JPS61206158A - 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】 〔曜業上の利用分野〕 本発明はポータプル機器の電源等に使用される密閉形鉛
蓄電池に関する。

〔従来の技術〕

密閉形鉛蓄電池は、セパレーダであるガラスマット等が
電解液を保持して流動させないため、電解液が電そう外
に溢れず、携帯に便利な小型電源として広く普及してい
る。

従来の密閉形鉛蓄電池は、正極板、負極板およびセパレ
ータからなる極板群がｋＢＢ樹脂等で成形された箱形の
電そうに挿入され、ふたをｒ＃曹あるいは溶雪して密閉
した構造を有している。

しかし、このような構造であるため電池電圧や容量に応
じて電そう形状や寸法が変わるため、多種多様になり低
コストで量産することが困難である。また、製造工程に
おいても極板群の挿入やふた等の摺蕾、あるいは安全弁
のはめ込み等機械化が困難である工程が多いため、量産
性が悪く製造コストの上昇につながっている。

この対策として、特ｉ昭５８−８３１０８号に示された
ように、電そう材料Ｃニポリエチレン等のフィルム状あ
るいはシート状の合成樹脂体を使用して極板群を包み込
み、熱溶前によって密封するとともに、安全弁も同時に
成形するような方法が提案されている。しかしこのよう
なフィルムあるいはシート材では電そう材料として必要
な特性、丁なわち透湿度、酸素透過度および耐酸性等に
ついて満足Ｔることが困難であり、この種の電池を製品
化するのに大きな問題となっていた。

本発明者は先にフィルム状又はシート状合成樹脂体で正
極板、負極板、及びセパレータからなる極板群を包み込
んだ密閉形鉛蓄電池を出願したが、電池体の周辺に表裏
の合成樹脂体の熱り−ル部があり、シール安定性、シー
ルの確かさ、機械精度などよりみて１０謡幅は必要であ
る。シール幅を狭くするときは、低速で注意深く作業し
なければならないので、作業能率が低下し、コスト高と
なる。

従って″Ｉｌ池体の周辺にこの部分が飛びだし、外箱へ
入れるときに大傘な箱を必要とし、軽量化、小型化の支
障となる。

又、近年、ボータプル機器の小型化が−−強く求められ
ており、それにつれて電源の蓄電池の大きさを更に小型
化することが望まれるようになってきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明が解決しようとする問題点は従来の密閉形
鉛蓄電池よりも更（二車型化されており、携帯に纒めて
便利であり、且つ正極板、負掻板およびセパレータから
なる極板群を包む電そうが必要な特性、すなわち透湿イ
、酸素透過度および耐酸性、引張強度、破裂強闇等を充
分にそなえた量産性に丁ぐれた密閉形鉛蓄電池を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は上記の問題点を解決すべく研究の結果、電
そう材料として、ポリオレフィン系樹脂−にポリブチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
カーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ナイロン等の熱可塑性合成樹脂の１層以上と
バリアー層を檀−した合成樹脂積層材が適していること
、及び前記合成樹Ｉｌｌ積−材を二つ折りして三方シー
ルした袋により重上うを形成し、この電そう内に極板群
を収容するようにすることＣ二より、小型化をはかるこ
とができることを見いだし、かかる知見にもとづいて本
発明を完成したものである。

即ち、本発明の要旨は合成樹脂積層材で正極板、負極板
及びセパレータからなる極板群を包み込んだ密閉形鉛蓄
電池において、前記合成樹脂槽り材がポリオレフィン系
樹脂層よりなる内側層の外側にポリブチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ナ
イロン等の熱可塑性合成樹脂の１１以上とバリアー−が
檀１されてなるものであり、該合成樹脂積層材は折られ
、折り合せられた合成樹脂積層材間に極板群が挿入され
、三方の端部の熱装置すべき領域が熱溶曹され、密閉さ
れていることを特徴とする密閉形鉛蓄電池である。

而して本発明においてポリオレフィン系１１１１Ｉｗと
しては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高
密度ポリエチレン、リニア低密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレンやそれらの共重合体であるエチレン酢酸ビニル
共重合体、エチレンアクリル酸共重合体、エチレンメタ
クリル酸共重合体、エチレンアクリル酸エステル共重合
体、エチレンアクリル酸エステル共重合体、エチレン−
プロピレン共重合体や三元共電合体を用いることができ
る。

また上記の酸変性体として、アクリル酸、メタクリル酸
、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコン酸、無水シ
トラコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸等の不飽和カ
ルボン酸あるいはその無水物でグラフト重合変性しても
よい。

