JPH03236167A - 密閉式鉛蓄電池 - Google Patents
密閉式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH03236167A JPH03236167A JP2030895A JP3089590A JPH03236167A JP H03236167 A JPH03236167 A JP H03236167A JP 2030895 A JP2030895 A JP 2030895A JP 3089590 A JP3089590 A JP 3089590A JP H03236167 A JPH03236167 A JP H03236167A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- electrode plates
- battery
- positive
- plates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
- H01M10/10—Immobilising of electrolyte
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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
本発明は密閉式鉛蓄電池の改良に関するものである。
従来の技術とその課題
電池の充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させるタ
イプの密閉式５９ｍ電池にはリテーナ式とゲル式の二種
類がある。リテーナ式は正極板と負極板との間に微細カ
ラス繊維を素材とするマット状セパレータ（カラスセパ
レータ）を挿入し、これによって放電に必要な硫酸電解
液の保持と両極の隔離を行っており、無保守、無漏液、
ポジションフリーなどの特徴を生かして、近年、ポータ
プル機器やコンピューターのバッファ・ツブ電源として
広く用いられるようになってきた。しかし、反面ガラス
セパレータが高価なことや極板群を強く圧迫する必要か
ら電槽の強度も大きくしなければならないなど電池の製
造コストが高くなる要因が多く、さらに従来の液式電池
に比べて低率放電性能が劣るなどの欠点があって、この
種の密閉電池の普及に障害となっている。
イプの密閉式５９ｍ電池にはリテーナ式とゲル式の二種
類がある。リテーナ式は正極板と負極板との間に微細カ
ラス繊維を素材とするマット状セパレータ（カラスセパ
レータ）を挿入し、これによって放電に必要な硫酸電解
液の保持と両極の隔離を行っており、無保守、無漏液、
ポジションフリーなどの特徴を生かして、近年、ポータ
プル機器やコンピューターのバッファ・ツブ電源として
広く用いられるようになってきた。しかし、反面ガラス
セパレータが高価なことや極板群を強く圧迫する必要か
ら電槽の強度も大きくしなければならないなど電池の製
造コストが高くなる要因が多く、さらに従来の液式電池
に比べて低率放電性能が劣るなどの欠点があって、この
種の密閉電池の普及に障害となっている。
一方、ゲル式はリテーナ式よりも安価であるが、電池性
能が液式やリテーナ式に劣るという欠点があった。
能が液式やリテーナ式に劣るという欠点があった。
リテーナ式の密閉形鉛蓄電池が従来の液式電池に比べて
劣るのは、放電に必要な電解液をリテ−ナマットに保持
させると共に、このリテーナマットに正、負極を隔離す
るセパレータとしての機能を持たせているところに原因
がある。これを第３図を用いて説明する。同図は従来の
密閉式鉛蓄電池を示し、７は正極板、８は負極板、９は
微細ガラス繊維からなるカラスセパレータ、５は電槽て
′ある。ここでガラスセパレータには放電に必要な硫酸
電解液を含浸保持させである。
劣るのは、放電に必要な電解液をリテ−ナマットに保持
させると共に、このリテーナマットに正、負極を隔離す
るセパレータとしての機能を持たせているところに原因
がある。これを第３図を用いて説明する。同図は従来の
密閉式鉛蓄電池を示し、７は正極板、８は負極板、９は
微細ガラス繊維からなるカラスセパレータ、５は電槽て
′ある。ここでガラスセパレータには放電に必要な硫酸
