JP2782749B2 - 密閉形クラッド式鉛電池 - Google Patents
密閉形クラッド式鉛電池Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はクラッド式正極板を用いた密閉形鉛電池の改
良に関するもので、特に放電性能およびサイクル寿命性
能の優れた密閉式鉛電池を提供することを目的とするも
のである。
良に関するもので、特に放電性能およびサイクル寿命性
能の優れた密閉式鉛電池を提供することを目的とするも
のである。
従来の技術 一般に正極板にクラッド式極板を用いた電池は正極活
物質をチューブで包み、圧迫しているため、充放電を繰
り返しても活物質の脱落がなく、ペースト式極板を用い
た電池に比べ寿命性能がすぐれていることが知られてい
る。従来このクラッド式鉛電池を密閉化する場合、SiO2
やAl2O3などの無機酸化物を添加したゾル状希硫酸を電
池内でゲル化させて密閉形クラッド式鉛電池を製造して
いた。
物質をチューブで包み、圧迫しているため、充放電を繰
り返しても活物質の脱落がなく、ペースト式極板を用い
た電池に比べ寿命性能がすぐれていることが知られてい
る。従来このクラッド式鉛電池を密閉化する場合、SiO2
やAl2O3などの無機酸化物を添加したゾル状希硫酸を電
池内でゲル化させて密閉形クラッド式鉛電池を製造して
いた。
発明が解決しようとする課題 しかし、このようなゲル状電解液は、硫酸分がゲルに
包み込まれて、しっかり固定されているため拡散しがた
く、特に高率放電時の放電容量は従来の開放型液式電池
に比べるとかなり低下する。また、充放電サイクルを繰
り返すうちにゲル状電解液にひびわれが生じたり、大き
な穴が生成し、正極板との接触面積が減少するために、
正極活物質が部分的に高電流密度で充放電を受けるよう
になり、正極活物質の劣化が急速に進み、液式電池に比
べるとサイクル寿命性能が大きく劣るという欠点を有し
ていた。
包み込まれて、しっかり固定されているため拡散しがた
く、特に高率放電時の放電容量は従来の開放型液式電池
に比べるとかなり低下する。また、充放電サイクルを繰
り返すうちにゲル状電解液にひびわれが生じたり、大き
な穴が生成し、正極板との接触面積が減少するために、
正極活物質が部分的に高電流密度で充放電を受けるよう
になり、正極活物質の劣化が急速に進み、液式電池に比
べるとサイクル寿命性能が大きく劣るという欠点を有し
ていた。
課題を解決するための手段 本発明は正極板にクラッド式極板を用いた密閉形鉛電
池をおいて、高率放電性能および寿命性能を向上させる
ことを目的とするもので、その要旨は、極板とセパレー
タの隙間および極板群の周囲に二酸化ケイ素の微粉末の
造粒物を充填し、正極板，負極板，セパレータおよびこ
の二酸化ケイ素造粒物に電解液を保持させて、いわゆる
リテーナ式の密閉電池を製造することにある。
池をおいて、高率放電性能および寿命性能を向上させる
ことを目的とするもので、その要旨は、極板とセパレー
タの隙間および極板群の周囲に二酸化ケイ素の微粉末の
造粒物を充填し、正極板，負極板，セパレータおよびこ
の二酸化ケイ素造粒物に電解液を保持させて、いわゆる
リテーナ式の密閉電池を製造することにある。
実施例 以下、本発明による密閉形鉛電池を図面を用いて説明
する。
する。
［実施例１］ 第１図は本発明密閉形クラッド式鉛電池の要部横断面
図である。図において１はクラッド式正極板、２はペー
スト式負極板、３はセパレータ、４は充填された二酸化
ケイ素粉末の造粒物であり、これら極板群および造粒物
には電解液が吸収保持されている。
図である。図において１はクラッド式正極板、２はペー
スト式負極板、３はセパレータ、４は充填された二酸化
ケイ素粉末の造粒物であり、これら極板群および造粒物
には電解液が吸収保持されている。
電池は極板高さ70mmのクラッド式正極板３枚とペース
ト式負極板４枚とで構成し、セパレータには平均繊維径
が５μｍのガラス繊維をシート状にしたものを使用し
た。この電池に平均粒子径が約100μｍの二酸化ケイ素
粉末の造粒物を充填し、希硫酸を注液，充填することに
より遊離液のほとんどない本発明によるリテーナ式電池
Ａを作製した。比較のために二酸化ケイ素粉末の造粒物
を入れずに希硫酸またはコロイダルシリカを12％含む希
硫酸を注液した、いわゆる液式電池Ｂおよびゲル式電池
Ｃも製作した。
ト式負極板４枚とで構成し、セパレータには平均繊維径
が５μｍのガラス繊維をシート状にしたものを使用し
た。この電池に平均粒子径が約100μｍの二酸化ケイ素
粉末の造粒物を充填し、希硫酸を注液，充填することに
より遊離液のほとんどない本発明によるリテーナ式電池
Ａを作製した。比較のために二酸化ケイ素粉末の造粒物
を入れずに希硫酸またはコロイダルシリカを12％含む希
硫酸を注液した、いわゆる液式電池Ｂおよびゲル式電池
Ｃも製作した。
試験は、初期容量試験（2HR）および充電放電サイク
ル試験（放電深さ75％，充電量110％）を行って各電池
性能の比較をした。第１表にその結果を示す。
ル試験（放電深さ75％，充電量110％）を行って各電池
性能の比較をした。第１表にその結果を示す。
第１表から明らかなように本発明による電池Ａは従来
のゲル式電池Ｃと比べて初期容量で約30％，寿命性能は
