JP3042027B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
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- JP3042027B2 JP3042027B2 JP3141663A JP14166391A JP3042027B2 JP 3042027 B2 JP3042027 B2 JP 3042027B2 JP 3141663 A JP3141663 A JP 3141663A JP 14166391 A JP14166391 A JP 14166391A JP 3042027 B2 JP3042027 B2 JP 3042027B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- separator
- sealed lead
- acid battery
- electrode plate
- 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.)
- Ceased
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Classifications
-
- 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
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【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。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より密閉形鉛蓄電池はどのような姿
勢，設置方向で用いても希硫酸電解液の電池外への漏れ
を防ぐためと、極板と電解質との電気化学的接触を保つ
ため、希硫酸電解液は実質的に非流動化されている。こ
の電解液を非流動化する方法として現在大別して次の２
種類の方法がある。
勢，設置方向で用いても希硫酸電解液の電池外への漏れ
を防ぐためと、極板と電解質との電気化学的接触を保つ
ため、希硫酸電解液は実質的に非流動化されている。こ
の電解液を非流動化する方法として現在大別して次の２
種類の方法がある。
【０００３】１つは電解質にシリカ等の無機酸化物を添
加することにより、ゲル化して非流動化する方法（ゲル
式密閉形鉛蓄電池とよばれる。）であり、もう１つはガ
ラス繊維を主成分とした高保液性のセパレータを極板間
に配し、このセパレータ中に自由に遊離できない程度に
電解液を含浸させる方法（リテーナ式密閉形鉛蓄電池と
よばれる。）である。ゲル式の場合電解液を豊富に保持
できる反面、寿命の面では極板に均一で高い圧力をかけ
ることができないため、いわゆる陽極板の軟化、脱落現
象による容量劣化をおこし寿命が短かった。これに対し
て、リテーナ式の場合セパレータの柔軟性と反発力を利
用して極板群に均一な圧力を加えることができるので、
軟化，脱落を抑え長寿命の電池となり、現在リテーナ式
が多く利用されている。
加することにより、ゲル化して非流動化する方法（ゲル
式密閉形鉛蓄電池とよばれる。）であり、もう１つはガ
ラス繊維を主成分とした高保液性のセパレータを極板間
に配し、このセパレータ中に自由に遊離できない程度に
電解液を含浸させる方法（リテーナ式密閉形鉛蓄電池と
よばれる。）である。ゲル式の場合電解液を豊富に保持
できる反面、寿命の面では極板に均一で高い圧力をかけ
ることができないため、いわゆる陽極板の軟化、脱落現
象による容量劣化をおこし寿命が短かった。これに対し
て、リテーナ式の場合セパレータの柔軟性と反発力を利
用して極板群に均一な圧力を加えることができるので、
軟化，脱落を抑え長寿命の電池となり、現在リテーナ式
が多く利用されている。
【０００４】リテーナ式の場合そのセパレータとして
は、セパレータ内に電解液を保持しておくためと、液式
電池でみられるようなサイクル中に電解液上下で比重差
がおこる成層化現象を防止するために毛細管現象による
電解液の上下移動をおさえるようセパレータの最大孔径
は、８〜１５μｍのものを使用していた。
は、セパレータ内に電解液を保持しておくためと、液式
電池でみられるようなサイクル中に電解液上下で比重差
がおこる成層化現象を防止するために毛細管現象による
電解液の上下移動をおさえるようセパレータの最大孔径
は、８〜１５μｍのものを使用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような最大
孔径８〜１５μｍのセパレータは、孔径を小さくするた
め細いガラス繊維を使ったり、ガラス繊維の充填密度を
