JPS5820104B2 - 密閉型鉛電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は密閉型鉛電池に関するものであり、寿命性能が
すぐれ使用中の減液の少ない保守の不要な密閉型鉛電池
を提供することを目的とするものである。

従来この種の鉛電池としては、ガラスマットや不織布等
の多孔体を正・負極板間に介在させ電解液を可能な限り
少ない状態で保持させたものや、電解液をコロイド化し
たもの等が提案され使用されている。

ここでガラスマットを使用したものについてはその繊維
直径が１５〜２０μで多孔度が９４〜９６％と高い状態
で使用されている。

また０、２〜１０μの繊維直径を有するガラス繊維から
なるガラスマットを使用する例や、１〜４μの繊維直径
のガラス繊維からなるガラスマットを使用する例も知ら
れているが、これらのものの５ｋｙ／ｃＴＬ荷重下での
多孔度は９５〜９７％であり、これを鉛電池に組み込ん
だ場合でもせいぜい９４〜９６％と極めて高い多孔度の
状態で使用されている。

これら上記の電池は使用中の減液が多く寿命性能が悪か
ったり、液の保持性が悪く使用中に漏液の可能性がある
等の欠点を有している。

本発明はこれらの欠点を克服したものであり、次に実施
例によって説明する。

実施例 １ 平均繊維直径がそれぞれ０．５μ、２．０μ、４．０μ
、７．０μ、１０．０μ、１５．０μおよび２０．０μ
のガラス繊維でガラスマットを形成し計７種類のガラス
マットを得た。

これらのガラスマットの５ｋｇ／ｉ荷重下での多孔度は
９５〜９７％であった。

該ガラスマットを用い、その厚みを調節して正極板と負
極板との間に配して極群を形成し、該極群を５〜８００
ｋｇ／ｃｒｉ￥の圧力にて加圧して電槽内に収納し、
それぞれののガラスマットの多孔度が７０％、７５％、
８０％、８５％、９０％、９２％および９５％になるよ
うな密閉型鉛電池を作成した。

この密閉型鉛電池の正断面図を第１図に示す。

図面において１は正極板、２は負極板、３はガラスマッ
ト、４は電槽、５は蓋、６は弁である。

またここでいう多孔度とは次式により定められる値であ
る。

Ｐ＝（１−（Ｇ／Ａ−Ｌ−Ｄ））Ｘ１００（％）Ｐ：多
孔度（％） Ｇ：極板間に存在するガラスマットの重量（ｇ） Ａ：極板の面積（ｆｆｌ） Ｌ：極板間の距離（ｃｍ ） Ｄ＝使用するガラス繊維の密度１／ＣＣ）これらの電池
を３ＨＲの電流で２時間の放電、放電電気量の１３０％
の充電を１％として寿命試験を実施した。

２７５〜目におけるガラスマットの多孔度をパラメータ
とした、ガラス繊維の平均繊維直径に対する減液率の変
化を第２図に、ガラス繊維の平均繊維直径に対する残存
容量の変化を第３図に示す。

またガラス繊維の平均繊維直径をパラメータとした、ガ
ラスマットの多孔度に対する減液率の変化を第４図に、
ガラスマットの多孔度に対する残存容量の変化を第５図
にそれぞれ示す。

なお減液率とは次式により定義されるものであり、該減
液率が少ないほど電池のガス吸収性能が高いことを示し
ている。

（（Ｉ−Ｒ）／Ｉ ）ＸＩ ００ （％）■：注入液量
１） Ｒ：残存液量１） また残存容量は定格容量を１００％としたときの比率で
表示されている。

実施例 ２ ０．５μの平均繊維直径を有するガラス繊維で形成した
５ｋｇ／ｆｆｌ荷重下での多孔度が９５．５％であるガ
ラスマットを多孔度が８３％になる様に極板間に３５０
ｋｇ／ｃｒｌＬの圧力をかけて配した本発明による密閉
型鉛電池Ａを作り、実施例１と同様の寿命試験を行なっ
た。

密閉型鉛電池Ａと、平均繊維直径が１μのガラス繊維か
らなり、多孔度が９４％の密閉型鉛電池Ｂとの寿命試験
結果を第６図、第７図に示す。

第２〜第１図のグラフより、本発明による密閉型鉛電池
は使用中での減液が極めて少なく高いガス吸収性能を有
しており、従来のこの種の電池に比べるとはるかに長い
寿命性能を備えていることがわかる。

