JPH02284351A - 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH02284351A JPH02284351A JP1103903A JP10390389A JPH02284351A JP H02284351 A JPH02284351 A JP H02284351A JP 1103903 A JP1103903 A JP 1103903A JP 10390389 A JP10390389 A JP 10390389A JP H02284351 A JPH02284351 A JP H02284351A
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- JP
- Japan
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- lead
- separator
- sulfuric acid
- acid batteries
- acid
- Prior art date
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-
- 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)
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。
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、鉛蓄胃池用セパレータおよびこのセパレータ
を用いて鉛蓄電池の長寿命化を図るものである。
を用いて鉛蓄電池の長寿命化を図るものである。
従来の技術
鉛蓄電池は、コストと性能のバランスが良くとれた二次
電池として広く用いられている。
電池として広く用いられている。
現在−船釣に使用されている鉛蓄電池の形式は正極板の
形式から、ペースト式とクラッド式の二つの方式に大別
されている。
形式から、ペースト式とクラッド式の二つの方式に大別
されている。
この二つの方式についてはいずれも陰極吸収式による密
閉形が主流となりつつある。
閉形が主流となりつつある。
密閉化のための電解液の非流動化には一般的にガラス繊
維を抄紙したガラスマットを使用する方式、およびシリ
カ微粉末をゲル化剤とする方式があるが、現状ではガラ
スマットを使用する方式が主流となっている。
維を抄紙したガラスマットを使用する方式、およびシリ
カ微粉末をゲル化剤とする方式があるが、現状ではガラ
スマットを使用する方式が主流となっている。
特にペースト式において、このガラスマットの吸液性極
板に対する圧迫力の維持性（以下群圧という）などの特
性が電池特性に対して影響を与える。
板に対する圧迫力の維持性（以下群圧という）などの特
性が電池特性に対して影響を与える。
すなわち、現状−収約に用いられているガラスマットは
乾燥時に対して電解液を吸液すると群圧が低下する現象
を示す。
乾燥時に対して電解液を吸液すると群圧が低下する現象
を示す。
このため、吸液時に所定の群圧を得、安定した電池特性
および電池特性の向上を図るためには、その数倍の群圧
で極板群を電槽に挿入する必要がある。
および電池特性の向上を図るためには、その数倍の群圧
で極板群を電槽に挿入する必要がある。
このことが生産性を悪くする原因の一つとな１ていた。
発明が解決しようとする課題
上記のようにリテーナをしてガラスマットを用いる鉛蓄
電池において、現状のガラスマットは電解液を吸収する
と乾燥時に比らべて群圧が大幅に低下する欠点を有して
いる。
電池において、現状のガラスマットは電解液を吸収する
と乾燥時に比らべて群圧が大幅に低下する欠点を有して
いる。
一般的な鉛蓄電池では乾燥状態で１ｏ〜ａｏｋｇ／ｄｎ
ｌの群圧をガラスマットに印加し、電池のセパレータに
利用しているが、電解液を注入すると圧力は約Ｗ〜発に
低下する。このため、電解液注入後所定の群圧を極板表
面に印加するためには極板群挿入時に３０ｋｇ／＆Ａ以
上の群圧を印加し極板群を電槽内に挿入しなければなら
なかった。
ｌの群圧をガラスマットに印加し、電池のセパレータに
利用しているが、電解液を注入すると圧力は約Ｗ〜発に
低下する。このため、電解液注入後所定の群圧を極板表
面に印加するためには極板群挿入時に３０ｋｇ／＆Ａ以
上の群圧を印加し極板群を電槽内に挿入しなければなら
なかった。
従って、極板群を電槽に挿入する作業前に、予め極板群
に与圧を加えるなどの作業工程が必要であった。
に与圧を加えるなどの作業工程が必要であった。
また、このセパレータから両極板にがかる群圧が１０ｋ
ｇ／ｄ％以下になると、サイクル寿命特性においてサイ
クル数が増加するに従って作用活物質の軟化脱落が著し
くなり、急速にサイクル寿命特性が劣化する問題があっ
た。
ｇ／ｄ％以下になると、サイクル寿命特性においてサイ
クル数が増加するに従って作用活物質の軟化脱落が著し
くなり、急速にサイクル寿命特性が劣化する問題があっ
た。
本発明によるセパレータを用いる場合には、極板群を電
池に挿入するとき、電槽との間に群圧を特に印加する必
要がないため、挿入作業の作業性が改善されるとともに
、極板群に挿入時に無理な応力がかからない。
池に挿入するとき、電槽との間に群圧を特に印加する必
要がないため、挿入作業の作業性が改善されるとともに
