JPS63146348A - 密閉形鉛蓄電池用セパレ−タ - Google Patents
密閉形鉛蓄電池用セパレ−タInfo
- Publication number
- JPS63146348A JPS63146348A JP61291838A JP29183886A JPS63146348A JP S63146348 A JPS63146348 A JP S63146348A JP 61291838 A JP61291838 A JP 61291838A JP 29183886 A JP29183886 A JP 29183886A JP S63146348 A JPS63146348 A JP S63146348A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- negative electrode
- gas
- battery
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/431—Inorganic material
- H01M50/434—Ceramics
- H01M50/437—Glass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0005—Acid electrolytes
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (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。
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、負極で０２ガスを吸収する負極吸収式の密閉
形鉛蓄電池用セパレータの改良に関するものである。
形鉛蓄電池用セパレータの改良に関するものである。
従来の技術
近年、電子機器の急速な小形化とポータプル化の動向と
ともに経済性、省資源という観点から小形鉛蓄電池が脚
光を浴びてきている。機器に内蔵される小形鉛蓄電池は
、どのような方向、位置で使用されても液漏れしない密
閉形構造が好ましく、ゲル化剤を入れて電解液をゲル化
し固定する方式と、セパレータに電解液を吸収、保持さ
せるリテーナ式があるが、最近はリテーナ式に移行して
きている。
ともに経済性、省資源という観点から小形鉛蓄電池が脚
光を浴びてきている。機器に内蔵される小形鉛蓄電池は
、どのような方向、位置で使用されても液漏れしない密
閉形構造が好ましく、ゲル化剤を入れて電解液をゲル化
し固定する方式と、セパレータに電解液を吸収、保持さ
せるリテーナ式があるが、最近はリテーナ式に移行して
きている。
電池の密閉化の方式としては、いくつかの方法がある。
すなわち、正極の容量を負極より太きくし、過充電時に
、まず負極よりＨ２ガスが発生するようにし、正極に接
続し之補助電極で水に還元する第３電極方式、また、正
衡から発生する０２ガスと負極から発生するＨ２ガスと
を気相触媒により水にもど丁触媒栓方式、さらにまた、
負極の容量を正極より太きくし、正極より０２．ガスだ
けが発生するようにし、これを負極で吸収し水にもどす
負極吸収方式などがあるが、最近では負極吸収方式が主
になってきている。
、まず負極よりＨ２ガスが発生するようにし、正極に接
続し之補助電極で水に還元する第３電極方式、また、正
衡から発生する０２ガスと負極から発生するＨ２ガスと
を気相触媒により水にもど丁触媒栓方式、さらにまた、
負極の容量を正極より太きくし、正極より０２．ガスだ
けが発生するようにし、これを負極で吸収し水にもどす
負極吸収方式などがあるが、最近では負極吸収方式が主
になってきている。
従来、負極吸収式の密閉形鉛蓄電池は、ＰｂＯ２よりな
る正極板、ｐｂよシなる負極板およびガラス細繊維など
の不織布よりなるセパレータから構成されている。セパ
レータは１〜１０ミクロンのガラス細繊維がアクリル系
のバインダーによりからまった構造の不織布であり、こ
のセパレータおよび正、負極極板に、Ｈ２ＳＯ４よりな
る電解液が吸液２保持されている。ただし、電池をどの
ような方向で使用しても液漏れしないように電解液量は
制限されている。しかしながら電解液も電池活物、−ｊ
ゝ 質であり、ある一定量を必要とする。よって、セパレー
タは必要量の電解液を吸液、保持する几めに正、負極極
板と同じ位の厚みを必要とする。従来の一実施例の電池
断面図を第３図に示す。正極板７はセパレータ８．８′
を介して２枚の負極板９．９′に挾まれてポリプロピレ
ン樹脂からなる電槽１ｏに挿入さｎている。正極板７の
厚みは２ｎ、負極板９．９′の厚みは１闘であり、活物
質の容量比率は１．２ ： １で負極の方が多くなって
いる。セパレータ８．８′は５ミクロンのガラス細繊維
をアクリルバインダーでからませて不織布にし之もので
あり厚みは２０ ｋｇ ／ ｄｍ荷重時で１．２謂であ
る。そして電解液として、比重１．３０の硫酸が正、負
極極板およびセパレータに含浸、保持されている。
