JP2581237B2 - 密閉形鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池の製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
- H01M10/10—Immobilising of electrolyte
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- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は密閉形鉛蓄電池の改良に関するものである。
従来の技術とその課題 電池の充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させる
タイプの密閉形鉛蓄電池にはリテーナ式とゲル式の二種
類がある。リテーナ式は正極板と負極板との間に微細ガ
ラス繊維を素材とするマット状セパレータ（ガラスセパ
レータ）を挿入し、これによって放電に必要な硫酸電解
液の保持と両極の隔離を行っており、無保守、無漏液、
ポジションフリーなどの特徴を生かして、近年、ポータ
ブル機器やコンピューターのバックアップ電源として広
く用いられるようになってきた。しかし、反面ガラスセ
パレータが高価なことや極板群を強く圧迫する必要から
電槽の強度も大きくしなければならないなど電池の製造
コストが高くなる要因が多く、さらに従来の液式電池に
比べて低率放電性能が劣るなどの欠点があって、この種
の密閉電池の普及に障害となっている。
タイプの密閉形鉛蓄電池にはリテーナ式とゲル式の二種
類がある。リテーナ式は正極板と負極板との間に微細ガ
ラス繊維を素材とするマット状セパレータ（ガラスセパ
レータ）を挿入し、これによって放電に必要な硫酸電解
液の保持と両極の隔離を行っており、無保守、無漏液、
ポジションフリーなどの特徴を生かして、近年、ポータ
ブル機器やコンピューターのバックアップ電源として広
く用いられるようになってきた。しかし、反面ガラスセ
パレータが高価なことや極板群を強く圧迫する必要から
電槽の強度も大きくしなければならないなど電池の製造
コストが高くなる要因が多く、さらに従来の液式電池に
比べて低率放電性能が劣るなどの欠点があって、この種
の密閉電池の普及に障害となっている。
一方、ゲル式はリテーナ式よりも安価であるが、電池
性能が液式やリテーナ式に劣るという欠点があった。そ
こでこれらの欠点を解消するために、微細ガラス繊維を
用いるリテーナ式でもなくゲル状の電解液を用いるゲル
式でもない密閉形鉛蓄電池が提案されている。これは電
解液の保持材としてシリカの微粉体［正確には含水二酸
化珪素（SiO2・nH2O）であるが、ここでは単にシリカ微
粉体と略す］を使用するもので、正極板と負極板との間
隙および極板群の周囲に上記シリカ微粉体を充填した構
成の電池である。シリカ微粉体は大量に生産され、市販
されている安価な材料であり、耐酸性や電解液の保持力
も優れているので、密閉形鉛蓄電池の電解液保持材とし
て優れた新素材である。ところがこの新規な密閉形鉛蓄
電池にも次のような問題点があった。すなわち、シリカ
微粉体は非常にバルキーな細かい粉体であるため、極間
や極板群の周囲に密に充填するのが困難なことおよび充
填した粉体層に電解液を注液するのに長時間を要するこ
とである。
性能が液式やリテーナ式に劣るという欠点があった。そ
こでこれらの欠点を解消するために、微細ガラス繊維を
用いるリテーナ式でもなくゲル状の電解液を用いるゲル
式でもない密閉形鉛蓄電池が提案されている。これは電
解液の保持材としてシリカの微粉体［正確には含水二酸
化珪素（SiO2・nH2O）であるが、ここでは単にシリカ微
粉体と略す］を使用するもので、正極板と負極板との間
隙および極板群の周囲に上記シリカ微粉体を充填した構
成の電池である。シリカ微粉体は大量に生産され、市販
されている安価な材料であり、耐酸性や電解液の保持力
