JPH09231995A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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Abstract
の高い鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 半径6〜8mmの四分円形状の四隅部分
を有する正極板と、収容する正極板と当接する面に、正
極板の上下方向に平行でかつ正極板の端部に当接する部
分の間隔を他の部分より狭くした複数のリブ状突起を有
する袋状のセパレータを備えた鉛蓄電池。
Description
動車用鉛蓄電池に関するものである。
板の隔離には平板状セパレータが用いられていた。しか
し、平板状セパレータを用いた場合には、主に正極板よ
り脱落した活物質(PbO2)が負極板と接触して還元
され、海綿状鉛としてデンドライト成長して内部短絡を
引き起こすことがあった。そこで、近年では、この内部
短絡を抑制するため、平板状のセパレータに代わって、
袋状セパレータの使用が増えつつある。しかしながら、
このような袋状セパレータを用いた場合においても、鉛
蓄電池を充放電しようとする際に、正極において発生す
る酸素ガスにより合成樹脂製のセパレータが酸化劣化
し、脆くなるとともに、その厚みが減少し、遂には穴が
開いてその部分で短絡を生じ、電池寿命を低下させる原
因になることがあった。従来、この問題点に対して、一
般にセパレータの正極板に対向する面にリブ状突起を設
けて対応してきた。
用鉛蓄電池の使用環境の苛酷化、例えばエンジンルーム
の高温化、電装品の多様化等により、リブ状突起を設け
たセパレータを用いた場合でも、短絡が生じる場合があ
った。これは、過充電等により正極板が湾曲し、セパレ
ータの素地部(リブのない部分)に正極板端部が直接接
触することによってその部分が酸化劣化してセパレータ
に穴が開き、短絡を生じるものである。本発明は、セパ
レータの酸化劣化を抑制し、併せて実用上問題となる振
動に対する強度を増すことで電池の寿命を向上させるこ
とを目的とする。
極板を収納する袋状セパレータの正極板に当接する部分
にリブ状突起を有し、かつその正極板が湾曲した場合に
正極板の四隅部分が当接する部分のリブ状突起の間隔を
他の部分より狭くし、正極板がセパレータの素地部に直
接接触することを防止するものである。また、正極板の
四隅部分を半径6〜8mmの四分円形状に加工し、正極
板が湾曲した場合においても、正極板の四隅部分がセパ
レータの素地部に直接接触しにくくするものである。
容する袋状セパレータを具備し、袋状セパレータが正極
板と当接する面に、正極板の上下方向に平行でかつ正極
板の端部に当接する部分の間隔を他の部分より狭くした
複数のリブ状突起を有するものである。セパレータの両
端部分のリブ状突起の間隔が他の部分よりも狭いことに
より、正極板の枠骨格子が高温下での過充電等により湾
曲した場合においても、セパレータの正極板との接触箇
所がリブ状突起に限られるため、セパレータの素地部の
酸化劣化を抑制することができる。さらに、正極板の端
部と当接する部分のリブ状突起の配置間隔が、正極板の
厚さの50%以下であることが好ましい。また、正極板
が、半径6〜8mmの四分円形状の四隅部分を有するこ
とが好ましい。これにより、電池の電圧特性を低下させ
ることなく、正極板が湾曲した場合にもセパレータと正
極板の直接接触による酸化劣化を抑制でき、さらに振動
に対する強度も増すことができる。
照して詳細に説明する。
を用いて12V−48Ahの鉛蓄電池を作製した。この
セパレータは、微孔性ポリエチレンフィルムからなる厚
さ100μmの素地部2の外側表面に高さ0.85m
m、幅0.50mmのリブ状突起1を設けたものであ
る。両端から各々セパレータの全幅の20%の長さにあ
たる部分のリブの間隔が1mm、その他の部分のリブの
間隔が12mmである。
物質ペーストを塗着させた正極板に上記セパレータを被
せたものと負極板を、交互に積層して電槽に挿入し、鉛
蓄電池を作製した。これを実施例1の電池とする。
用いて実施例1の鉛蓄電池と同様の鉛蓄電池を作製し
た。このセパレータは、実施例1で用いたものと同様に
ポリエチレン製であり、厚さ100μmの素地部4の外
側表面に高さ0.85mm、幅1.00mmのリブ状突
起3を12mmの等間隔で設けたものである。これを比
較例1の電池とする。
池それぞれ6個に対し、環境温度90℃、13.8Vの
一定電圧で、充電電流値が25Aを越えないようにした
充電試験(110時間充電、48時間休止で4週間)を
行い、試験後のセパレータの酸化劣化の程度および短絡
