JPH06150961A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池

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JPH06150961A
JPH06150961A JP4316484A JP31648492A JPH06150961A JP H06150961 A JPH06150961 A JP H06150961A JP 4316484 A JP4316484 A JP 4316484A JP 31648492 A JP31648492 A JP 31648492A JP H06150961 A JPH06150961 A JP H06150961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
electrode plate
electrode plates
battery
positive electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP4316484A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukio Tokuhara
幸夫 得原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP4316484A priority Critical patent/JPH06150961A/ja
Publication of JPH06150961A publication Critical patent/JPH06150961A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電性能、寿命性能ともにすぐれた密閉形鉛
蓄電池を提供する。 【構成】 正極板枚数mと負極板枚数nがm=nまたは
m=n+1であり、かつ正極板と負極板との間隙および
極板群の周囲に高い多孔度および大きい比表面積を有す
る粉体を充填し、電池の充放電に必要、十分な量の硫酸
電解液を実質的に該粉体および極板群に含浸保持させた
密閉形鉛蓄電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来の一般的な鉛蓄電池はm
枚の正極板とm+1枚の負極板および2m枚のセパレー
タを重ね合わせ、同じ極性の極板どうしを溶接によって
接続することにより単位セルを構成し、単位セルを複数
個接続することにより所定電圧のモジュール電池を構成
している。
【0003】単位セルにおいて負極板枚数が正極板枚数
より1枚多いのは充放電サイクルに伴う正極活物質の軟
化、脱落を防止する上で正極板の表裏両側にセパレータ
が当接されているほうが有利なためである。また自動車
用電池などにおいては良好な高率放電性能が要求される
ため、高率放電容量を制限する負極板の枚数を正極板よ
り1枚多くする構成が適しているためである。
【0004】しかし近年電気自動車用鉛電池など深放電
サイクルを繰り返す用途の電池においては3時間率放電
容量を制限する正極活物質の量を限られた容積内でいか
に多く確保するかが性能を向上させる上で不可欠な要素
になったきた。
【0005】このため正極、負極同一枚数構成や正極板
を負極板より1枚多くすることによって単位セル内の正
極活物質量を増加させる方法が考えられるがこのような
電池は極板群の外側に位置し、セパレータが当接されて
いない面を持つ正極板の劣化が激しく、寿命性能が劣る
欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は正極板と負極板
との間隙および極板群の周囲に高い多孔度および大きい
比表面積を有する粉体を充填し、電池の充放電に必要、
十分な量の硫酸電解液を実質的に該粉体および極板群に
含浸保持させるとともに、正極板枚数mと負極板枚数n
がm=nまたはm=n+1である構成とすることによ
り、放電性能、寿命性能ともにすぐれた密閉形鉛蓄電池
を得るものである。
【0007】
【実施例】以下に本発明を実施例にもとづいて説明す
る。図1は本発明による密閉形鉛蓄電池を電気自動車用
電池に適用した場合の一実施例を示す概略図である。図
において、正極板2はアンチモンフリーの鉛合金または
アンチモンを少量含む鉛合金からなる格子に正極ペース
トを充填した正極板である。アンチモンフリーの鉛合金
としては、カルシウムCa 0.05 〜 0.12 wt%、錫Sn 0.2
0 〜 1.0wt%を含む一般的な鉛カルシウム系が使用でき
る。なお、電池の用途によってはSn含有量を1.5 〜 5.0
wt%にすることや鋳造時のCa含有量の安定化を図るた
め、アルミニウムAlを0.001 〜 0.02 wt%程度添加する
こともできる。
【0008】鉛アンチモン系合金のアンチモンSb添加量
としてはSb 0.7〜 2.0wt%とくに 0.7〜 1.5wt%が好ま