カルボン酸基を有するものは、ナトリウムＮａ＋、亜鉛
Ｚｎ”十等の今頃イオンで架橋したアイオノマーなども
適用できる。

次にバリアー１としてポリ塩化ビニリデン、エチレン酢
酸ビニル共重合体ケン化物、ポリアクリロニトリル、ア
クリロニトリル共重体、又はポリビニルアルコールの噸
を適用し得る。

合成樹脂墳閤材の作製にあたってのフィルムまたはシー
トのラミネートは、接１ｔａとしてタレタン系、ポリエ
ステル系、エチレン酢酸ビニル共重合体系樹脂を用いた
ドライラミネーションや、エクストルージョンラミネー
トなど公知の方法を用いることができるが、最内鳴のポ
リオレフィン系フィルムは、耐内容物性、接電力の点よ
りドライラミネーションが望ましい。

フィルムを複合することで、充分なる引張強電、破裂強
度が得られるが、ポリオレフィン系、ポリエステル系な
どの延伸ヤーンを織物にした、いわゆるネット状物を内
部にラミネートすることで、これらは飛躍的に向上する
。

このラミネートフィルムはそれ単１で用いることはもち
ろん、これにさらＣ；ポリオレフィン系フィルムを重ね
合せた二重袋あるいは三重袋構造とすることで、屈曲時
の耐ピンホール性が向上し、袋の柔軟性もよく、破袋に
よる漏液も防止できる。

さらに二つ折りされ、折り合せられる両室そう材料領域
の少なくとも一方を熱成形、冷間プレス等の方法により
極板群と略相似形に絞り成形しても良い。

第１図は本発明に係る密閉形鉛蓄電池の１例を示Ｔ０ 第２図示のような正橋板（１）をガラス繊維主体のＵ字
状セパレータ（２）で包み込み、その両側に２枚の負極
板（３）を配し、正極板（１）および負極板（３）には
、熱溶着用のポリエチレン系樹脂（４）で一部な被覆し
た極柱（５）を一体化した極板群が第１図示の如く二つ
折りされ、折り合せられた合成樹脂ｆｔｉ　ｌ１１１ｔ
ｔ　ｔ６）間に挿べされ、左右及び上の三方のを示す。

次を二重３因は本発明：；係る密閉形鉛蓄電池の他の例
を示す。

この例においてはＥ下及び右もしくは左の三方の端部が
安全弁（７）となる一部を除いて熱溶前され、密閉され
て電そうが形成されている。

次に第４図は本発明に係る密閉形鉛蓄電池の更に他の例
を示す。

この例においてはｙｆｆ４部において合成樹脂積層材の
左右両端部が合掌状に合せられて熱溶萱され、且つ上下
両端部が安全弁（７）となる一部を除いて熱溶前されて
ピロー包装タイプの電そうが形成されている。

上記の本発明に係る密閉形鉛蓄１！池において安全弁は
袋体の一部に未シール部を作って形成し、異常時のガス
抜きにしているが、本発明はこれに限定されないもので
ある。

例えばコーヒー袋のＣ０２抜券に使用されている（西独
）　Ｂ自ｓｃｈ社のフィルム形安全弁（中央に通気孔な
有するベースフィルムの上にシリコンオイル層を介して
薄いフィルムが帯青され、該薄いフィルムの上面の一部
領域に補強材が設けられているフィルム形安全弁。容器
の内圧がＯないし負圧のときは封止状態１；あるが、内
圧が上昇↑ると薄いフィルムが上に押しあげられ、シリ
コンオイルが押しのけられて内部の気体が逃げ、袋の破
袋が防止せしめられる。）を用いても良い。

〔作　用〕

本発明においてポリオレフィン系樹脂よりなる内側噂は
熱溶着性、電解液の硫酸に耐える耐酸性等の機能な奏す
るものである。

次に内側噛の外側のポリエチレンテレフタレート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の熱可塑性合成樹脂−
は電そうに電池内の圧力変動１；耐える破裂強度や引張
強度を付与する作用を奏するものである。

次にバリアー鳴は電解液の水分悉過や蒸発による容量寿
命劣化の防止、大気中の酸素の透過侵入による自己放電
増加の防止、および放置時に自己放電等によって微量発
生Ｔる水素ガスを透過放出させて電池内を減圧状態に保
つ機能を果Ｔものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を比較例とともに脱明する。

