JP2762498B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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Classifications
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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
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- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガラス繊維製セパレータを用いた密閉形鉛蓄
電池に係り、特に巾に比べて背の高い密閉形鉛蓄電池に
関する。
電池に係り、特に巾に比べて背の高い密閉形鉛蓄電池に
関する。
［従来の技術］ 従来、密閉形鉛蓄電池として、ガラス繊維の単独又は
これを主体としこれに耐酸性合成繊維や合成パルプを混
合し、抄紙法などにより所定の均一な密度を有する抄紙
シートを所定寸法に切断して得たガラス繊維製セパレー
タを用い、これを陽極板と陰極板の間に介在させ極板群
を組み立て、これを電槽内に組み込み、セパレータに希
硫酸電解液を流動する遊離したものがない程度に含浸さ
せたものが知られている。
これを主体としこれに耐酸性合成繊維や合成パルプを混
合し、抄紙法などにより所定の均一な密度を有する抄紙
シートを所定寸法に切断して得たガラス繊維製セパレー
タを用い、これを陽極板と陰極板の間に介在させ極板群
を組み立て、これを電槽内に組み込み、セパレータに希
硫酸電解液を流動する遊離したものがない程度に含浸さ
せたものが知られている。
従来のガラス繊維製セパレータは、第３図に示す如
く、ガラスマイクロファイバー等を原料として湿式抄造
する場合において、走行する抄造ネット11上へガラスフ
ァイバーのスラリー12を定量供給し、シートを形成して
製造されている。このため、繊維の配列は、第４図に示
す抄紙のネット走行方向Ｒに対する横方向X,縦方向Ｙの
平均繊維交叉角α，βは、 α＝100±10゜ β＝ 80±10゜ となる。従って、得られるシートの縦の引張強度は横の
それよりも大きい。
く、ガラスマイクロファイバー等を原料として湿式抄造
する場合において、走行する抄造ネット11上へガラスフ
ァイバーのスラリー12を定量供給し、シートを形成して
製造されている。このため、繊維の配列は、第４図に示
す抄紙のネット走行方向Ｒに対する横方向X,縦方向Ｙの
平均繊維交叉角α，βは、 α＝100±10゜ β＝ 80±10゜ となる。従って、得られるシートの縦の引張強度は横の
それよりも大きい。
［発明が解決しようとする課題］ このような縦の引張強度が横のそれよりも大きいシー
トよりなるセパレータを、電池の高さ方向とシートの縦
方向を一致させて組立てた場合、密閉形鉛蓄電池では、
重力の影響を受けてそのセパレータ中の電解液は、セパ
レータの上部程電解液量が少なくなる。また、蓄電池
は、使用中に充放電を行なうので、電解液中の硫酸は、
放電により極板活性物質と反応し、濃度が低下する。そ
して、充電により、硫酸は極板活性物質より放出されて
濃度は高くなるが、この過程で濃度の高い硫酸は、比重
が高いために下方に沈漬して、セパレータ中の電解液の
濃度は、次第にその上部で低く、下部で高くなってく
る。このため、上下方向に濃淡電池を形成し、負極活物
質のサルフェーションを生じて、蓄電池の特性が低下す
るという問題がある。この傾向は、高さの高い蓄電池程
大きく現れ、短寿命となる。
トよりなるセパレータを、電池の高さ方向とシートの縦
方向を一致させて組立てた場合、密閉形鉛蓄電池では、
重力の影響を受けてそのセパレータ中の電解液は、セパ
レータの上部程電解液量が少なくなる。また、蓄電池
は、使用中に充放電を行なうので、電解液中の硫酸は、
放電により極板活性物質と反応し、濃度が低下する。そ
して、充電により、硫酸は極板活性物質より放出されて
濃度は高くなるが、この過程で濃度の高い硫酸は、比重
が高いために下方に沈漬して、セパレータ中の電解液の
濃度は、次第にその上部で低く、下部で高くなってく
る。このため、上下方向に濃淡電池を形成し、負極活物
質のサルフェーションを生じて、蓄電池の特性が低下す
るという問題がある。この傾向は、高さの高い蓄電池程
大きく現れ、短寿命となる。
近年、密閉形鉛蓄電池の大型化に伴ない、電池の高さ
方向に対するセパレータの液保持力の改良が望まれてお
り、上下方向の電解液の分布が均一で、電解液濃度の成