電解液を含浸保持させである。
周知のごとく鉛蓄電池においては、電解液である硫酸（
Ｈ２ＳＯ４）は次式で示すように正、負極の充放電反応
に関与している。
Ｈ２ＳＯ４）は次式で示すように正、負極の充放電反応
に関与している。
したかって、カラスセパレータに保持させる硫酸電解液
が少ないと、正、１瘉活物質は充分に反応できなくなる
。一般に密閉式鉛蓄電池の放電容量（特に低率放電容量
）が液式電池に比べて少ないのは電解液量が少ないため
である。そこで電池容量を増すために、より多くの電解
液をガラスセパレータに保持させようとする。これはガ
ラスセパレータの厚みを大きくすれば可能である。とこ
ろが、カラスセパレータに含浸させた電解液中ではもと
もとイオンの移動が起こりに＜＜、ガラスセパレータを
厚くするとなおさらである。その上ガラスセパレータを
厚くすると、正極板と負極板との距離が長くなるので、
それだけ電気抵抗が大きくなって電池の電圧が低下し、
特に高率放電性能か悪くなる。したがって、従来の密閉
式鉛蓄電池のように、ガラスセパレータに電解液の保持
と両極の隔離という２つのｍ能を持たせる限り、密閉式
鉛蓄電池の放電性能を向上させることは出来ない。
が少ないと、正、１瘉活物質は充分に反応できなくなる
。一般に密閉式鉛蓄電池の放電容量（特に低率放電容量
）が液式電池に比べて少ないのは電解液量が少ないため
である。そこで電池容量を増すために、より多くの電解
液をガラスセパレータに保持させようとする。これはガ
ラスセパレータの厚みを大きくすれば可能である。とこ
ろが、カラスセパレータに含浸させた電解液中ではもと
もとイオンの移動が起こりに＜＜、ガラスセパレータを
厚くするとなおさらである。その上ガラスセパレータを
厚くすると、正極板と負極板との距離が長くなるので、
それだけ電気抵抗が大きくなって電池の電圧が低下し、
特に高率放電性能か悪くなる。したがって、従来の密閉
式鉛蓄電池のように、ガラスセパレータに電解液の保持
と両極の隔離という２つのｍ能を持たせる限り、密閉式
鉛蓄電池の放電性能を向上させることは出来ない。
課題を解決するための手段
本発明は上述した従来の密閉形ｖＩ蓄電池の欠点を除去
し、製造コストの安い高性能な密閉形鉛蓄電池を掃供す
るものである。すなわち、悟性の同じ２枚の極板間に電
解液を保持させるための粉体を充填し、正・負極板間に
はクッション性のある多孔性の薄いセパレータで隔離す
ることによって電池の内部抵抗の軽減を図ると共に、放
電に必要な硫酸は極性が同じ２枚の極板間および極板群
周囲に充填した粉本に含浸、保持させるものである。
し、製造コストの安い高性能な密閉形鉛蓄電池を掃供す
るものである。すなわち、悟性の同じ２枚の極板間に電
解液を保持させるための粉体を充填し、正・負極板間に
はクッション性のある多孔性の薄いセパレータで隔離す
ることによって電池の内部抵抗の軽減を図ると共に、放
電に必要な硫酸は極性が同じ２枚の極板間および極板群
周囲に充填した粉本に含浸、保持させるものである。
したがって、電池の放電に際しては主に極板の背面から
硫酸が供給されるところが本発明の大きな特徴でありま
た従来の電池と大きく異なる点でもある。以下本発明を
実施例に基づいて説明する。
硫酸が供給されるところが本発明の大きな特徴でありま
た従来の電池と大きく異なる点でもある。以下本発明を
実施例に基づいて説明する。
実施例
第１図は本発明による密閉形鉛蓄電池を示す模式図であ
って、１，１′は正極板、２．２′は負極板、３は電解
液保持材としての粉体、４はクッション性のある多孔性
の薄いセパレータ、５は電槽、６は排気弁である。正極
板および負極板にはｐｂ−ｃａ系の合金格子を用いた。
って、１，１′は正極板、２．２′は負極板、３は電解
液保持材としての粉体、４はクッション性のある多孔性
の薄いセパレータ、５は電槽、６は排気弁である。正極
板および負極板にはｐｂ−ｃａ系の合金格子を用いた。
また、電解液保持体としては一次粒子径が１０〜４０ミ
リミクロンの市販シリカ粉本を用いた。この微小粉体は
凝集して５０〜２００ミクロンの二次または三次粒子を
形成しており、比表面積が大きく硫酸の吸収能力も高い
バルキーな粉体で、珪酸ソーダと硫酸を反応させ、含水