前表における電そう材料中、ｌｐは前述した従来のＡＢ
Ｓｔ！１ＩＩＷ電そうであり、（１）は中密度ポリエチ
レン（ＭＤＰｇ）　　を厚さ２００μとして単独で用い
たものであり、これらはいずれも比較例の材料である。

電そう材料中ｆｌｌ以後が本発明の実施例の材料である
。ｉｌｌは強度向上と、酸素透過度及び透湿度を低減さ
せるため、内側から順１：中密度ポリエチレン（ＭＤＰ
ｇ）８０μとポリ塩化ビニリデン（ｐｖＤｃ）４ｏμ及
びポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）１２ｔｓを
壇−したものである。面は低温での熱溶着性に慶れ強度
の高いエチレン−アクリル酸共電合体（ＢＡＡ）８０μ
にポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）１２μとポ
リ塩化ビニリデンをコートした延伸ポリプロピレン（Ｋ
−ＯＰＰ）５０ｔｔを檀看したものである。（ｖｌはエ
チレン−アクリル酸共電合体（ＥＡＡ）８０μにポリ塩
化ビニリデンをコートしたポリエチレンテレフタレー）
　（Ｋ−１１ｃＴ）　１２μとポリ塩化ビニリデンをコ
ートした延伸ポリプロピレン（Ｋ−ＯＰＰ）を檀−した
ものである。面は低温シール性の低密度ポリエチレン（
Ｉ、ＤＰＫ）８０μにポリ塩化ビニリデンをコートした
ポリエチレンテレフタレート（Ｋ−ＰＥＴ　）１２ａを
積１したものである。（至）はエチレンアクリル酸共重
合体（ＦＡＡ）８０μにポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＯ
）３μとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）１５μとポリ
塩化ビニリデン（ＰＶＤＯ）３μを槽重したものである
。（２）は低温シール性と耐ピンホールのため低密度ポ
リエチレン（ＬＤＰＫ）ＩＤｏμにエチレン酢酸ビニル
兵曹合体ケン化物（ｌｌｉ：’／ＡＬ）１５μとポリエ
チレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）１２μを積噂したも
のである。ωは強度な高めるため、延伸ナイロン（ＯＮ
）１５μを間に介在させて、中密度ポリエチレン（ＭＤ
ＰＥ）８０μにポリ塩化ビニリデンをコートした延伸ポ
リプロピレン（ＫＯＰＰ）３０μを積重したものである
。■は強靭性と低温シール性および柔軟性を高めるため
、エチレン、メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭ
Ａ）１００μにポリ塩化ビニリデンをコートした未延伸
ポリプロピレン（Ｋ−ＣＰＰ）３０μとポリエチレンテ
レフタレー）　（ＰＥＣＴ）１２μを槽−したものであ
る。

また表の各賞そう材料（（１〜ｌＸｌの引張強度はＪＩ
Ｓ　Ｚ−１７０２法により、破裂強度は、ＴＩＳ　Ｐ−
８１１２法により、透湿度はＪＩＳ　Ｚ−０２０８法に
より、さらに酸素透過度はＡＳ’ｌ’Ｍ　Ｄ−１４３４
−５８法によりそれぞれ測定した。

さらに第２図示のような正極板（１）をガラス繊維主体
のＵ字状セパレータｒ２１で包み込み、その両側に２枚
の負極！ｆｔ＋３＞を配し、正極板１１）および負極板
（３）には、熱溶着用のポリエチレン系樹脂（４）で一
部を被覆した極柱（５）を一体化した極板群を′＠１図
示の如く二つ折りした上記各賞そう材料中〜０ｏ（６１
間に挿入し、三方の端部を安全弁（７）となる一部を除
いて熱溶着し、次いで安全弁（７）の開口内にシリコン
オイルを滴下したのち、安全弁（７）の開口を通して電
解液を注入して２　Ｖ、　ｉ　Ａｈの密閉形鉛蓄電池（
幅５０膳×高さ９０膳×厚さ５鵬）を作成した。これら
の電池を周囲温度６０℃、相対湿度２０％中で４週間放
置して水分の透過による電池電量減少１１と酸素透過に
よる自己放電後の残存容量（イ）についても測定した。

その結果より、電そう材料＋１１〜□Ｑは従来品である
電そう材料（ｊｌ　（１１に比較して薄膜化されている
にもかかわらず、電そう材料として要求される引張強度
、破裂強度を備え従来品よりも更に薄い密閉形鉛蓄電池
を得ることができた。