層化の起こらない優れた密閉形蓄電池が要望されてい
る。
方向に対するセパレータの液保持力の改良が望まれてお
り、上下方向の電解液の分布が均一で、電解液濃度の成
層化の起こらない優れた密閉形蓄電池が要望されてい
る。
従来、セパレータ上部の液保持力を高めるために、セ
パレータ上部のガラス繊維の繊維径を細くする（特開昭
60−100363号）、あるいは、セパレータ上部のガラス繊
維密度を大きくする（特開昭62−229657号）技術が提供
され、それぞれ効果が得られているが、これらはいずれ
も製造が容易ではないという不具合がある。また、セパ
レータの横方向と電池の高さ方向を一致させる方法もあ
るが、製造工程、設備により、この手段が困難である場
合も多い。
パレータ上部のガラス繊維の繊維径を細くする（特開昭
60−100363号）、あるいは、セパレータ上部のガラス繊
維密度を大きくする（特開昭62−229657号）技術が提供
され、それぞれ効果が得られているが、これらはいずれ
も製造が容易ではないという不具合がある。また、セパ
レータの横方向と電池の高さ方向を一致させる方法もあ
るが、製造工程、設備により、この手段が困難である場
合も多い。
本発明は、高さ方向においても均一な液保持性能を有
するガラス繊維製セパレータを用いることにより、上記
問題点を克服した密閉形鉛蓄電池を提供するものであ
る。
するガラス繊維製セパレータを用いることにより、上記
問題点を克服した密閉形鉛蓄電池を提供するものであ
る。
［課題を解決するための手段及び作用］ 請求項（１）の密閉形鉛蓄電池は、長さ方向の引張強
度TLと巾方向の引張強度TWの比（TW/TL）が3.0≧TW/TL
≧1.0である帯状ガラス繊維製セパレータを、その長さ
方向が極板の高さ方向になるように正・負両極板間に配
したことを特徴とする。
度TLと巾方向の引張強度TWの比（TW/TL）が3.0≧TW/TL
≧1.0である帯状ガラス繊維製セパレータを、その長さ
方向が極板の高さ方向になるように正・負両極板間に配
したことを特徴とする。
請求項（２）の密閉形鉛蓄電池は、請求項（１）にお
いて、１つのセル内のセパレータが、ジグザグ状に折り
曲げられた１枚のセパレータであることを特徴とする。
いて、１つのセル内のセパレータが、ジグザグ状に折り
曲げられた１枚のセパレータであることを特徴とする。
即ち、本発明者らは、ガラス繊維製セパレータの上下
方向の液保持力を改善すべく鋭意研究を重ね、次のよう
な知見を得、本発明を完成させた。
方向の液保持力を改善すべく鋭意研究を重ね、次のよう
な知見を得、本発明を完成させた。
第６図の如く、一定加圧下で極板21にはさまれたガラ
ス繊維製セパレータ22（１）に対し、液を上方より注入
した時の液の保持力は、第５図（ｂ）に示すもの、第５
図（ａ）に示すもの、第１図に示すものの順に良好とな
る。
ス繊維製セパレータ22（１）に対し、液を上方より注入
した時の液の保持力は、第５図（ｂ）に示すもの、第５
図（ａ）に示すもの、第１図に示すものの順に良好とな
る。
以下に本発明につき図面を参照して詳細に説明する。
第１図は、本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるガラス繊
維製セパレータを示す模式的正面図である。
維製セパレータを示す模式的正面図である。
図示の如く、本発明のガラス繊維製セパレータ１は、
方形で、その一側片が上下方向となるように蓄電池内に
配設されるものであって、この上下方向となる一側片と
直交する巾方向に、即ち、配設時の水平方向に、ガラス
繊維２が配向しているものである。
方形で、その一側片が上下方向となるように蓄電池内に
配設されるものであって、この上下方向となる一側片と
直交する巾方向に、即ち、配設時の水平方向に、ガラス
繊維２が配向しているものである。
このようなガラス繊維製セパレータは、抄造工程にお
いて、第２図（ａ）に示す如く、ネット走行方向Ｒにガ
ラス繊維が配向しているシートが一般的であり、引張強
度の縦（長さ方向）TLと横（巾方向）TWを比べるとTW＝
TL×0.6〜0.75の値を示す。
いて、第２図（ａ）に示す如く、ネット走行方向Ｒにガ
ラス繊維が配向しているシートが一般的であり、引張強
度の縦（長さ方向）TLと横（巾方向）TWを比べるとTW＝
TL×0.6〜0.75の値を示す。
このシートより切り抜いてシートの巾方向の電池の高
さ方向に合わせれば、目的を果たす事ができる。
さ方向に合わせれば、目的を果たす事ができる。
しかし、一般に、抄紙シートからガラス繊維製セパレ
ータを切り取り、電池組立を行なう際、抄紙シートの使
用方向によって 抄造工程の流れ方向（ネット走行方向）を、電池の