しく、アンチモン以外の金属としてひ素Asを0.1 〜 0.3
wt%を添加する。なお深放電後の充電性を改善するため
Snを0.01〜 0.5wt%程度添加したり、鋳造性や耐食性を
改善するためセレンSe、イオウS 、銅Cuなどを0.003〜
0.03 wt%程度添加することも有効である。
【0009】正極格子に充填する正極ペーストは、鉛粉
を希硫酸と混練して調製する一般的なペーストも使用可
能であるが、正極板の化成性や電池性能の向上を図るた
めには、鉛粉に鉛丹( Pb3 4 ) を混入するのが好まし
い。
【0010】負極板1は、アンチモンフリーの鉛合金を
用いた格子にリグニンや硫酸バリウムなどのエキスパン
ダーを添加した通常の負極ペーストを充填して製造す
る。負極格子の鉛合金はCa 0.05 〜 0.12 wt%、Sn 0〜
0.7 wt%、Al 0〜 0.02 wt%を含む一般的な鉛カルシ
ウム系合金が使用できる。
【0011】上述した正極および負極格子は鋳造したも
のや鉛合金シートを展開したエキスパンド格子あるいは
打ち抜き格子などいずれも使用可能である。なお、ペー
ストを充填した極板は30〜50℃の部屋で熟成してから使
用する。正極板の熟成は電池性能上とくに重要である。
【0012】3は正極板と負極板との間に挿入した合成
セパレータである。厚みが薄く多孔性でかつ電気抵抗の
低いセパレータであればいずれも使用できるが、孔径の
小さすぎるセパレータは酸素ガスが透過しにくく、負極
による酸素吸収反応を妨げるので好ましくはない。
【0013】また、正、負極板間に粉体を充填するため
には、両極板間に隙間を設ける必要があり、その目的の
ためには、波付きセパレータやエンボスセパレータなど
表面に凹凸を設けたセパレータを使用するのが都合が良
い。なお後述する粉体を電解液保持体として使用すれ
ば、極間の粉体層がセパレータとしての機能も有するの
でこのような場合にはセパレータの使用を省略すること
ができる。
【0014】上述した正極板、負極板およびセパレータ
とを積み重ね、正、負極板それぞれ別々に溶接して極板
群を作成し電槽4に挿入する。従来のガラスセパレータ
を用いたものでは、極板群を強く圧迫しなければならな
いので電槽への挿入が非常に困難であったが、本発明で
は極板群を圧迫する必要がないので挿入は容易である。
極板群を電槽に挿入したのち、セル間の接続を行う。図
において5はストラップ、6はセル間接続部、7は極柱
である。
【0015】次に電槽蓋8を電槽4に溶着する。ここで
電槽蓋8には排気室9と粉体の充填口10が設けてあ
り、排気室9の上部には排気弁12が、その下部には通
気性のある多孔板13がそれぞれ配置してある。排気弁
12は電池内圧が上昇した時は開き、減圧した時は閉じ
る機能を有し、キャップ弁、リング弁、板弁など一般的
に用いられるいずれの弁も使用できる。
【0016】また、多孔板13は、電池に注液する際や
初充電中あるいは使用時の充電で発生するガスを外部に
逃がすためのもので、気体や液体は通過し、粉体は通過
しない大きさの孔を有する耐酸性のある連続気泡の多孔
体、例えば発泡フェノールやアルミナの焼結体からでき
ている。
【0017】なお多孔板13の下端を極板群の上端に近
接させて配置すると、初充電時に先だって電解液を注入
する際、注液時間を短縮することができる。すなわち、
多孔板を極板群の上端に近接させると、注入した電解液
がまず極板に吸収されて周囲に広がるため、注液時間を
大幅に短縮することができる。
【0018】上記構造の鉛蓄電池を組み立てたあとは、
粉体14の一定量を充填口10から供給し、電池に振動
を加えながら正、負極板間や極板群の周囲に充填する。
粉体充填後、密封栓11を用いて密封を行う。
【0019】なお電解液保持体としての粉体は、充填し
た状態での多孔度が高く、耐酸性があって電解液吸収力
の優れた流動性の高いものがよく、本実施例では、一次
粒子径が10〜40ミリミクロン、比表面積 150〜 200 m2
/gの含水二酸化珪素(SiO2 ・nH2 O)の微粒子が凝集して
50〜 200ミクロンの二次粒子を形成している顆粒状の粉
体を用いた。この粉体は流動性に優れており、電槽内へ
の粉体の充填は重力加速度2〜4G 、振幅1〜2mm程度
の振動をかければ短時間で密に充填でき、電槽蓋の裏側
の凹凸のある場所にも隙間なく充填できている。また、
充填後の粉体はガラスセパレータに匹敵する90%近い
多孔度を有している。
【0020】このようにして組み立てた電池を初充電す
る場合は、まず排気弁12を取り外して所定量の硫酸電
解液を注入する。注入した電解液は多孔板13を通過
し、その下の粉体を通って正、負極板、セパレータ、お
よびその周囲の粉体に吸収される。なお上述したように
多孔板13の下端を極板群の上端に近接して設けておく
と、より一層短時間で注液が完了する。初充電は排気弁
12を装着した状態で行う。充電中はガッシングによっ