上げることによって作成しているので、電解液を保液す
ることのできる充填体積は、８０〜９０％に制限されて
いた。そのため電池から取り出せる容量も制限されてい
た。またこのようなセパレータは生産性のよくない細い
ガラス繊維を使用すること、およびガラス繊維の充填量
を多く必要とするため高価なものとなっている。さらに
孔径の小さなセパレータは液体の吸液スピードがおそい
ため、電池内への電解液の注液に時間がかかり生産性が
悪いなどの問題があった。
孔径８〜１５μｍのセパレータは、孔径を小さくするた
め細いガラス繊維を使ったり、ガラス繊維の充填密度を
上げることによって作成しているので、電解液を保液す
ることのできる充填体積は、８０〜９０％に制限されて
いた。そのため電池から取り出せる容量も制限されてい
た。またこのようなセパレータは生産性のよくない細い
ガラス繊維を使用すること、およびガラス繊維の充填量
を多く必要とするため高価なものとなっている。さらに
孔径の小さなセパレータは液体の吸液スピードがおそい
ため、電池内への電解液の注液に時間がかかり生産性が
悪いなどの問題があった。
【０００６】またこの構成の電池を電槽内で化成する場
合、セパレータの保液性が低いため極板と電解液の接触
に問題があり、極板の化成上がり状態が悪く放電容量は
化成済極板に比べて５％程度低かった。
合、セパレータの保液性が低いため極板と電解液の接触
に問題があり、極板の化成上がり状態が悪く放電容量は
化成済極板に比べて５％程度低かった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、最大孔径が１５〜３０μｍのガラス繊維を
主成分としたセパレータを用い、電解液にシリカ粒子を
０．５〜２．０重量％分散させてゲル化させたことを特
徴とするものである。
決するため、最大孔径が１５〜３０μｍのガラス繊維を
主成分としたセパレータを用い、電解液にシリカ粒子を
０．５〜２．０重量％分散させてゲル化させたことを特
徴とするものである。
【０００８】
【作用】電解液中にシリカを分散させることにより、セ
パレータの網目中で電解液がゲル化しセパレータの上下
における電解液の移動が抑えられる。このことによりサ
イクル中における成層化を防止できる。シリカを添加し
た場合のセパレータの最大孔径は１５〜３０μｍが適切
である。１５μｍ以下では電解液の移動が悪くなりすぎ
て放電容量が減少する。また３０μｍ以上では毛細管現
象による保液性が悪くなり放電容量が減少する。シリカ
の添加量は０．５〜２．０重量％が適切であり０．５％
以下ではゲル化状態が悪く成層化防止効果が小さい。逆
に２．０％以上ではサイクル進行とともに電解液のゲル
化が進行して電池の内部抵抗が増大し放電容量が減少す
る。
パレータの網目中で電解液がゲル化しセパレータの上下
における電解液の移動が抑えられる。このことによりサ
イクル中における成層化を防止できる。シリカを添加し
た場合のセパレータの最大孔径は１５〜３０μｍが適切
である。１５μｍ以下では電解液の移動が悪くなりすぎ
て放電容量が減少する。また３０μｍ以上では毛細管現
象による保液性が悪くなり放電容量が減少する。シリカ
の添加量は０．５〜２．０重量％が適切であり０．５％
以下ではゲル化状態が悪く成層化防止効果が小さい。逆
に２．０％以上ではサイクル進行とともに電解液のゲル
化が進行して電池の内部抵抗が増大し放電容量が減少す
る。
【０００９】最大孔径が１５〜３０μｍのセパレータ
は、ガラス繊維の充填密度を低くおさえることができる
ので、電解液の充填体積は９０〜９６％まで保液可能と
なり、放電容量を向上させることができる。さらに、セ
パレータとして細いガラス繊維の使用や充填密度を上げ
なくてもよいため安価なものとなる。また孔径が大きい
ことによりセパレータの吸液スピードが速くなって、電
池内への電解液の注液が速くでき生産性を向上させるこ
とができる。
は、ガラス繊維の充填密度を低くおさえることができる
ので、電解液の充填体積は９０〜９６％まで保液可能と
なり、放電容量を向上させることができる。さらに、セ
パレータとして細いガラス繊維の使用や充填密度を上げ
なくてもよいため安価なものとなる。また孔径が大きい
ことによりセパレータの吸液スピードが速くなって、電
池内への電解液の注液が速くでき生産性を向上させるこ
とができる。
【００１０】さらに電槽内化成時には、保液性の高いセ
パレータを使用することにより極板と電解液の接触はよ
くなり、化成上がり状態は化成済み極板と同程度にな
り、放電容量を改善することができる。
パレータを使用することにより極板と電解液の接触はよ
くなり、化成上がり状態は化成済み極板と同程度にな
り、放電容量を改善することができる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を従来との比較で説明する。