、極板群に挿入時に無理な応力がかからない。
このため極板からの作用活物質の脱落などによる製造不
良も減少する。さらに注液後適切な群圧を印加すること
が可能なためサイクル寿命特性および過充電特性を大幅
に改良することが出来る。
良も減少する。さらに注液後適切な群圧を印加すること
が可能なためサイクル寿命特性および過充電特性を大幅
に改良することが出来る。
課題を解決するための手段
本発明では、ガラス繊維と高分子繊維あるいは粒子全混
合抄紙し、乾燥後高分子の融点近傍の温度でヒートプレ
スして多孔質のシートにした不織布をセパレータとし、
電解液を注入後にセパレータ自身を膨張させることによ
って適切な圧力を陰陽極板に印加しようとするものであ
る。
合抄紙し、乾燥後高分子の融点近傍の温度でヒートプレ
スして多孔質のシートにした不織布をセパレータとし、
電解液を注入後にセパレータ自身を膨張させることによ
って適切な圧力を陰陽極板に印加しようとするものであ
る。
作用
本発明で、ガラス繊維と混抄するために用いる高分子繊
維あるいは粒子は、電解液の硫酸によって加水分解ある
いはスルホン化を受けて体積膨張を起こす特性を有する
。従って高分子を繊維状あるいは粒子状としガラス繊維
と混抄し乾燥後ヒートプレスし、ガラス繊維と高分子、
高分子と高分子の１部分を熱溶着により連続的に溶着し
、多孔質のシート状に加工した不織布に電解液を注入す
ると、不織布自身が膨張し、両極板間に適切な群圧が印
加される。
維あるいは粒子は、電解液の硫酸によって加水分解ある
いはスルホン化を受けて体積膨張を起こす特性を有する
。従って高分子を繊維状あるいは粒子状としガラス繊維
と混抄し乾燥後ヒートプレスし、ガラス繊維と高分子、
高分子と高分子の１部分を熱溶着により連続的に溶着し
、多孔質のシート状に加工した不織布に電解液を注入す
ると、不織布自身が膨張し、両極板間に適切な群圧が印
加される。
ヒートプレスを行ない、ガラス繊維と高分子の一部分を
溶着することによって膨張力は異方化し、厚み方向への
膨張が促進され、厚みに対して垂直方向に対しての膨張
をおさえることが出来る。
溶着することによって膨張力は異方化し、厚み方向への
膨張が促進され、厚みに対して垂直方向に対しての膨張
をおさえることが出来る。
すなわち、このセパレータを用いて鉛蓄電池を構成する
ことにより、製造の生産性を落すことなく鉛蓄電池の特
性の改善が出来る。
ことにより、製造の生産性を落すことなく鉛蓄電池の特
性の改善が出来る。
第１図に本発明のセパレータの特徴である電解液を吸収
して膨張するために発生する群圧の変化の一例を示す。
して膨張するために発生する群圧の変化の一例を示す。
ムは埃行の一般的なガラス繊維の不織布をリテーナとし
て用いた場合であり、Ｂは本発明のセパレータをリテー
ナとして用いた場合の一例である。
て用いた場合であり、Ｂは本発明のセパレータをリテー
ナとして用いた場合の一例である。
実施例
以下に１本発明の一実施例について説明する。
陽極板に４０■Ｘ３０ｍ厚み３．６鴫のものを２枚、陰
極板に同形状で厚み１．７簡のものを３枚、セパレータ
として、本発明による、ガラス繊維と高分子化合物繊維
を混抄したものを用いた。−例としてガラス繊維には繊
維径０．７μ〜３μ長さ６ＷＩＩＩ〜２ｏ１１Ｉ１ｍの
もの３０％、高分子化合物としてＰｖムの一部分をホル
マール化した繊維径０．１μ〜２μ。
極板に同形状で厚み１．７簡のものを３枚、セパレータ
として、本発明による、ガラス繊維と高分子化合物繊維
を混抄したものを用いた。−例としてガラス繊維には繊
維径０．７μ〜３μ長さ６ＷＩＩＩ〜２ｏ１１Ｉ１ｍの
もの３０％、高分子化合物としてＰｖムの一部分をホル
マール化した繊維径０．１μ〜２μ。
長さ６閣〜２０日のもの７０％とした。こｎを両極板間
の距離に相当する１、７籠の不織布とした。
の距離に相当する１、７籠の不織布とした。
電解液として加水分解あるいはスルホン化の過程で消費
される硫酸分を考慮に入れ比重１．３００（ａｔ２０’
Ｃ）１５００ｆｔ用いた。以上より１０時間率容量２ム
ｈで定格電圧２ｖの電池を作製した。
される硫酸分を考慮に入れ比重１．３００（ａｔ２０’
Ｃ）１５００ｆｔ用いた。以上より１０時間率容量２ム
ｈで定格電圧２ｖの電池を作製した。
極板群を電槽に挿入する時には圧力がかからないような
製造方法で従来品のガラス繊維のみのセパレータで同様
の電池全作リサイクル寿命特性を比較した。
製造方法で従来品のガラス繊維のみのセパレータで同様
の電池全作リサイクル寿命特性を比較した。
サイクル寿命試験の充電条件として、初期電流０．８ム
充電制御電圧２．４６ Ｖの定電圧定電流充電、放電条
件として０．２ム相当抵抗放電で、１．７５Ｖまで放電
する繰返し試験を行なった。なおサイクル寿命の終了判
定は、放電持続時間が初期容量の６０％になった時点と
した。
充電制御電圧２．４６ Ｖの定電圧定電流充電、放電条
件として０．２ム相当抵抗放電で、１．７５Ｖまで放電
する繰返し試験を行なった。なおサイクル寿命の終了判
定は、放電持続時間が初期容量の６０％になった時点と
した。
サイクル寿命試験の結果を第２図に示す。本発明による
セパレータ全屈いた電池では両極板間にかかる適切な圧
力により活物質の軟化脱落が防止されるため、サイクル
寿命特性が大幅に改善されていることが判る。
セパレータ全屈いた電池では両極板間にかかる適切な圧
力により活物質の軟化脱落が防止されるため、サイクル