約２倍増大した。また、液式電池Ｂと比べても、ほとん
ど遜色のない性能を示した。このように本発明品が優れ
ている理由を明らかにするため500∞後電池A,B,Cの一部
を放電後解体し、正極板における放電生成物PbSO4の分
布を調査した。第２図にその分布の様子を示す。図から
明らかなように本発明品Ａと液式電池Ｂの正極板ではPb
SO4が均一に生成しているのに対し、従来のゲル式電池
Ｂではが著しく不均一に生成し、特に格子近くにPbSO4
が多く生成した。
のゲル式電池Ｃと比べて初期容量で約30％，寿命性能は
約２倍増大した。また、液式電池Ｂと比べても、ほとん
ど遜色のない性能を示した。このように本発明品が優れ
ている理由を明らかにするため500∞後電池A,B,Cの一部
を放電後解体し、正極板における放電生成物PbSO4の分
布を調査した。第２図にその分布の様子を示す。図から
明らかなように本発明品Ａと液式電池Ｂの正極板ではPb
SO4が均一に生成しているのに対し、従来のゲル式電池
Ｂではが著しく不均一に生成し、特に格子近くにPbSO4
が多く生成した。
このように、本発明品Ａでは液式電池Ｂと同様正極板
に電解液が均一に接触して均一な放電が行われているこ
とがわかる。しかし、従来のゲル式電池Ｂではおそらく
電解液が正極板の一部にしか接触していないために均一
な放電がおこっていないと考えられる。
に電解液が均一に接触して均一な放電が行われているこ
とがわかる。しかし、従来のゲル式電池Ｂではおそらく
電解液が正極板の一部にしか接触していないために均一
な放電がおこっていないと考えられる。
［実施例２］ 実施例１に示した本発明による電池において、二酸化
ケイ素微粉末の造粒物の平均粒子径を１〜1000μｍまで
変えると共に、０〜10wt％のコロイダルシリカを入れた
希硫酸を注液して電池を製作し、実施例１と同じ試験に
供した。第３図は造粒物の粒子径と放電容量，寿命性能
との関係を示す特性図、第４図は電解液中のコロイダル
シリカ量と寿命性能との関係を示す特性図である。二酸
化ケイ素の造粒物の粒子径が10μｍ〜500μｍの範囲を
はずれると放電容量や寿命性能が著しく低下した。500
μｍ以上の粒子径の二酸化ケイ素造粒物を使用し、電解
液にコロイダルシリカを添加しない場合に寿命性能を悪
かったのは、粒子径が大きいため、極板とセパレータの
隅間に二酸化ケイ素造粒物が充分充填されず、電解液を
保持しにくく、充放電サイクルが進むにつれて電解液が
上下で濃度差を生じる、いわゆる成層化現象を生じたた
めと考えられる。しかし、この電池の電解液に増粘剤と
して0.1〜９％の範囲でコロイダルシリカを添加すると
寿命性能は著しく改善され、従来のゲル式電池よりも優
れた性能が得られた。10μｍ以下の粒子径の二酸化ケイ
素微粉末の造粒物を充填した場合に性能が悪かったの
は、粒子径が細かすぎて電解液が内部まで浸透できなか
ったためであり、これは電解液を注入する時、電池を減
圧状態にするとか、二酸化ケイ素微粉末造粒物の充填密
度を下げるなどの工夫を行えば改善できるものと思われ
る。
ケイ素微粉末の造粒物の平均粒子径を１〜1000μｍまで
変えると共に、０〜10wt％のコロイダルシリカを入れた
希硫酸を注液して電池を製作し、実施例１と同じ試験に
供した。第３図は造粒物の粒子径と放電容量，寿命性能
との関係を示す特性図、第４図は電解液中のコロイダル
シリカ量と寿命性能との関係を示す特性図である。二酸
化ケイ素の造粒物の粒子径が10μｍ〜500μｍの範囲を
はずれると放電容量や寿命性能が著しく低下した。500
μｍ以上の粒子径の二酸化ケイ素造粒物を使用し、電解
液にコロイダルシリカを添加しない場合に寿命性能を悪
かったのは、粒子径が大きいため、極板とセパレータの
隅間に二酸化ケイ素造粒物が充分充填されず、電解液を
保持しにくく、充放電サイクルが進むにつれて電解液が
上下で濃度差を生じる、いわゆる成層化現象を生じたた
めと考えられる。しかし、この電池の電解液に増粘剤と
して0.1〜９％の範囲でコロイダルシリカを添加すると
寿命性能は著しく改善され、従来のゲル式電池よりも優
れた性能が得られた。10μｍ以下の粒子径の二酸化ケイ
素微粉末の造粒物を充填した場合に性能が悪かったの
は、粒子径が細かすぎて電解液が内部まで浸透できなか
ったためであり、これは電解液を注入する時、電池を減
圧状態にするとか、二酸化ケイ素微粉末造粒物の充填密
度を下げるなどの工夫を行えば改善できるものと思われ
る。
［実施例３］ 実施例１に示した本発明による電池において、極板高
さを70〜1000mmまで変えた電池を製作し、従来のゲル式
電池と比較して寿命性能を調べた。第５図は極板高さと
寿命性能との関係を示す特性図である。極板高さが1000
mmをこえると、寿命性能が著しく低下してゲル電池より
劣っていることがわかる。これは、本発明品では極板高
さが増すにつれて電解液が上下方向で成層化現象を生じ
ているためと考えられる。そこで電極高さが1000mmの電
池について、電解液にコロイダルシリカを０〜10wt％ま
で入れて、その効果を調べた。第６図はコロイダルシリ
カ量と寿命性能との関係を示す特性図である。コロイダ
ルシリカを0.1％以上入れると寿命性能が著しく改善さ
れ、ゲル式電池以上の性能が得られた。