る正極板、ｐｂよシなる負極板およびガラス細繊維など
の不織布よりなるセパレータから構成されている。セパ
レータは１〜１０ミクロンのガラス細繊維がアクリル系
のバインダーによりからまった構造の不織布であり、こ
のセパレータおよび正、負極極板に、Ｈ２ＳＯ４よりな
る電解液が吸液２保持されている。ただし、電池をどの
ような方向で使用しても液漏れしないように電解液量は
制限されている。しかしながら電解液も電池活物、−ｊ
ゝ 質であり、ある一定量を必要とする。よって、セパレー
タは必要量の電解液を吸液、保持する几めに正、負極極
板と同じ位の厚みを必要とする。従来の一実施例の電池
断面図を第３図に示す。正極板７はセパレータ８．８′
を介して２枚の負極板９．９′に挾まれてポリプロピレ
ン樹脂からなる電槽１ｏに挿入さｎている。正極板７の
厚みは２ｎ、負極板９．９′の厚みは１闘であり、活物
質の容量比率は１．２ ： １で負極の方が多くなって
いる。セパレータ８．８′は５ミクロンのガラス細繊維
をアクリルバインダーでからませて不織布にし之もので
あり厚みは２０ ｋｇ ／ ｄｍ荷重時で１．２謂であ
る。そして電解液として、比重１．３０の硫酸が正、負
極極板およびセパレータに含浸、保持されている。
過充電時には、まず正極が完全充電され０２ガスの発生
が起こる。そして、この０２ガスはセパレータ中を拡散
し負極に到達し、そこで負極と反応し、下記のように負
極は酸化鉛を経て硫酸鉛になる。
が起こる。そして、この０２ガスはセパレータ中を拡散
し負極に到達し、そこで負極と反応し、下記のように負
極は酸化鉛を経て硫酸鉛になる。
正極 Ｈ２０→１７ ｏ２＋ ２Ｈ＋ ２６負極
ｐｂ ＋ ４０２→ｐｂ。
ｐｂ ＋ ４０２→ｐｂ。
ＰｂＯ＋ Ｈ２Ｓｏ４→ＰｂＳＯ４＋ Ｈ２Ｏすなわち
７ｉ［鉛は負極の放電生成物であり、この反応が続くか
ぎり負極は完全充電状態にならず、Ｈ２ガスの発生は起
こらない。よって密閉化が可能となる。
７ｉ［鉛は負極の放電生成物であり、この反応が続くか
ぎり負極は完全充電状態にならず、Ｈ２ガスの発生は起
こらない。よって密閉化が可能となる。
置部は安全弁であり、なんらかの原因で電池内圧が上昇
し次場合には、ゴム弁１１を押し上げて通気孔１３．排
気孔１２を通ってガスが抜けるようにして電池内圧が異
常に上昇しないようにしである。
し次場合には、ゴム弁１１を押し上げて通気孔１３．排
気孔１２を通ってガスが抜けるようにして電池内圧が異
常に上昇しないようにしである。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の構成では、大電流で過充電した場合、
セパレータ中には電解液が存在するので０２ガスの負極
への拡散はゆるやかにしか行なわれず負極での吸収反応
は遅いので、ガス吸収による硫酸鉛の生成量よりも、充
電により還元さｎる硫酸鉛量の方が多くなる。よって、
あらかじめ正極よりも多く入れておいた硫酸鉛はなくな
ってしマイ、負極は完全充電状態になり、Ｈ２ガスの発
生が起とり、電池内圧の上昇をきたし０２ガスおよびＨ
２ガスが安全弁より抜は出す。すなわち水が電気分解さ
れて減液する。水が減少すると電解液の濃度が上昇する
ことになり、そうすると電解液の粘度が高くなり液の移
動がしにくくなるので放電特性が悪くなっ之り、また濃
度が高くなると格子が腐食されやすくなるなどの問題が
あった。
セパレータ中には電解液が存在するので０２ガスの負極
への拡散はゆるやかにしか行なわれず負極での吸収反応
は遅いので、ガス吸収による硫酸鉛の生成量よりも、充
電により還元さｎる硫酸鉛量の方が多くなる。よって、
あらかじめ正極よりも多く入れておいた硫酸鉛はなくな
ってしマイ、負極は完全充電状態になり、Ｈ２ガスの発
生が起とり、電池内圧の上昇をきたし０２ガスおよびＨ
２ガスが安全弁より抜は出す。すなわち水が電気分解さ
れて減液する。水が減少すると電解液の濃度が上昇する
ことになり、そうすると電解液の粘度が高くなり液の移
動がしにくくなるので放電特性が悪くなっ之り、また濃
度が高くなると格子が腐食されやすくなるなどの問題が
あった。
本発明はこのような問題を解決するもので、過充電時に
まず正極より発生する０２ガスの負極への拡散、吸収を
良好にせしめて、大・電流での過充電特性、すなわち負
極のガス吸収能を改善することを目的とするものである
。
まず正極より発生する０２ガスの負極への拡散、吸収を
良好にせしめて、大・電流での過充電特性、すなわち負
極のガス吸収能を改善することを目的とするものである
。
問題点を解決するための手段
この問題点を解決するために本発明は、セパレータの中
空繊維状のガラス細繊維を含む構成にし次ものである。
空繊維状のガラス細繊維を含む構成にし次ものである。
作用
この構成により、電解液はまず最初に、毛管現象により
セパレータのガラス細繊維の中空部に吸液、保持される
。よって電池反応に必要な電解液量はガラス細繊維の中
空部に保持されるので、ガラス細繊維間の空隙部にはほ
とんど電解液が存在しない。すなわち、ガス層ができる