最大孔径１０，２０，３５μｍの３種類のガラス繊維セ
パレータを用いて極板高さ２３０mm，幅１４０mmで定格
容量２００Ah（１０時間率）の未注液の電池を組みた
て、（表１）に示すような組み合せで、注液を行った。
最大孔径１０，２０，３５μｍの３種類のガラス繊維セ
パレータを用いて極板高さ２３０mm，幅１４０mmで定格
容量２００Ah（１０時間率）の未注液の電池を組みた
て、（表１）に示すような組み合せで、注液を行った。
【００１２】
【表１】
【００１３】No.１電池は従来例で注液時間に約２分か
かった。No.２〜８の電池ではセパレータの最大孔径が
大きいため、吸液スピードが速く注液時間は約１分３０
秒であった。また注液量は従来例に比べて約５％多く入
れることができた。そのため初期容量は、No.１電池に
比べNo.２〜８電池で約５〜７％向上した。最大孔径３
５μｍのNo.９の電池では、孔径が大きすぎて毛細管現
象による保液能力が低下し、初期容量は従来例以下であ
った。またここで紹介した電池よりも小容量の電池でも
同じ結果を得た。
かった。No.２〜８の電池ではセパレータの最大孔径が
大きいため、吸液スピードが速く注液時間は約１分３０
秒であった。また注液量は従来例に比べて約５％多く入
れることができた。そのため初期容量は、No.１電池に
比べNo.２〜８電池で約５〜７％向上した。最大孔径３
５μｍのNo.９の電池では、孔径が大きすぎて毛細管現
象による保液能力が低下し、初期容量は従来例以下であ
った。またここで紹介した電池よりも小容量の電池でも
同じ結果を得た。
【００１４】次にこれらの電池のサイクル寿命試験をお
こなった。試験条件は、２０Ａで５時間放電を行い、２
０Ａで６時間充電するパターンを１サイクルとし、５０
サイクルおきに１０時間率容量を測定した。その結果を
図１に示す。No.２の電池の容量低下が最も大きく試験
終了後、電池を調査すると、電池の下部の比重が１．３
２で上部が１．２４であり比重差が０．０８あり、また
極板下部がサルフェーションを起こしていた。No.１，
４〜７電池では、下部の比重が１．２７で上部が１．２
６であり、成層化を防止していた。シリカを２．５％添
加したNo.８の電池は、サイクルの進行によって電解液
が減りゲル化がさらに進行して、電池の内部抵抗が増大
し放電容量が減少した。
こなった。試験条件は、２０Ａで５時間放電を行い、２
０Ａで６時間充電するパターンを１サイクルとし、５０
サイクルおきに１０時間率容量を測定した。その結果を
図１に示す。No.２の電池の容量低下が最も大きく試験
終了後、電池を調査すると、電池の下部の比重が１．３
２で上部が１．２４であり比重差が０．０８あり、また
極板下部がサルフェーションを起こしていた。No.１，
４〜７電池では、下部の比重が１．２７で上部が１．２
６であり、成層化を防止していた。シリカを２．５％添
加したNo.８の電池は、サイクルの進行によって電解液
が減りゲル化がさらに進行して、電池の内部抵抗が増大
し放電容量が減少した。
【００１５】上記の電池は化成済みの極板を使用してい
たが、従来例のNo.１０電池と最大孔径２０μｍのセパ
レータにシリカを１．０％添加したNo.１１電池につい
て電槽内化成をおこなった。No.１１電池は化成中極板
からのガス発生による電解液の撹拌作用によりシリカは
ゲル化することなく化成後ゲル化が進行した。従来例N
o.１０電池の初期容量は化成済み極板を用いたNo.１電
池に比べ５％低かった。またNo.１１電池の初期容量は
同じ構成の化成済み極板を用いたNo.５電池と同程度で
あり、従来例No.１０電池に比べ１０％以上高かった。
これらの電池を調査すると従来例No.１０電池は、セパ
レータの保液性が低いため極板と電解液の接触に問題が
あり、極板の化成上がり状態が悪く未化成化合物の硫酸
鉛が正極板に約８％残っていた。本発明によるNo.１１
電池では、保液性の高いセパレータを使用できるので極
板と電解液の接触は良くなり、極板の化成上がり状態は
化成済み極板と同程度で正極板の硫酸鉛量は、約２％で
あった。
たが、従来例のNo.１０電池と最大孔径２０μｍのセパ
レータにシリカを１．０％添加したNo.１１電池につい
て電槽内化成をおこなった。No.１１電池は化成中極板
からのガス発生による電解液の撹拌作用によりシリカは
ゲル化することなく化成後ゲル化が進行した。従来例N
o.１０電池の初期容量は化成済み極板を用いたNo.１電
池に比べ５％低かった。またNo.１１電池の初期容量は
同じ構成の化成済み極板を用いたNo.５電池と同程度で
あり、従来例No.１０電池に比べ１０％以上高かった。
これらの電池を調査すると従来例No.１０電池は、セパ