さを70〜1000mmまで変えた電池を製作し、従来のゲル式
電池と比較して寿命性能を調べた。第５図は極板高さと
寿命性能との関係を示す特性図である。極板高さが1000
mmをこえると、寿命性能が著しく低下してゲル電池より
劣っていることがわかる。これは、本発明品では極板高
さが増すにつれて電解液が上下方向で成層化現象を生じ
ているためと考えられる。そこで電極高さが1000mmの電
池について、電解液にコロイダルシリカを０〜10wt％ま
で入れて、その効果を調べた。第６図はコロイダルシリ
カ量と寿命性能との関係を示す特性図である。コロイダ
ルシリカを0.1％以上入れると寿命性能が著しく改善さ
れ、ゲル式電池以上の性能が得られた。
なお、本実施例ではセパレータとしてガラス繊維セパ
レータを用いたが、合成樹脂製セパレータやパルプセパ
レータを用いた場合でも従来のゲル式電池よりも良好な
性能が得られた。
レータを用いたが、合成樹脂製セパレータやパルプセパ
レータを用いた場合でも従来のゲル式電池よりも良好な
性能が得られた。
発明の効果 以上のべたように本発明による密閉形クラッド式鉛電
池は従来の密閉形クラッド式鉛電池に比べて放電容量お
よびサイクル寿命性能を著しく改善することができ、そ
の工業的価値は極めて大きいといえる。
池は従来の密閉形クラッド式鉛電池に比べて放電容量お
よびサイクル寿命性能を著しく改善することができ、そ
の工業的価値は極めて大きいといえる。
第１図は本発明密閉形クラッド式鉛電池の要部横断面
図、第２図は正極板における放電生成物PbSO4の分布状
態を示す模式図、第３図は充填する二酸化ケイ素微粉末
の造粒物の粒子径と放電容量，寿命性能との関係を示す
特性図、第４図は電解液中のコロイダルシリカ量と寿命
性能との関係を示す特性図、第５図は極板高さと寿命性
能との関係を示す特性図、第６図は極板高さが1000mmの
本発明による電池において電解液中のコロイダルシリカ
量と寿命性能との関係を示す特性図である。 １……クラッド式正極板、２……ペースト式負極板、 ３……セパレータ、４……充填造粒物
図、第２図は正極板における放電生成物PbSO4の分布状
態を示す模式図、第３図は充填する二酸化ケイ素微粉末
の造粒物の粒子径と放電容量，寿命性能との関係を示す
特性図、第４図は電解液中のコロイダルシリカ量と寿命
性能との関係を示す特性図、第５図は極板高さと寿命性
能との関係を示す特性図、第６図は極板高さが1000mmの
本発明による電池において電解液中のコロイダルシリカ
量と寿命性能との関係を示す特性図である。 １……クラッド式正極板、２……ペースト式負極板、 ３……セパレータ、４……充填造粒物
Claims (3)
- 【請求項１】クラッド式正極板と負極板およびこれらの
極板間に介在するセパレータとからなる極板群を備えた
密閉形鉛電池において、セパレータと極板の隙間および
極板群の周囲に二酸化ケイ素の微粉末の造粒物を充填
し、これら極板群および造粒物に電解液を保持させたこ
とを特徴とする密閉形クラッド式鉛電池。 - 【請求項２】二酸化ケイ素微粉末の造粒物の平均粒子径
が500μｍ以上のものを用い、かつ電解液の増粘剤とし
て、0.1〜9wt％のコロイダルシリカまたはアルミナを含
む希硫酸を使用することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の密閉形クラッド式鉛電池。 - 【請求項３】極板の高さが100mmをこえる電池において
電解液の増粘剤として0.％以上のコロイダルシリカまた
はアルミナを含む希硫酸を使用することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の密閉形クラッド式鉛電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323027A JP2782749B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 密閉形クラッド式鉛電池 |
| US07/450,940 US5541013A (en) | 1988-12-21 | 1989-12-15 | Sealed tubular lead-acid battery |
| AU47020/89A AU625237B2 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-19 | Sealed tubular lead-acid battery |
| EP89123573A EP0374894B1 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-20 | Sealed tubular lead-acid battery |
| DE68922198T DE68922198T2 (de) | 1988-12-21 | 1989-12-20 | Verschlossene Bleibatterie mit rohrförmiger Elektrode. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323027A JP2782749B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 密閉形クラッド式鉛電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168575A JPH02168575A (ja) | 1990-06-28 |