上下方向に使用する。
ータを切り取り、電池組立を行なう際、抄紙シートの使
用方向によって 抄造工程の流れ方向（ネット走行方向）を、電池の
上下方向に使用する。
又は 抄紙巾方向を、電池の上下方向に使用する。場合が
あるが、の場合には第２図（ｂ）に示すシートが必要
となる。しかしながら、第２図（ｂ）に示すシートを得
る事は従来困難とされていた。
あるが、の場合には第２図（ｂ）に示すシートが必要
となる。しかしながら、第２図（ｂ）に示すシートを得
る事は従来困難とされていた。
発明者等は研究を重ねた結果、抄紙巾方向のスラリー
液撹拌を強力に行ない、抄紙巾方向の水流を作り出し、
脱水をゆるやかに行なう、即ち引き上げ速度を遅くする
ことにより得ることができることを見い出した。
液撹拌を強力に行ない、抄紙巾方向の水流を作り出し、
脱水をゆるやかに行なう、即ち引き上げ速度を遅くする
ことにより得ることができることを見い出した。
本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるガラス繊維製セパレ
ータ１は、第１図と第５図（ａ）に示す如く、ガラス繊
維製セパレータ巾方向に配向、もしくはα，β≒90度に
配向しているものであるが、配向の程度を引張強度をパ
ラメータとして示した場合、縦（長さ）方向の引張強度
（TL）に対する横（巾）方向（ガラス繊維製セパレータ
巾方向）の引張強度（TW）の比（TW/TL）が1.0以上とな
る。しかしながらTLが著しく小さくなり、TW/TL＞3.0の
状態になると、セパレータの長さ方向（流れ方向）強度
が弱く加工作業性が悪くなる。
ータ１は、第１図と第５図（ａ）に示す如く、ガラス繊
維製セパレータ巾方向に配向、もしくはα，β≒90度に
配向しているものであるが、配向の程度を引張強度をパ
ラメータとして示した場合、縦（長さ）方向の引張強度
（TL）に対する横（巾）方向（ガラス繊維製セパレータ
巾方向）の引張強度（TW）の比（TW/TL）が1.0以上とな
る。しかしながらTLが著しく小さくなり、TW/TL＞3.0の
状態になると、セパレータの長さ方向（流れ方向）強度
が弱く加工作業性が悪くなる。
従って、その比（TW/TL）は 3.0≧TW/TL≧1.0 とする。
［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体
的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以
下の実施例に限定されるものではない。
的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以
下の実施例に限定されるものではない。
実施例１〜３、比較例 平均繊維直径0.8μｍのガラス繊維を用い、ガラス繊
維100％のセパレータを製造するにあたり、抄造条件を
種々変えることにより、ガラス繊維の配向が異なる、即
ち、セパレータの縦方向（TL）と横方向との引張強度
（TW）の比が第１表に示す値となるようなセパレータを
それぞれ製造した。
維100％のセパレータを製造するにあたり、抄造条件を
種々変えることにより、ガラス繊維の配向が異なる、即
ち、セパレータの縦方向（TL）と横方向との引張強度
（TW）の比が第１表に示す値となるようなセパレータを
それぞれ製造した。
得られたガラス繊維性セパレータを縦方向を電池高さ
方向にに使用する場合の諸特性を第１表に示す。
方向にに使用する場合の諸特性を第１表に示す。
なお、各特性の測定方法は以下に示す通りである。
厚さ（mm） 試料をその厚み方向に20kg/dm2の荷重で押圧した状態
で測定する（JIS C−2202）。
で測定する（JIS C−2202）。
目付（g/cm2） 試料重量を試料面積で除して求める。
引張強度（g/15mm巾） 試料を縦方向（使用時に上下方向となる方向）又は横
方向（使用時に巾方向となる方向）に巾15mmに切り出
し、その両端を引張り、切断するときの外力を求め、厚
さで除して、巾15mm、厚さ1mm当りの値（ｇ）で表示す
る。
方向（使用時に巾方向となる方向）に巾15mmに切り出
し、その両端を引張り、切断するときの外力を求め、厚
さで除して、巾15mm、厚さ1mm当りの値（ｇ）で表示す
る。
吸液速度（mm/5分） 試料を垂直にしてその下部を比重1.3の希硫酸に浸漬
し、５分後に経時的に上昇する液位を測定して求める。
し、５分後に経時的に上昇する液位を測定して求める。
含液量（g/cc） 第６図に示すようなプレート21に試料22をセットし
（充填密度0.16g/cm3）、上方から比重1.3の硫酸50gを
流す。36時間放置後、プレート21から試料22を外し、N