二酸化珪素（Ｓ！０２・Ｈ，０）として容易に製造でき
るので、安価な工業材料として大量に生産されているも
のである。２枚の正極板間および２枚の負極板間の間隔
保持には、波形を付けた耐酸性の薄いプラスチック板を
用いた。セパレータとしてクッション性のあるものを用
いたのは次の理由による。すなわち、極板表面には凹凸
があり、柔軟性のないセパレータでは極板表面の凹部に
空隙が生じ、その部分は電池反応が起こらないので電池
性能の低下を招く、シかしセパレータに柔軟性があれは
、極板表面の凹凸に応じて変化するのでセパレータと極
板表面とは密に接することとなって、電池反応がスムー
ズに進行するのである。
リミクロンの市販シリカ粉本を用いた。この微小粉体は
凝集して５０〜２００ミクロンの二次または三次粒子を
形成しており、比表面積が大きく硫酸の吸収能力も高い
バルキーな粉体で、珪酸ソーダと硫酸を反応させ、含水
二酸化珪素（Ｓ！０２・Ｈ，０）として容易に製造でき
るので、安価な工業材料として大量に生産されているも
のである。２枚の正極板間および２枚の負極板間の間隔
保持には、波形を付けた耐酸性の薄いプラスチック板を
用いた。セパレータとしてクッション性のあるものを用
いたのは次の理由による。すなわち、極板表面には凹凸
があり、柔軟性のないセパレータでは極板表面の凹部に
空隙が生じ、その部分は電池反応が起こらないので電池
性能の低下を招く、シかしセパレータに柔軟性があれは
、極板表面の凹凸に応じて変化するのでセパレータと極
板表面とは密に接することとなって、電池反応がスムー
ズに進行するのである。
次に本発明による密閉形鉛蓄電池の放電試験結果を第１
表に示す。
表に示す。
第１表において電池Ｄ〜Ｆは従来の密閉式鉛蓄電池で、
Ｄ、Ｅ、Ｆの順にガラスセパレータの厚みを大きくして
電解液量を増加させた。したがって正極板と負極板との
間隔はり、Ｅ、Ｆの順に広くなっている。従来品りの電
解液量、 ０．２Ｃｉ電容量、１０Ｃ放電容量をそれぞ
れ１００とする比率であられすと、Ｅ、Ｆはそれぞれ電
解液量は２０％および４３％多くなっている。ところが
電池各社は電解液の増加に比例して大きくならず、０．
２０放電では精々２５％増加したに過ぎず、ＩＯＣ、！
＆電では電解液量を増加しても容量はほとんど増加しな
いことがわかる。これは既にのべたように、従来品では
正極板と罫蜘仮との間に電解液の保持材であるカラスセ
パレータを挿入しであるので、電解液量を増やすために
は極間を拡げなければならないため、極間の抵抗が大き
くなって特に高率放電では電解液量を増やした効果が出
ないのである。
Ｄ、Ｅ、Ｆの順にガラスセパレータの厚みを大きくして
電解液量を増加させた。したがって正極板と負極板との
間隔はり、Ｅ、Ｆの順に広くなっている。従来品りの電
解液量、 ０．２Ｃｉ電容量、１０Ｃ放電容量をそれぞ
れ１００とする比率であられすと、Ｅ、Ｆはそれぞれ電
解液量は２０％および４３％多くなっている。ところが
電池各社は電解液の増加に比例して大きくならず、０．
２０放電では精々２５％増加したに過ぎず、ＩＯＣ、！
＆電では電解液量を増加しても容量はほとんど増加しな
いことがわかる。これは既にのべたように、従来品では
正極板と罫蜘仮との間に電解液の保持材であるカラスセ
パレータを挿入しであるので、電解液量を増やすために
は極間を拡げなければならないため、極間の抵抗が大き
くなって特に高率放電では電解液量を増やした効果が出
ないのである。
第１表
一方、本発明は電解液保持材を同じ極性の２枚の極板間
に挿入する構造であるため、正、負極板間は常に一定（
本実施例では０．４５ｉｎの低抵抗セパレータを用いた
）にすることができ、電解液量の増加が直接放電容量の
増大に寄与した。すなわち、本発明品Ａは従来品りと同
じ電解液量であるにもかからず、極間の抵抗が低いので
０．２Ｃ放電容量１０Ｃ放電容量とも大幅に増加してい
る。そして電解液保持材の厚みを増して電解液量を多く
したＢＣはそれに応じて低率、高率放電容量共に著しく
増加した。なお、本実施例で用いた試＠電池は、従来品
も本発明品もセル当りの正、負極活物質量は同じにしで
ある。ただし、従来品は正極板３枚。
に挿入する構造であるため、正、負極板間は常に一定（
