JPH01186560A - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポータプル機器用として、あるいは防災用電
源として広く用いられている密閉型鉛蓄電池に関するも
のである。

従来の技術 密閉式鉛蓄電池は、高い経済性と取扱いの手軽さからポ
ータプルＶＴＲ，ポータプルテレビをはじめとする多く
のポータプル機器の電源として用いられている。

この種の用法において電源に要求される特徴は、電池に
ついては小形軽量であること、取扱いが容易であること
の二つが主である。

前者の小形軽量化の方法として、一般にプラスチック部
品をはじめ電池構成のすべての部品を小形化・軽量化し
ていく方法が取られるが、その中でも正極活物質の利用
率を向上させ、軽量化を図ることが効果的である。活物
質の利用率を向上させる方法としては、カーボンのよう
な電子伝導性物質を添加するか、ある°ハは活物質の密
度を小さくし、活物質の比表面積を大きくする方法があ
る。

また、取扱いの容易さ、すなわち長期間電池を保存して
おいても必−なときに電池の容量がとりだせることが要
求される。このため電池の自己放電を小さくする工夫が
種々提案されているが、未だ改善の余地がある。

発明が解決しようとする課題 上記のような活物質軽欧化手法による従来の電池を急速
充電による充放電サイクルを行った場合、正極活物質中
でカーボンが酸化されて二酸化炭素として分解されたり
、活物質の密度が小さい場合は活物質粒子間の電子伝導
性が低く、電池の内部インピーダンスが高くなり易く充
電が困難となり、活物質の溶解析出が行われにくくなり
、活物質自身が微粒子化され、その結果電池の内部抵抗
の増加が生じ、電池容量の低下が加速されるという問題
点があった。

また、活物質の軽量化手法による従来電池は、放置中の
自己放電が大きいという問題点がみられた。これは、特
に負極活物質中に含まれ保持される電解液量が少なくな
り、負適活物質が酸化されて硫酸鉛が生成することによ
る。

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ものであり、軽量で、小
形の密閉式鉛蓄電池のサイクル寿自σ特性を向上させ、
同時に長期放置中における自己放電を小さくし使い易い
電池の提供を目的とするものである。

上記問題点を解決するために本発明は、活物質密度を小
さくした場合においても、サイクル寿命に優れ、容量低
下のない小形軽量の密閉型鉛蓄電池を提供するものであ
り、正極活物質に暗合剤として架橋性維哨状物質として
、例えばポリフロンを添加することにより、充放電にお
ける活物質粒子の微細化を抑制するとともに、負極活物
質に吸液性物質としてシリカ粉末を添７＋１１すること
によって、負極活物質中の電解液保持能力を向上させ、
上記の問題点の解決を図るものである。

また、ガラスマット状セパレータの繊維密度をコントロ
ールすることにより、内部抵抗が低く、かつ電解液の保
持液量を大きくして、活物質の利用率を向上させると共
に活物質を軽量化することができる。

作　　用 上記の方法により、低密度で活物質の利用率が高く、ま
たポリフロンにより活物質粒子の微細化が抑制され、電
解液保持能力に優れた極板構成が可能となる。

すなわち、極板群中に含まれる電解液の分布を活物質密
度、上記添加物、セパレータ密度によりコントロールし
ようとするものである。正極活物質にポリフロンを添加
することにより、正極板は撥水性となり、電解液をセパ
レータへ押し出すことになる。一方セパレータは低密度
で電解液の保持量が増大する。また、負極活物質に吸液
性物質としてシリカ粉末を添加することにより、電解液
は正極板からセパレータへ、セパレータから負極板に保
持され易くなる。このため負極板には十分な電解液が保
持されることになり、放置中の自己放電による容量低下
が小さくなる。

実施例 以下、本発明の実施例により説明する。

正極板として、Ｐｂ　−Ｃａ　−Ｓｎ合金よりなる格子
に酸化鉛、水、希硫酸等を練り合わｉ、さらにポリフロ
ンを酸化鉛に対しそれぞれ０．１．０．５．１．２重量
％加えたペーストを充填し、化成した厚さ３．０　ｍｍ
　ｓ長さ４０　ｍｍ　ｓ幅２５面のものを用意した。負
極板としてはＰｂ　−Ｃａ　−Ｓｎ合金よりなる格子に
酸化鉛、シリカ粉末０．１　、０．５　、１，２゜３重
量％を硫酸バリウム、有機添加剤、水、希硫酸等ととも
に練り合わせたペーストを充填し、化成した厚さ１．５
Ｍ、長さ４０關、幅２５１１１ｍのものを用意し、２枚
の正極板と３枚の負極板を組み合せ、極板間には微細な
ガラス繊維からなるマット状セパレータを挿入し、電解
液には比重１．３０の希硫酸を用いた。また、比較のた
めに各々添加物を含まない従来品をも試作した。

