JPH012254A - 密閉形鉛蓄電池 - 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、密閉形鉛蓄電池の特に負極に関するものであ
る。

従来の技術 近年、ポータプルＶＴＲ，小型電気掃除機等の普及に伴
い、電池の需要が伸びてきた。これらのコードレス機器
の電源として、繰り返しの使用が可能で、高出力で、経
済的にも安価な密閉形鉛蓄電池が急速に普及してきた。

第４図は従来の密閉形鉛蓄電池のセルの縦断面略図を示
すものである。第４図において、８は正極板、９は負極
板、１ｏはセパレータで、ガラス繊維を主成分としてい
る。１１は電槽で、耐硫酸性を有するポリプロピレン製
からなる。１２は正極端子、１３は負極端子、１４は電
槽上部に設けたガス抜き弁であり、通常電槽は、密閉構
造となっている。電解液としては、比重１．３０の希硫
酸が、正極、負極、及びセパレータ中に保持されている
。

以上のように１°１１）成された密閉形鉛蓄電池の密閉
化方式として、予め正極の容量を負極のそれより大きく
しておき充電末期、あるいは過充電時に、正極で発生す
る酸素ガスが、下式に示すような酸素サイクル反応によ
って水に還元される。

（１）　　Ｈ２Ｏ−２Ｈ”＋　２　Ｏ２＋　２ｅ（２）
Ｐｂ＋１０２＋Ｈ２Ｓｏ４→Ｐｂ５Ｑ４＋Ｈ２０（３）
　　ＰｂＳＯ４＋　２Ｈ＋＋　２ｅ　−Ｐｂ　＋　Ｈ２
ＳＯ４すなわち、充電末期、あるいは過充電時には、式
（１）で示すところの水の電気分解が起こり、正極上で
酸素ガスが発生する。この酸素ガスは負極に達し、負極
上で式（２）に示す反応によって水に還元される。それ
と同時に硫酸鉛が生成されるが、式（３）の充電反応に
よって硫酸鉛は鉛に還元される。この反応によって式（
１）の負極上で発生すべき水素イオンが消費される為、
負極上での水素ガスの発生が防止されるものである。即
ち、これにより、鉛、蓄電池の密閉化が可能となった。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、上記の酸素サイクル反応に
基づく酸素ガスの吸収は、負極の表面で起こる。よって
、ガス吸収性能の向上を図るためには、正極で発生した
酸素ガスが、負極の表面に速やかに移動することが重要
である。従来の極板形状は、電槽と接触する正、負極の
極板面を平坦にしであるため、酸素の移動速度が遅く、
酸素サイクル反応が起こりにくい。その結果として、電
池内の圧力が上昇し、安全弁が作動することにより、酸
素ガス及び水素ガスが電池外へと放出される。この結果
、電解液中の水が電池外に散逸し、電池の寿命が短かく
なるという問題点を有していた。又に電槽の極板と接す
る面にリプを設け、ガスの拡散を向上させるという方法
が用いられてきたが、極板の表面が従来通り平坦であれ
ば、負極板のセパレータと接する面は依然として酸素ガ
スの拡散速度は遅いという問題点を残していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、酸素ガ
スの拡散速度を向上させ、酸素サイクル反応を速やかに
起こるようにし、水の散逸を防ぐことを目的とするもの
である。

問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために、本発明の密閉形鉛
蓄電池は、負極板の両表面に複数本の縦溝を設けたもの
である。

作　　用 このように構成された電池では、負極板の両表面に縦溝
を付けることにより、電槽に対面した面への酸素ガスの
拡散だけでなく、セパレータを通して来る酸素ガスの拡
散も速やかになる。このため、負極板に速やかに酸素ガ
スが到達し、酸素サイクル反応が起こりやすい。又、酸
素サイクル反応が、速やかに起こることにより、負極で
の水素発生も速やかに抑えられる。このことにより、電
解液中の水分の電池外への散逸をおさえることとなる。

なお、負極板に溝を付けることにより、負極板の活物質
の重量は減少してしまう。しかし、溝を付けることによ
り負極板の表面積が大きくなり、その分、電解液が極板
中に浸透しやすく、電池の容量には影響しない。ただし
、溝として除く活物質の重量が負極板活物質重量の６％
までの場合とする。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図Ａ、Ｂは、本発明の一実施例における密閉形鉛蓄
電池の縦、横断面略図を示すものである。