も優れているので、密閉形鉛蓄電池の電解液保持材とし
て優れた新素材である。ところがこの新規な密閉形鉛蓄
電池にも次のような問題点があった。すなわち、シリカ
微粉体は非常にバルキーな細かい粉体であるため、極間
や極板群の周囲に密に充填するのが困難なことおよび充
填した粉体層に電解液を注液するのに長時間を要するこ
とである。
課題を解決するための手段 本発明は上述した従来の密閉形鉛蓄電池の欠点を除去
し、優れた放電性能を有する安価な密閉形鉛蓄電池を提
供するもので、シリカ微粉体は硫酸を非常によく吸収す
るという特性を利用することを発明の骨子とする。この
シリカ微粉体は一次粒子が10〜40ミリミクロンと細か
く、比表面積も大きいので、多量の硫酸電解液を加えて
も、粉体の状態を維持し、電槽内への粉体の充填が容易
になるばかりでなく、あらかじめ硫酸電解液を吸収させ
ておけるので、最終的に注液する電解液量を少なくでき
るとともに、電解液を吸収させたシリカ粉体は液の浸透
性も良いため、結果的に粉体の充填や注液に要する時間
を大幅に短縮できることがわかった。以下本発明を実施
に基づいて説明する。
し、優れた放電性能を有する安価な密閉形鉛蓄電池を提
供するもので、シリカ微粉体は硫酸を非常によく吸収す
るという特性を利用することを発明の骨子とする。この
シリカ微粉体は一次粒子が10〜40ミリミクロンと細か
く、比表面積も大きいので、多量の硫酸電解液を加えて
も、粉体の状態を維持し、電槽内への粉体の充填が容易
になるばかりでなく、あらかじめ硫酸電解液を吸収させ
ておけるので、最終的に注液する電解液量を少なくでき
るとともに、電解液を吸収させたシリカ粉体は液の浸透
性も良いため、結果的に粉体の充填や注液に要する時間
を大幅に短縮できることがわかった。以下本発明を実施
に基づいて説明する。
実施例 本実施例では一次粒子径が10〜40ミリミクロンの市販
シリカ微粉体を用いた。この微粉体は一次粒子が凝集し
て50〜200ミクロンの二次または三次粒子を形成してお
り、比表面積が大きく、硫酸の吸収能も高いバルキーな
粉体である。珪酸ソーダと硫酸を反応させると Na2SiO3＋H2SO4 →SiO2・H2O＋Na2SO4 のように含水二酸化珪素として簡単に製造できるので、
安価な工業材料として大量に生産されているものであ
る。そこで上記シリカ微粉体に電解液としての硫酸水溶
液を加え、硫酸を含浸させた状態での粉体を試作した。
その作り方は極めて簡単で、シリカ微粉体と硫酸を混合
するだけでよい。すなわち、シリカ微粉体に硫酸を加え
ると、加えた硫酸はシリカ微粉体に吸収されて塊状とな
るが、攪拌することによって容易にこわれ、均一な粉体
となる。ただし、ここで注意しなければならないこと
は、加えた硫酸量が多い場合攪拌が激しすぎると粉状と
はならずペースト状となってしまうことである。とくに
すりつぶすような力が働くと、粉体に吸収された硫酸が
にじみ出てきてペースト状となるので、このような攪拌
方法は避けなければならない。軽くかき混ぜる程度が最
も好ましい。
シリカ微粉体を用いた。この微粉体は一次粒子が凝集し
て50〜200ミクロンの二次または三次粒子を形成してお
り、比表面積が大きく、硫酸の吸収能も高いバルキーな
粉体である。珪酸ソーダと硫酸を反応させると Na2SiO3＋H2SO4 →SiO2・H2O＋Na2SO4 のように含水二酸化珪素として簡単に製造できるので、
安価な工業材料として大量に生産されているものであ
る。そこで上記シリカ微粉体に電解液としての硫酸水溶
液を加え、硫酸を含浸させた状態での粉体を試作した。
その作り方は極めて簡単で、シリカ微粉体と硫酸を混合
するだけでよい。すなわち、シリカ微粉体に硫酸を加え
ると、加えた硫酸はシリカ微粉体に吸収されて塊状とな
るが、攪拌することによって容易にこわれ、均一な粉体
となる。ただし、ここで注意しなければならないこと
は、加えた硫酸量が多い場合攪拌が激しすぎると粉状と