o.1,No.2,No.3の区域の含液量をそれぞれ求め、これを
該区域の試料体積で除した値で表示する。
（充填密度0.16g/cm3）、上方から比重1.3の硫酸50gを
流す。36時間放置後、プレート21から試料22を外し、N
o.1,No.2,No.3の区域の含液量をそれぞれ求め、これを
該区域の試料体積で除した値で表示する。
第１表より明らかなように、縦，横の引張強度の比が
TW/TL＝0.63となる従来のセパレータ（比較例）に比べ
て、 TW/TL＝1.00（実施例１）、 1.20（実施例２）、 1.40（実施例３） となるにつれて、上部（No.1），中部（No.2），下部
（No.3）において殆ど同程度の保液性を示し、上下方向
で電解液を均一に保持することができる。
TW/TL＝0.63となる従来のセパレータ（比較例）に比べ
て、 TW/TL＝1.00（実施例１）、 1.20（実施例２）、 1.40（実施例３） となるにつれて、上部（No.1），中部（No.2），下部
（No.3）において殆ど同程度の保液性を示し、上下方向
で電解液を均一に保持することができる。
このようにして得た４種類のガラス繊維製セパレータ
10を第７図に示すように大きさが15mm巾×240mm高さの
正極板３と負極板４との間に、抄造時の流れ方向（ネッ
ト走行方向）が極板の高さ方向になるように配し、所定
量の希硫酸電解液（比重1.270d）を注入して200Ah/10HR
の密閉形鉛蓄電池を作製した。
10を第７図に示すように大きさが15mm巾×240mm高さの
正極板３と負極板４との間に、抄造時の流れ方向（ネッ
ト走行方向）が極板の高さ方向になるように配し、所定
量の希硫酸電解液（比重1.270d）を注入して200Ah/10HR
の密閉形鉛蓄電池を作製した。
これら４種類の密閉形鉛蓄電池を42.5Aの電流で３時
間放電し、31Aの電流で５時間充電することを１サイク
ルとして寿命試験したところ、第８図に示す結果を得
た。なお第７図で電池A,B,C,Dは第１表の実施例1,2,3及
び比較例にそれぞれ対応するものであり、電池Ｄ（比較
例セパレータ使用）は本発明によらない従来の密閉形鉛
蓄電池である。
間放電し、31Aの電流で５時間充電することを１サイク
ルとして寿命試験したところ、第８図に示す結果を得
た。なお第７図で電池A,B,C,Dは第１表の実施例1,2,3及
び比較例にそれぞれ対応するものであり、電池Ｄ（比較
例セパレータ使用）は本発明によらない従来の密閉形鉛
蓄電池である。
第８図より、本発明に係る電池Ａ〜Ｃは、従来の電池
Ｄに比べて著しく長寿命であることが明らかである。
Ｄに比べて著しく長寿命であることが明らかである。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明による密閉形鉛蓄電池は、
用いるガラス繊維製セパレータのガラス繊維が、蓄電池
内に配設された際、巾方向に配向されるようにされてい
るため、このガラス繊維の配向により、電解液が重力で
下方に流下するのを防止することができ、従って、電解
液の層状化、それによる負極のサルフェーションを防止
することができる。
用いるガラス繊維製セパレータのガラス繊維が、蓄電池
内に配設された際、巾方向に配向されるようにされてい
るため、このガラス繊維の配向により、電解液が重力で
下方に流下するのを防止することができ、従って、電解
液の層状化、それによる負極のサルフェーションを防止
することができる。
本発明の実施にあたっては、実施例で示したようにセ
パレータをジグザグ状に折り極板間に配すると切断する
回数が少なくてすみ、その上抄造流れ方向を電池の上下
方向とすることができるので好都合である。
パレータをジグザグ状に折り極板間に配すると切断する
回数が少なくてすみ、その上抄造流れ方向を電池の上下
方向とすることができるので好都合である。
第１図は本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるガラス繊維製
セパレータを示す模式的正面図、第２図（ａ）は従来の
抄紙シートを示す模式図、第２図（ｂ）及び第４図は本
発明に係るシートを示す模式図、第３図は抄造装置を示
す概略的な側面図、第５図（ａ）は本発明に係るガラス
繊維製セパレータの模式的正面図、第５図（ｂ）は従来
のガラス繊維製セパレータの模式的正面図、第６図は実
施例及び比較例における含液量の測定方法を示す斜視
図、第７図は本発明の密閉形鉛蓄電池の一実施例を示す
断面図、第８図は寿命試験結果を示す図である。 １……ガラス繊維製セパレータ、 ２……ガラス繊維、 ３……正極板、 ４……負極板、 電池A,B,C……本発明による密閉形鉛蓄電池、 電池Ｄ……従来の密閉形鉛蓄電池。
