構造、Bは第4図のように安全弁部の両側に円
周にそって深さ11IIII+の溝16を1本ずつ設け
たもの、Cはその溝16の中にベントナイトの粉末を充
填したものである。
図のように、ゴム弁部の外側に溝16を設けるだけでも
、安全弁部から漏れた電解液が毛細管現象によって、溝
15の中にとまって外部へ漏れるのを抑制することがで
きるが、溝15の中へ吸液性の粉末を充填しておくこと
によって、さらに耐漏液性が向上する。第1o図は各種
の吸液性粉末を用いた電池の漏液発生率の比較を示し、
各吸液材の特性は次表のとおりである。
以下余白 3 このように吸液材の中でも、比表面積が大きい特殊ケイ
酸カルシウムや特殊シリカを吸液材として使用すること
によって、耐漏液性の優れた密閉形鉛蓄電池を得ること
ができ、現状では、BET比表面積100 m7y以上
、粒径1〜5μmのケイ酸カルシウム、あるいはシリカ
を使用した電池が優れた耐漏液性を示す。なおケイ酸カ
ルシウムや、シリカはニッケルーカドミウム電池のよう
に強アルカリを電解液とする電池には、アルカリによっ
て侵されるので使用できず、本発明の鉛蓄電池の場合に
のみ有効な手段である。アルカリの場合には、ホウ酸な
どが適当であろう。
以上のように、本発明によれば、コンピュータのバック
アップメモリー用電源として必要な耐漏液性が良好で、
小形の密閉形蓄電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の密閉形蓄電池の基本構成を示す縦断面
図、第2図は安全弁部の改良例を示す断面図、第3図は
電槽の構成例を示す斜視図、第44 図は他の例の要部の縦断面図、第5図はゴム弁の改良例
を示す断面図、第6図は電池の放電特性図、第7図は他
の例の密閉形蓄電池の縦断面図、第81.8 ・集電板
、3−−一電槽、4・・・・・孔、6゜7・・−・活物
質、6−・・・電解液保持体、12・・−・−弁、13
− 熱収縮チューブ、14・・・溝、16・・・・溝、
16・・・突起。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 4 第5図 2 1g 第6図 鉄J¥衿濶(hrs) 第7図 第8図 放’t 1%N5Chrs)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)筒状電槽内に、実質的に流動しない程度に制限さ
    れた電解液を含む電解液保持体を介して正。 負極を筒の長さ方向に相対向させて配置し、前記電解液
    保持体の位置する電槽側壁部に、電槽の内外に通じる安
    全弁用の貫通孔を設けた密閉形蓄電池。
  2. (2)前記安全弁の孔が、リング状もしくはパイプ状の
    ゴム状弾性弁体を圧接して閉塞された特許請求の範囲第
    1項記載の密閉形蓄電池。
  3. (3)少なくとも前記ゴム弁体を含む電槽側壁部を熱収
    縮チー−プで被覆した特許請求の範囲第2項記載の密閉
    形蓄電池。
  4. (4)前記電槽側壁部の外周部に、安全弁用の孔を中心
    として電槽の径方向に沿って、前記弁体の幅Wよりも大
    で、かつ2W−φ(φは孔の径)より咎 も小である幅を有し、深さカス体の肉厚以内1の溝を有
    する特許請求の範囲第2項記載の密閉形蓄電池。
  5. (5)前記弁体が、弁体の内壁に前記安全弁の孔径と概
    ね同じ直径の突起を有する特許請求の範囲第2項記載の
    密閉形蓄電池。
  6. (6)前記電槽側壁部の外周で上記孔の電槽長手方向の
    両側に径方向に沿って少なくとも1本ずつの溝を有する
    特許請求の範囲第2項記載の密閉形蓄電池。
  7. (7)前記溝の中に吸液性物質の粉末が充填された特許
    請求の範囲第7項記載の密閉形蓄電池。
  8. (8)吸液性物質の粉末がケイ酸カルシウムまたはシリ
    カからなる特許請求の範囲第8項記載の密閉−形番電池
  9. (9)前記粉末が長さ1〜5μmで、BET比表面積1
    00 m’/ P以下である特許請求の範囲第8項記載
    の密閉形蓄電池。
JP56208543A 1981-12-22 1981-12-22 密閉形蓄電池 Pending JPS58108653A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02236963A (ja) * 1989-03-09 1990-09-19 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形鉛蓄電池
JPH02236964A (ja) * 1989-03-09 1990-09-19 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形二次電池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4834818B1 (ja) * 1970-12-29 1973-10-24

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