て電解液面が上昇するが、排気室9内にトラップされる
ため、従来のように溢液防止治具を装着しなくても外部
に電解液が漏れ出すことはない。
【0021】次に本発明による密閉形鉛蓄電池の初期性
能試験および寿命試験を行った結果について説明する。
試験を行った電池は12Vの電気自動車用密閉形鉛蓄電
池で3時間率公称容量は50Ahである。表1に試験結
果を示す。なお寿命試験については放電が16.7Aで
144分(DOD80%)、充電は16.7Aで115
分行った後5Aで144分の二段充電を行った。また寿
命判定基準は容量が40Ahに到達した時点とした。
【0022】
【表1】
【0023】表1においてA、Bは電解液保持体に粉体
を用いたものでBは本発明による構成の電池、CはAと
同じ極板構成のリテーナ式の従来品、Dは本発明品Bと
同じ極板構成のリテーナ式の電池である。なお試験に用
いた電池の正負極板間隔および極板群の長さを同一にす
るため、BおよびDの電池については極板群の両端に位
置する正極板の厚さを中央のそれの約8割にした。
【0024】本実験例から3時間率放電容量はD>B>
C>Aの順であった。同一の極板構成でリテーナ式電池
が粉体を電解液保持体に用いた電池よりも放電容量が多
かったのはガラスセパレータの多孔度が粉体のそれより
も大きいために、極板間の保持液量が多かったためと思
われる。
【0025】寿命性能はB>A>D>Cの順であった。
寿命試験後に電池を解体して観察すると、ガラスセパレ
ータを用いた従来のリテーナ式電池C,Dは正極格子の
腐食や活物質の劣化が著しく、特にDの電池の極板群の
両端に位置する正極板の活物質の泥状化が進んでいた。
これに対して本発明品Bは充填した粉体によって極板が
三次元的に固定されており、正極格子の腐食や活物質の
劣化があまり進行しておらず、極板群の両端に位置する
正極板と中央のそれとでは格子の腐食や活物質の劣化の
程度に大きな差は見られなかった。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の密閉形鉛蓄
電池は正極板と負極板との間隙および極板群の周囲に粉
体を充填し極板群を固定することにより、正極板が極板
群の外側に位置する構成においてもその正極板の劣化を
防ぐことができる。つまり電池容積を増加させずに放電
性能、および寿命性能を向上させることが可能でありそ
の工業的価値は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明密閉形鉛蓄電池の要部断面模式図
【符号の説明】
1 負極板 2 正極板 3 セパレータ 4 電槽 8 電槽ふた 9 排気室 10 粉体の充填口 11 密封栓 12 弁 13 多孔板 14 粉体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極板枚数mと負極板枚数nがm=nま
    たはm=n+1であり、かつ正極板と負極板との間隙お
    よび極板群の周囲に高い多孔度および大きい比表面積を
    有する粉体を充填し、電池の充放電に必要、十分な量の
    硫酸電解液を実質的に該粉体および極板群に含浸保持さ
    せたことを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
JP4316484A 1992-10-31 1992-10-31 密閉形鉛蓄電池 Pending JPH06150961A (ja)

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JP4316484A JPH06150961A (ja) 1992-10-31 1992-10-31 密閉形鉛蓄電池

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ID=18077608

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JP4316484A Pending JPH06150961A (ja) 1992-10-31 1992-10-31 密閉形鉛蓄電池

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JP (1) JPH06150961A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013058058A1 (ja) * 2011-10-18 2015-04-02 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2013058058A1 (ja) * 2011-10-18 2015-04-02 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池

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