JPS60148069A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、電子機器用！防災用などの電源に利用される
渦巻状極板群を備えた密閉形鉛蓄電池の改良に関する。

従来例の構成とその問題点 密閉形鉛蓄電池の方式の一つに、正極と負極をセパレー
タを介して渦巻状に巻いた極板群を備える電池がある。

この電池では、薄い極板を高い群圧を有するように極板
群を巻く必要がある。ここで用いる極板は、格子状の集
電体に活物質を塗着したペースト式極板であり、渦巻状
に極板が曲げられると、格子から活物質が汐剥れやすく
なり、充放電を繰り返すと容量低下が大きい欠点があっ
た。そのため、セパレータとして、活物質の剥離を防止
できるような吸水性を有するガラスマットを用い、この
ガラスマットに電解液を保持させる構造が採られている
。しかし、上記したように、高い群圧を有するように巻
かれるため、ガラスマットが圧縮され、ガラスマットの
吸液量が著しく減少し、高容量化ｔｌ−はかる上で大き
な問題となっている。葦だ、従来の角形電池では、枠状
セパレータが使用されているが、この枠状セパレータを
使用して渦巻状に巻くと、極板中央部がたるみやすく、
短絡が生じる不都合がある。

発明の目的 本発明は、渦巻状極板を用いる電池の上記従来の欠点を
改善し、高容量で、短絡のない密閉形電池を提供するこ
とを目的とする。

発明の構成 本発明の密閉形鉛蓄電池は、正極と負極とを。

全長にわたり間隔保持機能を有する合成樹脂製セパレー
タを介して渦巻状に巻いて極板群全構成し。

正、負極間の空隙を硫酸を含有するシリカゲルで満たし
たこと全特徴とする。

ここに用いるセパレータとしては、長手方向に伸びだ多
数の間隔保持用の部片とこれを連結する砕片から構成し
たものや格子状のものが好ましい。

贅だ、これらセパレータの空隙を満たす硫酸を含有した
シリカゲルの量はガスの透過を許容する程度とする。

このように構成することによって、渦巻状極板群を備え
る密閉形鉛蓄電池の高容量化をはかるとともに短絡も防
止することができる。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について説明する。

正負両極板にはペースト式極板を用いた。セパレータに
は第１図に示したように、７闘角のすき間１ｆｆ：有す
る格子状のポリプロピレン製セパレータ２ｆｆ：極板と
同じ大きさに切断して用いた。正極板の両面に上記ポリ
プロピレンの格子状セパＶ　−夕を当て、その上に負極
を重ねて渦巻状極板群を構成した。これを直径３０ｍｍ
の円筒形電槽に挿入した。電解液はシリカの微粉と比重
１．３０の硫酸２０ｃｃ２混合したゲル状のものを用い
た。この電池をＡとする。

また比較例として、ガラス繊維のマットをセ・（レーク
に用い、このガラスマットに比重１．３０の硫酸２０Ｃ
Ｃ全吸水保持させた電池Ｂ（ｉ７作った。

上記の電池Ａ、Ｂそれぞれ１０個についてサイクル試験
をした。放電＋１’ｉｏ、５Ａで１−ｒｅＶ／セルまで
とし、充電１１’！２．３６Ｖ／セルの定電圧で最大電
流’ｉ７０．８　Ａに設定して、６時間行なった。この
充放電を繰り返して、放電持続時間が２．６時間以下に
なったときを寿命とした。

第３図にその結果を示す。図から明らかなように、電池
ムは４００サイクル以上の寿命が得られ。

電池Ｂに比べ大幅に寿命特性が向上した。壕だ、電池Ａ
では安定して長寿命が得られたが、電池Ｂでは試験に用
いた１０個の内３個は６〜１０サイクルで寿命となり、
残りの７個は２５０〜３００サイクルの寿命であった。

このように極端に寿命サイクルが短いのは、格子と活物
質との剥離が起こり、放電すると格子表面が反応して硫
酸鉛になり、電気全通さなくなり、活物質が反応しない
状態で放電反応が終了してしまうだめと思われる。

本発明の電池でも極板の製造工程は同じなので。

極板の状態は上記した様な格子と活物質の剥離現象が起
こっていると考えられる。しかし１本発明のように枠状
のセパレータでゲル状の電解液を用いた渦巻式電池では
早期容量低下は抑制されることがわかった。