第１図において、１は正極板であり、厚さ３．３ａｍ。

高さ９０ｎ９幅３５．の大きさからなり、活物質は過酸
化鉛を主成分としている。２は負極板であり、厚さ３．
０Ｈ，高さ９０ｎ１幅３５７ＩＩＩの大きさで、活物質
は鉛を主成分としている。この負極板の電槽テ対面した
一方の表面には、幅５ｆｌ、深さ１．０．の溝が３本設
けられている。もう一方のセパレータに対面した表面に
は、幅２ｆｌ＋、深さ１．Ｏｎの溝が３本設けられてい
る。３はセパレータであり、ガラス繊維を主成分として
おり、必要量の電解液を保持している。４は耐硫酸性を
有するポリプロピレン製の電槽である。５は正極端子、
６は負極端子、７は電槽上部に設けたガス抜き弁で、通
常電槽内部を密閉（１′４造に保っている。

電解液としては、比重１．３０の希硫酸を使用した。

次に第４図に示す従来の密閉形鉛蓄電池を電池Ｂ１電槽
にリブの設けである密閉形鉛蓄電池を電池Ｃとし、本発
明の密閉形鉛蓄電池を電池Ａとして、正極、負極の放電
容量は、全て１．３Ａｈとして、これらの電池を１３０
ｍＡ（１／１０Ｃ）の定電流で、１００％充電した。そ
の後、過充電をし、電池の減液量を測定していった。

第２図は、電池Ａ、Ｂ及びＣの過充電に伴う減液量の割
り合いの変化を示す。従来電池Ｂでは、前記のように、
正極で発生した酸素ガスの拡散が速やかに起こらないた
め、電解液中の水分の電池外への散逸が著しく、過充電
初期の減液量が多い。

又、電池Ｃでは、電槽に対面する表面の酸素ガスの拡散
は良くなるので過充電初期の減液量は少なく、全体とし
ての減液量も少ない。これらに対して、本発明の電池Ａ
では、過充電初期の減液量は電池Ｃとほぼ同じ割合を示
すが、全体としての減液量は電池Ｃより少なくなってい
る。これは、本発明では負極板に設けた縦溝により、正
極から発生した酸素ガスの拡散が速やかに起こったため
だけでなく、縦溝を設けることにより、負極板の表面積
が大きくなり、ガス吸収能が向上したため、電解液中の
水分の散逸が少なくなったものと考えられる。

次に、同様の電池Ａ、Ｂ及びＣを用い、これらの電池を
１３０ｍＡ（１／１ｏＣ）の定電流で１２時間（放電容
量の１２０％）充電するのを１サイクルとし、これを繰
シ返して行なった。

第３図は、電池Ａ、Ｂ及びＣのサイクルに伴う放電容量
の変化を示す。従来電池Ｂでは、前記のように酸素ガス
の拡散が速やかに起こらないため、電解液中の水分の散
逸が著しく、電解液；ｊｌ：が７１．１２少するため、
電池の放電容量が低下し、約２００サイクルで初期容量
の６０％となった。又、電池、Ｃでは約２６０サイクル
まで初ル１容量の６０％以上を維持する。これに対して
本発明の電、也Ａでは、初１υ１の容量の６０％となる
のは約２８０サイクルであり、従来電池Ｂやリプを設け
た電池Ｃと比較して寿命が長くなっている。これは、本
発明ては負極板の両表面に設けた溝により、正１メから
発生した酸素ガスの拡散が速やかに起こり、電解液中の
水分の電池外への散逸が少ないため、電解液ｌの減少に
より起こるサイクル寿命の劣化が従来より少なかったも
のと考えられる。なお、実施例では、正、負極板とも１
枚ずつ用いたが、極板の枚数は何枚でもよく、多数の極
板を用いても各々の負極板の表面に溝を設けることによ
り、ガス吸収特性を向上することができる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、負極板の両表面に溝を
設けることにより、酸素ガスの拡散を速め、酸素ガス吸
収不足による電解液の減少を抑えて、充放電によるサイ
クル寿命を向上させるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは本発明の実施例における密閉形鉛蓄電池
の概要を示す断面略図、第２図は１３０ｍＡでの過充電
時における減液量の比較図、第３図は１３０ｍＡで１２
０％の充放電サイクルによる容量劣化の比較図、第４図
は従来の密閉形鉛蓄電池の概要を示す縦断面略図である
。 １・・・・・・正極板、２・・・・・・溝を設けた負極
板、３・・・・・・セパレータ、４・・・・・・電槽。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 ７＾クル紋（０） 第４図 ７−−−正冬ｋＪ＆

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負極板の電槽に対面した表面と、セパレータに対面した
   表面の両表面に複数本の縦溝を付けたことを特徴とする
   密閉形鉛蓄電池。