はならずペースト状となってしまうことである。とくに
すりつぶすような力が働くと、粉体に吸収された硫酸が
にじみ出てきてペースト状となるので、このような攪拌
方法は避けなければならない。軽くかき混ぜる程度が最
も好ましい。
そこで、上述のようにしてシリカ微粉体と比重1.30の
希硫酸とを用いて硫酸含浸シリカ微粉体を作製した。作
製した粉体の性状は、シリカ微粉体1g当り硫酸1.78ml含
浸まではさらさらした粉状であったが、1.92mlではやや
湿った状態となり、さらさらした感じはなくなった。
希硫酸とを用いて硫酸含浸シリカ微粉体を作製した。作
製した粉体の性状は、シリカ微粉体1g当り硫酸1.78ml含
浸まではさらさらした粉状であったが、1.92mlではやや
湿った状態となり、さらさらした感じはなくなった。
つぎに、これらの硫酸含浸シリカ微粉体を用いて、密
閉形鉛蓄電池を作製した。電池は、公称容量4.5Ahで、
化成して乾燥した正極板３枚と負極板４枚から構成され
ており、極間には幅2mm、厚さ1.5mm耐酸性合成樹脂のス
ペサーを２本ずつ挿入した。そこで第１表に示す硫酸含
浸シリカ微粉体を極間および極板群の周囲に充填した。
閉形鉛蓄電池を作製した。電池は、公称容量4.5Ahで、
化成して乾燥した正極板３枚と負極板４枚から構成され
ており、極間には幅2mm、厚さ1.5mm耐酸性合成樹脂のス
ペサーを２本ずつ挿入した。そこで第１表に示す硫酸含
浸シリカ微粉体を極間および極板群の周囲に充填した。
第１図は本発明密閉形鉛蓄電池の縦断面模式図であ
る。図において１は正極板、２は負極板、３は硫酸含浸
粉体、４は電槽、５は液口である。また第２表に微粉体
を振動の強さ2G,振幅0.5mm,振動数60回毎秒の条件で電
槽内へ充填した際の充填時間を示す。
る。図において１は正極板、２は負極板、３は硫酸含浸
粉体、４は電槽、５は液口である。また第２表に微粉体
を振動の強さ2G,振幅0.5mm,振動数60回毎秒の条件で電
槽内へ充填した際の充填時間を示す。
硫酸含浸シリカ微粉体の充填量は元原料のシリカ微粉
体がいずれも15gとなるように充填した。例えば、電池
Ｄでは、シリカ微粉体100gに比重1.30の希硫酸を115g含
浸させたので、硫酸含浸シリカ微粉体の充填量は 15＋（15/100）×115×1.30＝37.4gとなる。
体がいずれも15gとなるように充填した。例えば、電池
Ｄでは、シリカ微粉体100gに比重1.30の希硫酸を115g含
浸させたので、硫酸含浸シリカ微粉体の充填量は 15＋（15/100）×115×1.30＝37.4gとなる。
第２表から明らかなように、シリカ微粉体に含浸させ
た比重1.30の希硫酸量が多くなるほど充填時間は短くな
り、充填しやすくなることがわかる。しかし、硫酸含浸
量が最も多いNo.7の粉体になると逆に充填時間が長くな
り、硫酸含浸量に限界があるようである。これは、第１
表に示したように、No.6の粉体まではさらさらした粉状
であったがNo.7になるとやや湿った粉状となったことか
ら、充填性が低下したものと思われる。
た比重1.30の希硫酸量が多くなるほど充填時間は短くな
り、充填しやすくなることがわかる。しかし、硫酸含浸
量が最も多いNo.7の粉体になると逆に充填時間が長くな
り、硫酸含浸量に限界があるようである。これは、第１
表に示したように、No.6の粉体まではさらさらした粉状
であったがNo.7になるとやや湿った粉状となったことか
ら、充填性が低下したものと思われる。
シリカ微粉体を充填した試験電池は、比重1.30の希硫
酸を注液したのち、0.6Aで18h初充電したのち容量試験
を行った。第３表に比重1.30希硫酸の注液量および注液
に要した時間を、第４表に容量試験の結果を示す。
酸を注液したのち、0.6Aで18h初充電したのち容量試験
を行った。第３表に比重1.30希硫酸の注液量および注液
に要した時間を、第４表に容量試験の結果を示す。
第３表において希硫酸の注液は次のようにした。電池
Ａはシリカ微粉体の元原料を使用したもので、この電池