セパレータを示す模式的正面図、第２図（ａ）は従来の
抄紙シートを示す模式図、第２図（ｂ）及び第４図は本
発明に係るシートを示す模式図、第３図は抄造装置を示
す概略的な側面図、第５図（ａ）は本発明に係るガラス
繊維製セパレータの模式的正面図、第５図（ｂ）は従来
のガラス繊維製セパレータの模式的正面図、第６図は実
施例及び比較例における含液量の測定方法を示す斜視
図、第７図は本発明の密閉形鉛蓄電池の一実施例を示す
断面図、第８図は寿命試験結果を示す図である。 １……ガラス繊維製セパレータ、 ２……ガラス繊維、 ３……正極板、 ４……負極板、 電池A,B,C……本発明による密閉形鉛蓄電池、 電池Ｄ……従来の密閉形鉛蓄電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 健二郎 大阪府高槻市城西町６番６号 湯浅電池 株式会社内 (72)発明者 三輪 嘉晟 大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 武藤 純資 大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 北脇 宏紀 大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 杉山 昌司 大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地 日本板硝子株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−5563（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/16 N01M 10/12
Claims (2)
- 【請求項１】長さ方向の引張強度TLと巾方向の引張強度
TWの比（TW/TL）が 3.0≧TW/TL≧1.0 である帯状ガラス繊維製セパレータを、その長さ方向が
極板の高さ方向になるように正・負両極板間に配した密
閉形鉛蓄電池。 - 【請求項２】１つのセル内のセパレータが、ジグザグ状
に折り曲げられた１枚のセパレータである特許請求の範
囲第１項に記載の密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63323062A JP2762498B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323062A JP2762498B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168556A JPH02168556A (ja) | 1990-06-28 |
| JP2762498B2 true JP2762498B2 (ja) | 1998-06-04 |
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ID=18150667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63323062A Expired - Fee Related JP2762498B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762498B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5580567B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2014-08-27 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| JP6056338B2 (ja) * | 2012-10-02 | 2017-01-11 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS625563U (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-13 |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63323062A patent/JP2762498B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02168556A (ja) | 1990-06-28 |
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