の有無を検証した。また、試験後のセパレータをポリエ
ステル樹脂中に固め、顕微鏡観察によりその厚みを測定
した。これらの結果を表1に示す。
果、実施例1の電池および比較例1の電池の双方とも正
極板は湾曲していたが、ともに短絡は確認されなかっ
た。比較例1の電池では正極板とセパレータ素地部4と
の直接接触が確認されたのに対して、実施例1の電池で
は正極板のリブ状突起1への接触は確認されたものの、
セパレータ素地部2への直接接触は認められず、素地部
2の酸化劣化の程度も低かった。セパレータの厚みは、
実施例1の電池では劣化の度合いの比較的大きかった正
極板との接触が認められたリブ状突起に近接した素地部
2上の3箇所、比較例の電池では正極板が直接接触して
いた素地部4上の3箇所で測定し、それぞれその平均値
を示したものである。実施例1のようにセパレータの両
端部分のリブ状突起の間隔を他の部分のリブ状突起の間
隔より狭くすることにより、セパレータの酸化劣化およ
びそれに伴う厚みの減少を従来のセパレータに比べて抑
制することができる。すなわち、これにより、短絡を抑
制することができる。セパレータのリブ状突起は、素地
部に比べて電気抵抗が大きいため、電流密度が小さくな
る。従って、充電時に正極板から発生する酸素ガスによ
るセパレータの酸化劣化を抑制できると考えられる。
全幅の20%の長さにあたる部分のリブ状突起の間隔を
1mmとしたセパレータを用いたが、正極板端部に当接
する部分のリブ状突起の間隔は、正極板が湾曲した際に
端部がセパレータの素地部に直接接触することを防ぐこ
とができる大きさであればよい。具体的には、用いる正
極板の厚さの50%以下であれば上記実施例と同様の効
果を得ることができる。また、ここでは枠骨を有する極
板格子を用いた例について説明したが、エキスパンド格
子のように枠骨が無い場合であっても、正極板端部の接
触を抑制することができ、同様の効果を得ることができ
る。
部分5を半径(以下、Rとする)がそれぞれ2、4、
6、8、10mmの四分円形状に加工した正極極板格子
を用い、これと、従来の負極板を用いてそれぞれ実施例
1と同様の鉛蓄電池を作製した。セパレータには、いず
れも実施例1で用いたものと同様の両端部分のリブ状突
起の間隔の狭いものを用いた。これら5種の電池に対し
て、10〜33Hzの振動数を往復20分でスイープさ
せた振動を付加する振動試験を、3G、4Gおよび5G
の各加速度条件でそれぞれ6個ずつ行った。ここでGと
は重力加速度である。試験後、電池を解体し、セパレー
タの状態を観察した。振動試験において1箇所でもセパ
レータに破れの発生した電池の数を表2に示す。
いものほど耐振動性が優れることがわかる。特に、Rが
4mm以下の正極板を用いた電池では5Gまでにセパレ
ータに破れが見られたが、Rが6mm以上のものを用い
た電池では、5Gを付加してもセパレータに破れは見ら
れなかった。従って、正極板の四隅部分5に形成する四
分円形状は、Rが6mm以上であることが好ましい。
て放電試験を行った。−15℃の温度下で、電流値30
0Aにて急激に放電させ、同時に電池の電圧の経時変化
を測定した。表3に、各電池の電圧が7.2Vに低下す
るまでにかかる時間の平均値を示す。
までの低下にかかる時間が短くなることが分かった。こ
れは、Rが大きくなるほど、正極板の表面積が小さくな
るため、急激に放電する場合の電池電圧特性が低下する
ものと考えられる。特に、Rが8mmを越えると急激に
性能が低下することが分かる。
から8mmの四分円形状に加工した正極板を用いること
により、電池の放電特性を低下させることなく、耐振動
性を向上させることができることがわかる。
振動性を向上させることができ、信頼性の優れた鉛蓄電
池を得ることができる。
概略を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は
要部の断面図である。
平面図である。
の概略を示す平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 正極板を収容する袋状セパレータを具備
し、前記袋状セパレータが前記正極板と当接する面に、
前記正極板の上下方向に平行でかつ前記正極板の端部に
当接する部分の間隔を他の部分より狭くした複数のリブ
状突起を有する鉛蓄電池。 - 【請求項2】 前記正極板の端部と当接する部分の前記
リブ状突起の配置間隔が、前記正極板の厚さの50%以
下である請求項1記載の鉛蓄電池。 - 【請求項3】 前記正極板が、半径6〜8mmの四分円
形状の四隅部分を有する請求項1記載の鉛蓄電池。
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