のでセパレータを通ってガスの拡散がしやすくなる。
セパレータのガラス細繊維の中空部に吸液、保持される
。よって電池反応に必要な電解液量はガラス細繊維の中
空部に保持されるので、ガラス細繊維間の空隙部にはほ
とんど電解液が存在しない。すなわち、ガス層ができる
のでセパレータを通ってガスの拡散がしやすくなる。
実施例
第１図は本発明の一実施例による七）（レータの拡大断
面図である。第１図において、ガラス細繊維１は約１０
ミクロン径の大きさであり、その中心部には２〜６ミク
ロン径の中空部２が貫通している。そして、中空部２に
は電解液３が吸液、保持されている。またガラス細繊維
１がからまシあった位置にも電解液３′が存在するが、
空隙部４のほとんどは電解液の存在しないガス層になっ
ている。
面図である。第１図において、ガラス細繊維１は約１０
ミクロン径の大きさであり、その中心部には２〜６ミク
ロン径の中空部２が貫通している。そして、中空部２に
は電解液３が吸液、保持されている。またガラス細繊維
１がからまシあった位置にも電解液３′が存在するが、
空隙部４のほとんどは電解液の存在しないガス層になっ
ている。
第２図に、本発明のセパレータ６および従来のセパレー
タ６を用い７’（２ムｈ容量の密閉形鉛蓄電池を各種充
電電流で１週間過充電し次ときの重量減少を示しである
。重量減少は、既に述べたように負極による０２ガス吸
収能を評価する手段となりつる。第２図から明らかなよ
うに、本発明のセパレータは良好なガス吸収能を有して
おり、０．１５ＯＡ充電では従来品に比べて１０倍のガ
ス吸収能があることがわかる。
タ６を用い７’（２ムｈ容量の密閉形鉛蓄電池を各種充
電電流で１週間過充電し次ときの重量減少を示しである
。重量減少は、既に述べたように負極による０２ガス吸
収能を評価する手段となりつる。第２図から明らかなよ
うに、本発明のセパレータは良好なガス吸収能を有して
おり、０．１５ＯＡ充電では従来品に比べて１０倍のガ
ス吸収能があることがわかる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、電解液はセパレータのガ
ラス細繊維の中空部に大部分が吸液、保持さｎるので、
セパレータ中に空隙部が存在するようになりガスが通過
しやすい。すなわち過充電時にまず、正極で発生する０
２ガスはすみやかに負極板上に拡散することができるの
で、大電流で過充電しても負極は０２ガス吸収反応をよ
り早く行なうことができるので常に未充電状態にあり、
ゆえにＨ２ガスの発生は起こらず、水分解による減液は
起こらない。よって減液による電池性能劣化を防ぎ、１
次格子の腐食を防ぐという効果が得られる。
ラス細繊維の中空部に大部分が吸液、保持さｎるので、
セパレータ中に空隙部が存在するようになりガスが通過
しやすい。すなわち過充電時にまず、正極で発生する０
２ガスはすみやかに負極板上に拡散することができるの
で、大電流で過充電しても負極は０２ガス吸収反応をよ
り早く行なうことができるので常に未充電状態にあり、
ゆえにＨ２ガスの発生は起こらず、水分解による減液は
起こらない。よって減液による電池性能劣化を防ぎ、１
次格子の腐食を防ぐという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例によるセパレータの拡大断面
図、第２図は本発明および従来のセパレータを用いた場
合の各充電電流による過充電時の重量変化を示す図、第
３′図は従来の密閉形鉛蓄電池の断面図である。 １・・・・・・ガラス細繊維、２・・・・・・中空部、
３・ ３′・・・・・・電解液、４・・・・・・空隙部
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名３−
電解源 了−電＠Ｊ ４− 望陳鄭 第１図 θ、０５ σｌ θ、１５ 充電覧流（Ｃ旬
図、第２図は本発明および従来のセパレータを用いた場
合の各充電電流による過充電時の重量変化を示す図、第
３′図は従来の密閉形鉛蓄電池の断面図である。 １・・・・・・ガラス細繊維、２・・・・・・中空部、
３・ ３′・・・・・・電解液、４・・・・・・空隙部
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名３−
電解源 了−電＠Ｊ ４− 望陳鄭 第１図 θ、０５ σｌ θ、１５ 充電覧流（Ｃ旬
Claims (1)
- 中空状のガラス細繊維を含むことを特徴とした密閉形鉛
蓄電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291838A JPS63146348A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 密閉形鉛蓄電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291838A JPS63146348A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 密閉形鉛蓄電池用セパレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63146348A true JPS63146348A (ja) | 1988-06-18 |