| JP2782749B2 true JP2782749B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=18150301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63323027A Expired - Fee Related JP2782749B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 密閉形クラッド式鉛電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5541013A (ja) |
| EP (1) | EP0374894B1 (ja) |
| JP (1) | JP2782749B2 (ja) |
| AU (1) | AU625237B2 (ja) |
| DE (1) | DE68922198T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2743438B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1998-04-22 | 湯浅電池株式会社 | 密閉形鉛蓄電池 |
| JP3000157B2 (ja) * | 1990-10-18 | 2000-01-17 | 日本電池株式会社 | 密閉形鉛蓄電池 |
| EP0481520B1 (en) * | 1990-10-18 | 1996-09-25 | Japan Storage Battery Company Limited | Sealed lead-acid battery |
| US5376479A (en) * | 1992-12-03 | 1994-12-27 | Globe-Union Inc. | Lead-acid battery of the absorptive mat type with improved heat transfer |
| US7682738B2 (en) * | 2002-02-07 | 2010-03-23 | Kvg Technologies, Inc. | Lead acid battery with gelled electrolyte formed by filtration action of absorbent separators and method for producing it |
| DE102004011270A1 (de) * | 2004-03-09 | 2005-09-29 | Deutsche Exide Standby Gmbh | Wartungsfreier Akkumulator und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP5092272B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2012-12-05 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池および鉛蓄電池の製造方法 |
| JP2013171829A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Mase Shunzo | 鉛蓄電池活性化剤および鉛蓄電池 |
| EP3123538A4 (en) | 2014-03-22 | 2017-12-27 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators having a low apparent density |
| US9293748B1 (en) | 2014-09-15 | 2016-03-22 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-region battery separators |
| US10270074B2 (en) | 2015-02-19 | 2019-04-23 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators comprising chemical additives and/or other components |
| US9786885B2 (en) | 2015-04-10 | 2017-10-10 | Hollingsworth & Vose Company | Battery separators comprising inorganic particles |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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