レータの保液性が低いため極板と電解液の接触に問題が
あり、極板の化成上がり状態が悪く未化成化合物の硫酸
鉛が正極板に約８％残っていた。本発明によるNo.１１
電池では、保液性の高いセパレータを使用できるので極
板と電解液の接触は良くなり、極板の化成上がり状態は
化成済み極板と同程度で正極板の硫酸鉛量は、約２％で
あった。
【００１６】
【発明の効果】以上に詳しく説明したように本発明の方
法によれば、最大孔径が大きな保液性の高いセパレータ
を使用することにより安価で生産性も高く、放電容量が
大きい密閉形鉛蓄電池を得ることが可能である。
法によれば、最大孔径が大きな保液性の高いセパレータ
を使用することにより安価で生産性も高く、放電容量が
大きい密閉形鉛蓄電池を得ることが可能である。
【図１】本発明の実施例および比較例の充放電サイクル
数と放電容量の関係を示す図
数と放電容量の関係を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−136750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−269852（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/16
Claims (2)
- 【請求項１】ガラス繊維を主成分としたセパレータと
正，負極板からなる極板群を有する密閉形鉛蓄電池にお
いて、前記セパレータの最大孔径が１５〜３０μｍであ
り、かつ希硫酸電解液にシリカ粒子を０．５〜２．０重
量％分散させてゲル化させたことを特徴とする密閉形鉛
蓄電池。 - 【請求項２】前記極板群の化成を群構成後の電槽内で行
う請求項１記載の密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141663A JP3042027B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141663A JP3042027B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366546A JPH04366546A (ja) | 1992-12-18 |
| JP3042027B2 true JP3042027B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=15297285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3141663A Ceased JP3042027B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042027B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102103307B1 (ko) * | 2018-10-22 | 2020-04-23 | 주식회사 한국아트라스비엑스 | 컨테이너 포메이션 공정에서의 콜로이다 실리카가 포함된 전해액을 적용한 agm 배터리 제조 방법 및 agm 배터리 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005521991A (ja) | 2002-02-07 | 2005-07-21 | ケイヴィージー テクノロジーズ インコーポレイテッド | 吸収性セパレータの濾過作用により形成されたゲル化電解質を有する鉛酸電池、その電解質、及びその吸収性セパレータ |
| JP2006185743A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 制御弁式鉛蓄電池 |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP3141663A patent/JP3042027B2/ja not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102103307B1 (ko) * | 2018-10-22 | 2020-04-23 | 주식회사 한국아트라스비엑스 | 컨테이너 포메이션 공정에서의 콜로이다 실리카가 포함된 전해액을 적용한 agm 배터리 제조 방법 및 agm 배터리 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04366546A (ja) | 1992-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RVOP | Cancellation by post-grant opposition |