この本発明の効果の詳細な機構については明らかでない
が、つぎのように考えられる。すなわち。

従来のように、ガラスマットにいわゆる毛細管現象を利
用して電解液を保持させた場合は、極板と密着したとき
に容易に極板へ電解液が侵透するので、格子と活物質と
の間にすき間が生じると、電解液でそのすき間が満たさ
れ、放電するとこのすき間に蓄積された硫酸が格子と容
易に反しする。

しかし、本発明のようなゲル状の電解液を用いると、極
板と密着して電解液の一部は極板に侵透しても、ゲル内
の電解液の保持性が強く、電解液の大部分がゲル内に保
持されておへ格子と活物質の剥離があっても、集中的に
格子表面が反応することを抑制するだめと考えられる。

なお、ゲル状の電解液を用いた密閉形鉛蓄電池は、極板
を平板の１１用いる電池では従来から知られている。し
かし、この電池は電解液の漏液ヲ防ぐ方法としてゲル状
の電解Ｗｅ利用したものである。壕だ、渦巻式電池では
、群圧を高くして活物質の脱落を防ぎ、さらに長寿命化
′ｆｆ：はかるために、大きい力で渦巻状に巻く必要が
あるので、多孔質のガラスマットをセパレータに用い、
このガラスマット’を圧縮して高い群圧全維持させる構
成が採られており、過去に渦巻式電池にゲル状電解液を
用いた例はなく、かつ上記したように渦巻式電池にゲル
状電解液を用いると従来の平板式電池に用いたゲル式電
池と全く異なった効果が得られることがわかった。この
ことは、平板式の密閉電池では、ゲル状の電解液を用い
てガラスマットに電解液を吸収保持させても、早期容量
低下が起こらないことからもわかるように、密閉式電池
での早期容量低下は極板を渦巻状にすることで活物質と
格子の剥離が起こるためであり１本発明は渦巻式電池に
ゲル状電解液を用いてこの早期容量低下全抑制するもの
である。

筐だ、渦巻式電池に必要な大きい群圧は曲ｉ強度の強い
プラスチックの枠状セパレータを用いることにより達成
できるが、極板の中央部が変形し、対極と短絡する傾向
が強いので極板周辺部以外にも間隔保持部を有した構造
にすることにより、短絡が防止できる。

さらに、ガラスマットを用いた電池では、ガラスマント
が圧縮され、その吸水性が低下するが、合成樹脂の枠状
セパレータを用いてゲル状電解液を用いた場合、ガラス
マットを用いた場合よりも多量の硫酸を電池内に保有さ
せることができる。

すなわち、前記した電池Ａ、Ｂで、ガラスマットを用い
た電池Ｂでは、比重１．３０の電解液ヲ２３ｃｃ　まで
は吸収保持できたが、それ以上入れるとフリーの液とし
て存在し、転倒すると漏液し、さらにガス吸収も充分に
行なわれないので、密閉式電池として適用できない。し
かし、本発明のセパレータにゲル状電解液を用いる渦巻
式電池では比重１．３０の硫酸を３３ｃｃ保有すること
ができた。

上記した電解液を最大に保有した電池の放電容量は、０
．４人で１．７５　Ｖ　／セルまで放電すると。

本発明の電池では４Ａｈであったが、ガラスマットを用
いた電池ではｓＡｈ　である。このように本発明の電池
では渦巻式電池の高容量化をはかることもできる。

なお、実施例ではポリプロピレンの格子状セパレータを
用いた場合について述べだが、材料としては、人ＢＳ樹
脂、ポリエチレン、アクリル樹脂でも同様の効果が得ら
れた。また、第２図に示すような極板と同じ寸法の外枠
３と極板の長手方向に伸びだ間隔保持片４からなる構造
のものでもほぼ同様の効果、がある。

発明の効果 上記したように、本発明によれば、渦巻状極板群を用い
る密閉形鉛蓄電池の早期容量低下を抑制し、さらに高容
量化ヲハかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるセパレータを示す要部
の平面図、第２図は他の実施例のセパレータを示す要部
の平面図、第３図はサイクル寿命特性を示す図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名の　
朴トも→〆 味

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正極と負極とを全長にわたり間隔保持機能を有する合成
   樹脂製のセパレータを介して渦巻状に巻いた極板群と、
   正、負極間の空隙を満たす硫酸全含有したシリカゲルか
   らなる密閉形鉛蓄電池。