の注液量を46mlとしたので、硫酸含浸シリカ微粉体を充
填したＢ〜Ｇの電池についても総注液電解液量を46mlと
した。したがって、Ｂ〜Ｇの電池ではあらかじめシリカ
微粉体に電解液を含浸させてあるので、その分注液量は
少なくて良いことになる。例えば、電池Ｄでは、充填し
た硫酸含浸シリカ微粉体37.4g中には硫酸電解液が ｛115/（100＋115×1.30）｝×37.4＝17.3 存在するので、注液硫酸量としては46−17.3＝28.8mlで
よいことになる。
Ａはシリカ微粉体の元原料を使用したもので、この電池
の注液量を46mlとしたので、硫酸含浸シリカ微粉体を充
填したＢ〜Ｇの電池についても総注液電解液量を46mlと
した。したがって、Ｂ〜Ｇの電池ではあらかじめシリカ
微粉体に電解液を含浸させてあるので、その分注液量は
少なくて良いことになる。例えば、電池Ｄでは、充填し
た硫酸含浸シリカ微粉体37.4g中には硫酸電解液が ｛115/（100＋115×1.30）｝×37.4＝17.3 存在するので、注液硫酸量としては46−17.3＝28.8mlで
よいことになる。
第３表において注液に要した時間は、注液した希硫酸
が完全にシリカ微粉体に吸収されて遊離の希硫酸がなく
なるまでの時間である。測定の結果は、第３表に示すよ
う、Ａ、Ｂ、Ｃ…の順にＧが最も早く注液できた。これ
はあらかじめシリカ微粉体に希硫酸を含浸させたので、
注液硫酸量が少なくてよいだけでなく希硫酸の浸透速度
が速かったためである。これは例えば電池ＡとＥの注液
に要した時間を比較すればわかる。すなわち電池Ｅは注
液量が22.9mlで、硫酸を含浸させてない元原料のシリカ
微粉体を充填した電池Ａの注液量46mlの約２分の１であ
るが、注液に要した時間は、電池Ａの35分に対して6.8
分と約５分の１に短縮されている。
が完全にシリカ微粉体に吸収されて遊離の希硫酸がなく
なるまでの時間である。測定の結果は、第３表に示すよ
う、Ａ、Ｂ、Ｃ…の順にＧが最も早く注液できた。これ
はあらかじめシリカ微粉体に希硫酸を含浸させたので、
注液硫酸量が少なくてよいだけでなく希硫酸の浸透速度
が速かったためである。これは例えば電池ＡとＥの注液
に要した時間を比較すればわかる。すなわち電池Ｅは注
液量が22.9mlで、硫酸を含浸させてない元原料のシリカ
微粉体を充填した電池Ａの注液量46mlの約２分の１であ
るが、注液に要した時間は、電池Ａの35分に対して6.8
分と約５分の１に短縮されている。
容量試験はＡ〜Ｇの電池以外に従来品であるリテーナ
式密閉形鉛電池についても行った。この電池には勿論Ａ
〜Ｇの電池と同じ正、負極板を用いている。第４表の電
池Ｈがそれである。Ａ〜Ｇの電池の0.2C放電容量は従来
品Ｈと比較して10％程度向上した。また、30Aで行った
ハイレート放電でも従来品の１分32秒を14〜27％上回る
放電容量が得られた。なお、本実施例では極間に合成樹
脂製のスペーサーを挿入したが、一般的に用いられる鉛
蓄電池用のセパレータを挿入してもよい。とくにリブ付
きや波付きのセパレータであれば極間に一定の間隙を設
けることができるので好都合である。
式密閉形鉛電池についても行った。この電池には勿論Ａ
〜Ｇの電池と同じ正、負極板を用いている。第４表の電
池Ｈがそれである。Ａ〜Ｇの電池の0.2C放電容量は従来
品Ｈと比較して10％程度向上した。また、30Aで行った
ハイレート放電でも従来品の１分32秒を14〜27％上回る
放電容量が得られた。なお、本実施例では極間に合成樹
脂製のスペーサーを挿入したが、一般的に用いられる鉛
蓄電池用のセパレータを挿入してもよい。とくにリブ付
きや波付きのセパレータであれば極間に一定の間隙を設
けることができるので好都合である。
本発明は上記実施例に限らず、例えば、あらかじめ該
微粉体に適量の水を含浸させた粉体を電槽内へ充填し、
その後電池の放電に必要かつ充分な量の硫酸電解液を注
液する方法においては、粉体の充填や電解液の注液が容