本実施例では０．４５ｉｎの低抵抗セパレータを用いた
）にすることができ、電解液量の増加が直接放電容量の
増大に寄与した。すなわち、本発明品Ａは従来品りと同
じ電解液量であるにもかからず、極間の抵抗が低いので
０．２Ｃ放電容量１０Ｃ放電容量とも大幅に増加してい
る。そして電解液保持材の厚みを増して電解液量を多く
したＢＣはそれに応じて低率、高率放電容量共に著しく
増加した。なお、本実施例で用いた試＠電池は、従来品
も本発明品もセル当りの正、負極活物質量は同じにしで
ある。ただし、従来品は正極板３枚。
負極板４枚であるのに対して、本発明品は正極板６枚、
負極板６枚の構成である。
負極板６枚の構成である。
なお、本実施例では同じ極性の２枚の極板間に電解液保
持体としての粉体を充填する方式の正極板と負極板を用
いたが、正極板のみあるいは負極板のみを上記の方式に
し、その相手極は通常の極板を使用した電池についても
試験を行なったところ同様の優れた効果か認められた。
持体としての粉体を充填する方式の正極板と負極板を用
いたが、正極板のみあるいは負極板のみを上記の方式に
し、その相手極は通常の極板を使用した電池についても
試験を行なったところ同様の優れた効果か認められた。
発明の効果
以上詳述したように本発明によれば正・負極板間の間隔
を大きくすることなく電解液量を増やすことかできるの
で電池性能が著しく向上し、安価な電解液保持体を使用
することにより電池製造コストの大幅な低減も可能とな
るなど工業的価値は大きい。
を大きくすることなく電解液量を増やすことかできるの
で電池性能が著しく向上し、安価な電解液保持体を使用
することにより電池製造コストの大幅な低減も可能とな
るなど工業的価値は大きい。
尺
第１図は本発明による密閉だ！９蓄電池を示す横杭
弐図、第２図は従来の密閉被鉛蓄電池を示す模式％式％
３・・−電解液保持材、４・−セパレータ、５・−・電
槽、６・・・排気弁 オ １ 図
槽、６・・・排気弁 オ １ 図
Claims (1)
- １、正極板または負極板の少なくとも一方は極性が同じ
２枚の極板間に間隔保持体を挿入した構造であり、正極
板および負極板をクッション性のある多孔性の薄いセパ
レータを介して組み立てた極板群が電槽内に挿入され、
上記同極性の２枚の極板間および極板群周囲に一次粒子
が１０〜４０ミリミクロンの含水二酸化珪素の微粒子が
凝集した５０〜２００ミクロンの粉体が充填充填され、
電池の充放電に必要、充分な量の硫酸電解液が上記粉体
に保持されてなることを特徴とする密閉式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030895A JPH03236167A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 密閉式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030895A JPH03236167A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 密閉式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236167A true JPH03236167A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12316467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030895A Pending JPH03236167A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 密閉式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03236167A (ja) |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2030895A patent/JPH03236167A/ja active Pending
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