Family
ID=17774071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291838A Pending JPS63146348A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 密閉形鉛蓄電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63146348A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225298A (en) * | 1989-02-27 | 1993-07-06 | Yuasa Battery Co., Ltd. | Sealed lead acid battery and separator for use in sealed lead acid battery |
| US5281498A (en) * | 1991-05-23 | 1994-01-25 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Sheet-like separator and valve regulated lead acid battery |
| US9293748B1 (en) | 2014-09-15 | 2016-03-22 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US9786885B2 (en) | 2015-04-10 | 2017-10-10 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators comprising inorganic particles |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61291838A patent/JPS63146348A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225298A (en) * | 1989-02-27 | 1993-07-06 | Yuasa Battery Co., Ltd. | Sealed lead acid battery and separator for use in sealed lead acid battery |
| US5281498A (en) * | 1991-05-23 | 1994-01-25 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Sheet-like separator and valve regulated lead acid battery |
| US9293748B1 (en) | 2014-09-15 | 2016-03-22 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US9577236B2 (en) | 2014-09-15 | 2017-02-21 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US9627668B1 (en) | 2014-09-15 | 2017-04-18 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US9728756B2 (en) | 2014-09-15 | 2017-08-08 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US10431796B2 (en) | 2014-09-15 | 2019-10-01 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US9786885B2 (en) | 2015-04-10 | 2017-10-10 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators comprising inorganic particles |
| US10644289B2 (en) | 2015-04-10 | 2020-05-05 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators comprising inorganic particles |
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