これらの性能はたとえ５μ以下の平均繊維直径を有する
ガラス繊維からなるガラスマットを使用したとしても、
９２％より大きい、あるいは７５％より小さい多孔度で
使用する場合には達成できない。

というのは第４・５図に示すように多孔度が９２％より
も大きい場合には、負極板に接触するガラス繊維の量が
少なく、従って正極板で発生する酸素ガスが比較的容易
に逸出してしまい、該ガスの負極板での吸収が少なくな
るためであり、７５％よりも小さい場合には注入可能な
電解液量が少なくなることにより容量の不足を招来する
ためであり。

また７５％より小さい多孔度にするには７００ｋｇ／ｃ
ｒｔｔ以上という相当大きな圧力を必要とするので実用
的ではない。

さらにたとえ７５〜９２％という多孔度でガラスマット
を使用したとしてもそのガラス繊維の平均繊維直径が５
μより大きい場合には前述の効果は達成できず、５μ以
下でなければならない。

というのは第２・第３図に示すように平均繊維直径が５
μよりも大きいガラス繊維の場合には、７５〜９２％と
いう多孔度の状態で使用しても負極板に接触するガラス
繊維の量および表面積が少なく、５μ以下の平均繊維直
径のガラス繊維よりなるガラスマットを９２％より大き
い多孔度で使用した場合と同様に、正極板で発生した酸
素ガスが負極板上で吸収されることなく電池極群から比
較的容易に逸出してしまいガス吸収性能が悪くなり、同
時にガラスマットの最大孔径が大きく極板間の短絡を招
く場合があるからである。

以上の説明および第２〜第７図のグラフから明らかな様
に、本発明による密閉型鉛電池は使用するガラスマット
の平均繊維直径を５μ以下と小さくし、かつ使用時のガ
ラスマット多孔度を７５％から９２％の範囲内に制限す
ることによって、最大孔径を小さくし、負極板に接触す
るガラス繊維の量と表面積を大きくして、電解液を見掛
上細分化し、発生する酸素ガスの逸散路長を長くして、
該ガスの負極板への接触の機会と時間を長くし、これに
より該ガスの吸収を促進すると同時に正・負極板の脱落
と短絡を防止することを可能にしたものである。

すなわち本発明によれば従来の密閉型鉛電池に比べ、寿
命性能が優れ、使用中の減液が少なくガス吸収性能の長
幼な保守の不要な密閉型鉛電池を提供できるものである
。

そしてこれらの効果は平均繊維直径が５μ以下のガラス
繊維よりなるガラスマットをその多孔度が７５〜９２％
の状態で正・負両極板間に配した場合において発揮され
るものである。

本発明の密閉型鉛電池に使用するガラスマットは繊維間
結合剤を使用しないものが最も望ましい。

すなわちゼラチン等の水溶性繊維間結合剤、あるいは、
アクリル酸系エマルジョン等で処理したものでも使用可
能ではあるが、その繊維間結合剤の量は少なければ少な
い程良く、ガラスマットの取り扱いが可能な程度の必要
最少限に止めるべきである。

この様に本発明は従来の同種の電池に比べ、はるかに優
れた寿命性能と減液の少ないガス吸収性能の佼好な密閉
型鉛電池を提供するものであり、その工業的価値の大き
いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正断面図。 第２・第３図は本発明による密閉型鉛電池を含む密閉型
鉛電池における、そのガラスマットの多孔度をパラメー
タとしたガラス繊維の平均繊維直径に対するそれぞれ減
液率および残存容量の変化を示すグラフである。 第４・第５図は本発明による密閉型鉛電池を含む密閉型
鉛電池における、そのガラスマットのガラス繊維の平均
繊維直径をパラメータとしたガラスマットの多孔度に対
するそれぞれ減液率および残存容量の変化を示すグラフ
である。 第６・第７図は本発明による密閉型鉛電池Ａと本発明に
よらない密閉型鉛電池口との、交互充放電回数に対する
それぞれ減液率および残存容量の変化を示すグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正・負極板間に、平均繊維直径が５μ以下のガラス
   繊維からなり、次式によって定める多孔度が７５％から
   ９２％の範囲になるように加圧形成したガラスマットを
   配置した密閉型鉛電池。 Ｐ＝（１−（Ｇ／Ａ−Ｌ−Ｄ））ＸＩ ００（％）Ｐ：
   多孔度（％） Ｇ：極板間に存在するガラスマットの重量（９） Ａ：極板の面積（ｃｒｉｔ ） Ｌ：極板間の距離（ｃｆｒＬ） Ｄ＝使用するガラス繊維の密度（ｇ／ＣＣ）