易になるという利点が認められ、種々の応用が考えられ
る。
微粉体に適量の水を含浸させた粉体を電槽内へ充填し、
その後電池の放電に必要かつ充分な量の硫酸電解液を注
液する方法においては、粉体の充填や電解液の注液が容
易になるという利点が認められ、種々の応用が考えられ
る。
発明の効果 上述したように本発明によれば、電解液保持材として
のシリカ微粉体にあらかじめ硫酸あるいは水を含浸させ
た粉体を充填することにより、粉体の充填や注液時間を
大幅に短縮でき、しかも従来品よりも放電性能の優れた
密閉形鉛蓄電池を安価に製造でき、工業的価値は大であ
る。
のシリカ微粉体にあらかじめ硫酸あるいは水を含浸させ
た粉体を充填することにより、粉体の充填や注液時間を
大幅に短縮でき、しかも従来品よりも放電性能の優れた
密閉形鉛蓄電池を安価に製造でき、工業的価値は大であ
る。
第１図は本発明密閉形鉛蓄電池の縦断面模式図である。 １……正極板、２……負極板、３……硫酸含浸粉体、４
……電槽、５……液口
……電槽、５……液口
Claims (1)
- 【請求項１】電池の充電中に発生する酸素ガスを負極で
吸収させる密閉形鉛蓄電池において、スペーサーまたは
セパレータを介して組み合わせた正極板と負極板との間
隙および極板群の周囲に、一次粒子が10〜40ミリミクロ
ンの含水二酸化珪素の微粉体が凝集して50〜200ミクロ
ンの二次または三次粒子を形成した粉体にあらかじめ硫
酸電解液の一部または水を含浸させた粉体を充填、配置
し、さらに希硫酸を注液することにより、充放電に必要
な電解液を保持させたことを特徴とする密閉形鉛蓄電池
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1303725A JP2581237B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 密閉形鉛蓄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1303725A JP2581237B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 密閉形鉛蓄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165466A JPH03165466A (ja) | 1991-07-17 |
| JP2581237B2 true JP2581237B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17924515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1303725A Expired - Lifetime JP2581237B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 密閉形鉛蓄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581237B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2566917B (en) * | 2017-04-21 | 2021-02-24 | Reckitt Benckiser Health Ltd | An Exfoliation Brush and Device |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP1303725A patent/JP2581237B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03165466A (ja) | 1991-07-17 |
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