JPS58206046A - 密閉形鉛蓄電池およびその製造法 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池およびその製造法

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JPS58206046A
JPS58206046A JP57089150A JP8915082A JPS58206046A JP S58206046 A JPS58206046 A JP S58206046A JP 57089150 A JP57089150 A JP 57089150A JP 8915082 A JP8915082 A JP 8915082A JP S58206046 A JPS58206046 A JP S58206046A
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JP
Japan
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battery
sio2
dispersoid
liquid
colloidal
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JP57089150A
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Sadao Fukuda
貞夫 福田
Hidemi Fukunaga
福永 秀美
Katsuhiro Takahashi
勝弘 高橋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • 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
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • H01M50/434Ceramics
    • H01M50/437Glass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】 近年のエレクトロニクスの発達、および生活様式の変化
などにより、ポータプル機器が多く普及している。これ
らのポータプル機器のほとんどは電源を必要とし、それ
らの電源としてはルクランンエ式などのいわゆる一次電
池と、ニッケルーカドミウム電池、あるいは小形密閉鉛
蓄電池などの二次電池が使用されている。これらのポー
タプル機器用電源以外に電池の用途としては、自動車用
、あるいは産業用や据置用などの用途があるが、いづれ
の用途においても、共通した要望としてメンテナンスの
軽減化がある。
本発明は、小形密閉鉛蓄電池や、産業用あるいは据置用
鉛蓄電池などの、いわゆるメンテナンスの低減が必要な
用途に使用される鉛蓄電池の寿命、特にトリクル充電な
どの過充電寿命を改善することを目的とする。
従来の密閉形鉛蓄電池の構造は大別するとっぎの3種類
がある。第1はいわゆる液式そのままで、液量は通常の
自動車用鉛蓄電池のように多量使用した形式の電池、第
2は液を非流動化するためにゲル化した、いわゆるコロ
イド式電池、第3は液をガラス繊維のマットなどに保有
させたリテーナ式電池で、これらはそれぞれ一長一短が
ある。
本発明は、第3のリテーナ式電池の改良に関するもので
ある。このリテーナ式電池は、ガラス繊維あるいは合成
樹脂繊維製のマット状物を隔離部材兼含液材として正、
負極板間に設置し、マット状物と正負極板にのみ電解液
を含有させるものである。この場合の液量は、電池をい
かなる方向で使用しても漏液しないように制限しである
。この電池は、マット状物で極板を押圧するため、特に
コロイド式電池などに比較してサイクル寿命が長い長所
を有している反面、トリクル充電などの過充電に対して
ツバ寿命が短い欠点を有している。
上記のような用途において、その全てがサイクル用途で
あれば、このリテーナ式は非常に有効であるが、必ずし
もサイクル用途のみではなく、いわゆるトリクル用途も
ある。たとえば据置用などはトリクル用途である。この
据置用は一般的には定期的に作動させる用途以外に、非
常時なとに作動させる不定期的用途があり、後者の用途
を満足させる′Cは、電池は常に充電状態に維持してお
く必要がある。即ち電池は過充電を行う時間が長くなる
。このような過充電用にこのリテーナ式電池を使用する
と、コロイド式に比較してその寿命が短い欠点がある。
本発明者らは、ガラス繊維のマットなどを使用した鉛蓄
電池の過充電寿命試験を終了した後、その電池を分解し
、劣化原因を調べた結果、正極板。
負極板とも多量の液中で充放電サイクルを繰り返すと、
はぼ初期の放電容量を示すことがわかった。
このことは、正極板については、活物質は軟化脱落はな
く、また格子合金の腐食も大きくはないことを意味して
いる。事実極板を分解しても活物質の軟化脱落や、格子
合金の極端な腐食は確認されなかった。また負極板につ
いても活物質の収縮などによる比表面積の低下、あるい
はサルフエーション現象は生じていなかった。これらの
ことは、液を多量に用いる電池とその原因が異なり、リ
テーす式独特の現象であることを示している。
また、寿命末勘((電池内部抵抗を1000H2の交流
法で測定した結果、初期に比較して極端な上昇はなく、
また電池の重量減も特に犬きくはなかった。・これらの
ことか′ら、リテーナ式電池における過充電寿命の劣化
原因は、電池内における極板と、ガラス、繊維などのマ
ット状物との接触不良にあると推察される。
そこで、極板とガラス繊維などのマットとの接触を良好
にする手段として一マットの厚さを増加して電池を組み
立て、その過充電寿命を評価した結果、通常品と比較し
て、過充電寿命は優れていた。しかし、この電池は電槽
内に極板群を収容する時に非常に能率が悪い。
この点を改良するには極板群の電槽内への収容時は正常
晶と同等とし、注液によりマット状物が見掛上膨張する
構造が最適であると考えられる。
本発明は、以上に鑑み、コロイド式電池のゲルの生成に
使用されるSiO3を併用することにより、ガラス繊維
などのマット状物の優位性を保持しっつ、コロイド式電
池の長所をとり入れ、両者のどちらでも発揮できない特
性を発揮する密閉形鉛蓄電池を提供するものである。
すなわち、本発明の密閉形鉛蓄電池は、正、負極板間に
介在するガラス繊維もしくは合成樹脂繊維のマットなど
からなる含液材層としてSiO2粒子を保持したものを