また、島溶蕾丁べき部分が三方の端部のみでよいので、
従来の四方シールしたものに比較して更ζ二小型化した
密閉形鉛蓄電池を得ることがまた上配電そう材料（＋）
〜■で組立だ密閉形鉛蓄電池を周囲温度６０℃、相対湿
度２０％中で４週間放置した後の残存容量と電池重量の
減少は、従来のポリエチレンのみのフィルムに比べて残
存容量で３０〜５０％優れ、電池ｔｔの減少も％程度で
あり、ＡＢ８樹脂電そうに比べても、残存容量で１０〜
２０％優れ、電池電量の減少ではイ程度であった。その
結果より酸素遜過度は２０　ｏｏ／ｓ″・２４ｈｒ−ａ
ｔｍ以下、透湿度は１０　ｆＰ／Ｇａｓ’・２４ｈｒＬ
Ｊ下であれば良いことが判明した。

次暑二上記各型そう材料（ｉｌ〜（ｐを用いて、左右両
端部を合掌状に１合せて熱溶着し、且つ上下両のような
２’／、１ｈの密閉形鉛蓄電池（幅５０ｍ１１×高さ９
Ｑｍｘ厚さ５鵡）を作成した。

これらの電池につき、上記と同様な測定を行なった結果
、同様に残存容量及び電池電量の減少の点で優れている
ことが判明した。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば次の効果を得ることができ
る。

（１）熱溶菅丁べき部分が三方だけで良いので、従来の
四方レールしたものに比較して−−小型化をはかること
ができる。又、それのみならず、従来の電そう材料がポ
リエチレン単体よりなるものに比して電そう材料の厚み
が薄くなった分だけ更に薄型化することができ、従来品
よりも小型化し、且つ薄型化した密閉形鉛蓄電池を提供
Ｔることかできる。　　　。

（２）薄い電そう材料を用いるにもかかわらず強度的に
強く、電池内の圧力変動に耐えるに充分な破裂強度や引
張強度を備え、堅牢な密閉形鉛蓄電池を提供Ｔることが
できる。

（３）薄い電そう材料を用いるＣ二もかかわらず電解液
の水分透過や蒸発による容量寿命劣化の防止、大気中の
酸素の透過侵入による自己放電増加の防止、および放置
時に自己放電等によって微量発生する水素ガスを透過放
出させて電池内を減圧状態に保つ機能を備えた密閉形鉛
蓄電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の密閉形鉛蓄電池の１例の斜視図、＄２
図は第１図示の鉛蓄電池の極板群の斜視図、第３因は本
発明の密閉形鉛蓄電池の他の例の斜視図、＠４図は本発
明の密閉形鉛蓄電池 池の更に他の例の計視図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂積層材で正極板、負極板及びセパレータ
   からなる極板群を包み込んだ密閉形鉛蓄電池において、
   前記合成樹脂積層材がポリオレフィン系樹脂層よりなる
   内側層の外側にポリブチレンテレフタレート、ポリエチ
   レンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン
   、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の熱可
   塑性合成樹脂の１層以上とバリアー層が積層されてなる
   ものであり、該合成樹脂積層材は折られ、折り合せられ
   た合成樹脂積層材間に極板群が挿入され、三方の端部の
   熱溶着すべき領域が熱溶着され、密閉されていることを
   特徴とする密閉形鉛蓄電池。
2. （２）前記合成樹脂積層材はその酸素透過度が２０ｃｃ
   ｍ＾２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下、透湿度が１０ｇ／ｍ＾
   ２・２４ｈｒ以下のものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の密閉形鉛蓄電池。
3. （３）前記合成樹脂積層材はポリ塩化ビニリデン系樹脂
   層を有するものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の密閉形鉛蓄電池。
4. （４）前記合成樹脂積層材はエチレン酢酸ビニル共重合
   体ケン化物、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル
   共重合体又はポリビニルアルコールの層を有するもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の密閉
   形鉛蓄電池。
5. （５）合成樹脂積層材が二つ折りされ、折り合せられた
   合成樹脂積層材の三方の端部の熱溶着すべき領域が熱溶
   着された電そうにより極板群が包まれていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、又は第
   ４項記載の密閉形鉛蓄電池。
6. （６）合成樹脂積層材の両端部が合掌状に合せられて熱
   溶着され、且つ上下両端部の熱溶着すべき領域が熱溶着
   されたピロー包装タイプの電そうにより極板群が包まれ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項、又は第４項記載の密閉形鉛蓄電池。