活物質量は従来例で正極が２３．０　？／セル、負極が
２１．８Ｖセルであり、これらの電池は従来例を基準と
した場合、１０時間率芥容量、０Ａｈとなり、それぞれ
６セル直列接続して１２　Ｖ／２．０　Ａｈの電池とし
た。

セパレータは、平均繊維径が０．８μｍのガラス繊維を
抄紙し、繊維密度を０．１２　、０．１　ｅ　、　ｏ、
２９／ｄとした。

これらの電池を０．８Ａ　（０，４ＣＡ　）の定電流で
放電終止電圧１ｏ、　ｓ　Ｖまで連続放電した際の放電
時間と各種添加物との関係を第１図、第２図、第３図に
示す。

シリカ粉末の添加により放電時間は増加がみられる。一
方、ポリフロンは添加量が少ないほうが効果がみられる
。しかし、ポリフロンの添加量が２重量％を越えると、
ペーストが弾力性を帯びるため、格子への充填がしにく
いという問題が生じ好ましくない。また、シリカ粉末の
添加量が３重量％を越えると、ペーストが軟化し、泥状
となるため、ペーストの充填性が損なわれ、好ましくな
い。

セパレータの繊維密度は実施例の範囲では電解液の保持
液量が増加するため、放電時間の増加がみられる。セパ
レータ繊維密度が０．２？／−を越れると、吸液性が著
しく低下する。また、繊維缶度カ０．１２グ／ｃｒＡ未
満では、セパレータの最大孔径が大きくなり、サイクル
寿命の低下が生じた。

一方、これらの電池を、充電制御電圧１４．７Ｖ、初期
電流１．ｅ　Ａの定電圧充電を９０分行ったときの充放
電サイクル寿命試験結果を第４図に示す。

なお、セパレータは、繊維密度ｏ、１６グ／ｃｔＡとし
た。

ポリフロンおよびシリカ粉末の添加がないか、少ない場
合には、充放電サイクル寿命の劣化が著しい。また、セ
パレータの繊維密度が低さくなると、最大孔径は大きく
なるが、実施例に示す繊維密度の範囲ではサイクル寿命
の低下にはならなかった。

第５図には、これらの電池を４０’Ｃ雰囲気中に充電放
置した時の容量繊維率を示す。なお、その他の条件は第
４図と同じである。

発明の効果 本発明は以上のように小形軽量で、急速充放電によるサ
イクル寿命、自己放電特性に優れた密閉式鉛蓄電池を提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は正極へのポリフロンの添加量と電池放電容量の
関係を示す図、第２図は負極へのシリカ粉末の添加量と
電池放電容量の関係を示す図、第３図はセパレータ繊維
密度と放電時間の関係を示す図、第４図は各々の添加物
と充放電サイクル寿命の関係を示す図、第６図は充電放
置後の容量維持率を示す図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図　　　　　　　　正極ボッフロン１廃紺量（
ＬＬ／１ｌｌ）負極シリカ煽１［量（Ｗｏ〕 第３図 ０　　　　　０．ｊ　　　　　　Ｑ２ Ｊｌ　＆　ａ　Ｊｊ　（１／ｃｍす 第５図 放置時間（削

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）二酸化鉛を活物質とする正極と、スポンジ状鉛を
   活物質とする負極と、マット状ガラス繊維からなるセパ
   レータを備えた密閉型鉛蓄電池において、正極活物質に
   結合剤として架橋性繊維状物質を添加するとともに、負
   極活物質に吸液性物質としてシリカ粉末を添加したこと
   を特徴とする密閉型鉛蓄電池。
2. （２）結合剤としての架橋性繊維状物質がポリフロンで
   あり、その添加量が０．１〜２重量％である特許請求の
   範囲第１項記載の密閉型鉛蓄電池。
3. （３）吸液性物質としてのシリカ粉末の添加量が０．１
   〜３重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の密閉型鉛蓄電池。
4. （４）セパレータとしてのマット状ガラス繊維の繊維密
   度が０．１２〜０．２ｇ／ｃｍ＾３であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の密閉型鉛蓄電池。