寿命特性が大幅に改善されていることが判る。
発明の効果
本発明で用いたセパレータは、その高分子合成繊維部分
が、電解液中の硫酸によって加水分解またはスルホン化
を受けることによって体積膨張を起こす。この体積膨張
を利用して両極板間に適切な圧力を加えて、活物質の軟
化脱落を防止する効果が、電池製造時にはほとんど圧力
を印加しない状態で実現することができる。
が、電解液中の硫酸によって加水分解またはスルホン化
を受けることによって体積膨張を起こす。この体積膨張
を利用して両極板間に適切な圧力を加えて、活物質の軟
化脱落を防止する効果が、電池製造時にはほとんど圧力
を印加しない状態で実現することができる。
これによって電池製造時の工数を削減するとともに応力
による不良も減少することになる。
による不良も減少することになる。
第１図は現行の一般的なガラス繊維の不織布をリテーナ
として用いた場合と本発明のセパレータをリテーナとし
て用いた場合の電解液（硫酸水溶液）を注液した場合の
群圧の経時変化を示した図。 第２図は現状の一般的なガラス繊維の不織布をリテーナ
として用い、乾燥時の群圧を２０ｋｇ／ｄｎ！で設計し
た電池人と１本発明の一実施例におけるセパレータをリ
テーナとして用い、乾燥時の群圧を０．１ ｋｇ／ｄｎ
ｌで設計した電池Ｂのサイクル寿命特性を示した図であ
る。
として用いた場合と本発明のセパレータをリテーナとし
て用いた場合の電解液（硫酸水溶液）を注液した場合の
群圧の経時変化を示した図。 第２図は現状の一般的なガラス繊維の不織布をリテーナ
として用い、乾燥時の群圧を２０ｋｇ／ｄｎ！で設計し
た電池人と１本発明の一実施例におけるセパレータをリ
テーナとして用い、乾燥時の群圧を０．１ ｋｇ／ｄｎ
ｌで設計した電池Ｂのサイクル寿命特性を示した図であ
る。
Claims (2)
- （１）ガラス繊維と、電解液の硫酸によって加水分解あ
るいはスルホン化される官能基を有し、かつ硫酸によっ
て体積膨張を起す高分子繊維あるいは粒子を混合抄紙し
、乾燥後高分子の融点近傍の温度でヒートプレスにより
、多孔質のシート状に成型したことを特徴とした鉛蓄電
池用セパレータ。 - （２）ガラス繊維と電解液の硫酸によって加水分解ある
いはスルホン化される官能基を有し、かつ硫酸によって
体積膨張を起す高分子繊維あるいは粒子を混合抄紙し、
乾燥後高分子の融点近傍の温度でヒートプレスにより、
多孔質のシート状に成型したセパレータをリテーナとし
て用いたことを特徴とした鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103903A JP2785321B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103903A JP2785321B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02284351A true JPH02284351A (ja) | 1990-11-21 |
| JP2785321B2 JP2785321B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=14366387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1103903A Expired - Lifetime JP2785321B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785321B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05205717A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-08-13 | General Motors Corp <Gm> | 蓄電池のセパレータ及び蓄電池組立て方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614358U (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-11 | 日本硝子繊維株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1103903A patent/JP2785321B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614358U (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-11 | 日本硝子繊維株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05205717A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-08-13 | General Motors Corp <Gm> | 蓄電池のセパレータ及び蓄電池組立て方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2785321B2 (ja) | 1998-08-13 |
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