用いることを特徴とする。
含液材層にSiO2粒子を保持させる方法としては、5
t02粒子Ω分散液に含液材を浸漬するなとにより5t
02分散液を含液材に含浸し、乾燥する方法が最も簡便
である。
上記のようにして8102粒子を保持させた含液材層は
、硬くなり、付着している5102により表面が凹凸を
有するので、これ単独を正、負極間に介在して極板群を
組み立てるのは極板間に隙間ができて都合が悪い。
そこで、SiO2分散液を含浸させた含液材層にその湿
潤状態において、5t02を含浸していない含液材層を
少なくとも片面に重ね合わせ、その後に乾燥処理を行う
のがよい。このよってして得た2層または3層からなる
複合含液材層を用いて組み立てた極板群を電槽に挿入し
た後硫酸電解液を注入する。
本発明による電池は、マット状の含液材層を用いる電池
の長所を保持しながらコロイド式電池の長所、特に過充
電特性が向上し、過充電寿命はコロイド式電池のそれを
上回る。
以下、本発明の詳細な説明する。
正極板、負極板は通常のガラスマント使用電池あるいは
コロイド式電池に使用する極板を使用した。これらの正
、負極板間にマイト状物の一例とて しガラス繊維マットを使用した。このガラスマット トに以下のような各種の処理をして電池を組み立てた。
電池A ガラスマットをそのまま使用する。
電池B ガラスマットの乾燥時の総厚は電池Aに使用したものと
同じとし、これを3等分し、その1つを8102の水分
散液(SiO2譲度6重量%)K浸漬処理し、乾燥後に
その両側に残りのガラスマットを配した3層構造のもの
を使用す。
電池C 電池Bにおいて、5IO2分散液にガラスマットを浸漬
した後、それを乾燥する前に、その両側に浸漬しないガ
ラスマットを重ね、その後乾燥したものを使用する。
電池り 電池Bと同手順で処理するが、SiO2の分散液として
濃1i20重量%のものを使用する。
電池E S i 02分散液として濃1i 20重量%のものを
使用する他は電池Cと同じとする。
電池F ガラスマットの総厚は同じとし、それを2分し、その一
方を5i02の5重量%分散液に浸漬し、これに他方の
ガラスマントを重ねて乾燥し、SiO2含有側を正極に
当接する。
電池G 電池Fと同じマットを5t02含有側を負極に当接する
電池H 通常のコロイド式電池を用いる。
電池A−Gについては、極板群を電槽内に収納した後、
電槽カバーを接着してから、硫酸を注液した。これらの
電池を初充電した後、放電し、ついで数サイ、クル充放
電を行い、初期容量を確認した。その結果、全ての電池
は容量において大差がなく、6時間率の放電時で約3A
hを示した。
つぎにこれらの電池の過充電特性を調べた。すなわち2
0℃の雰囲気中において、0.3Aの定電流で連続14
日間充電し、その後6時間率の電流で1セル当す1.7
6 Vになるまで放電し、放電容量を確認し、このサイ
クルを繰り返し、容量変化を測定した。その結果の例を
図に示す。なお、容量は初期容量に対する百分率で示し
た0図から通常のガラスマットを使用しに電池は、コロ
イド式電池に比較して過充電寿命が短く、5102を保
持したガラスマットを用いた電池はいずれも、ガラスマ
ットのみを使用した電池およびコロイド式電池より、過
充電寿命が長いことがわかる。また、電池B−Gのうち
、特に電池F1即ち、正極側に5IO2含有層を当接さ
せたものが良好であることがわかる。マットを処理する
5IO2分散液の5i02分散濃度については、薄すぎ
ると効果が小さく、また濃すぎると、電池り、Eのよう
に、放電容量がやや小さくなる傾向がある。各種の分散
濃度のものについて検討した結果、適当な5IO2分散
濃度は5〜20重量%であった。
上記のように、本発明による含液材が保持する5IO2
ばいったん乾燥処理されており、これに硫酸を作用させ
ると、5i02の分散液に硫酸を添加したものに比較し
て、そのゲル化は遅くなる。従って過充電を行っている
間に伶々にゲル化が進み、過充電中にマットと極板との
接触が悪くなることに対抗するようにゲル化が進み、マ
ント体の膨張を起こし、マント体と極板との接触を良好
にするため過充電寿命が改善されるものと考えられる。
特に正極板とマント体との接触が重要で、電池Fは正極
板とマット体との接触が最も良い構造になっているため
、その効果か大きいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
図は各種含液材を用いた鉛蓄電池の過充電特性の比較を
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ハ せた密閉形、鉛蓄電池。 (2)前記含液材が、5i02を保持する層と、その両
    側にあってSiO2を保持しない層上の3層からなる特
    許請求の範囲第1項記載の密閉形鉛蓄電池。 (3)前記含液材が、S 102を保持し正極側に接す
    る層と、5i02を保持しない層とからなる特許請求の
    範囲第1項記載の密閉形鉛蓄電池。 (4)  ガラス繊維もしくは合成樹脂繊維からなる第
    1の含液材層にSiO2分散液を含浸させた後、この層
    の片側もしくは両側にガラス繊維もしくは合成樹脂繊維
    からなる第2の含液材層を重ね、前記第1の含液材層を
    乾燥して正、負極間に配置し、次いで電解液を注液する
    ことを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製造法。
JP57089150A 1982-05-26 1982-05-26 密閉形鉛蓄電池およびその製造法 Pending JPS58206046A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138455A (ja) * 1984-12-10 1986-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型鉛蓄電池用セパレ−タ
JP2000348705A (ja) * 1999-06-07 2000-12-15 Toshiba Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2002124294A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Nippon Muki Co Ltd 密閉型鉛蓄電池

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