JPH042059A - 密閉形クラッド式鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形クラッド式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH042059A JPH042059A JP2101469A JP10146990A JPH042059A JP H042059 A JPH042059 A JP H042059A JP 2101469 A JP2101469 A JP 2101469A JP 10146990 A JP10146990 A JP 10146990A JP H042059 A JPH042059 A JP H042059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- fine powder
- battery
- lead
- electrode plate
- 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
-
- 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
- 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
本発明はクラッド式正極板を用いた密閉形鉛蓄電池の改
良に間するものである。
良に間するものである。
従来の技術とその課題
一般に正極にクラッド式極板を用いた電池は正極活物質
がガラスチューブなどに保護されているため、深い充放
電を繰り返しても活物質の脱落が少なく、ペースト式極
板を用いた電池に比べ寿命性能、耐振動性に優れている
。
がガラスチューブなどに保護されているため、深い充放
電を繰り返しても活物質の脱落が少なく、ペースト式極
板を用いた電池に比べ寿命性能、耐振動性に優れている
。
近年、鉛蓄を池に対しメンテナンス・フリー化への要求
が高まりクラッド式電池にも密閉化が望まれている。従
来、密閉形鉛蓄電池にはリテーナ式とゲル式の２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
繊鱈を素材とするマット状セパレータ（ガラスセパレー
タ）を挿入し、これによって充放電に必要な硫酸電解液
の保持と両極の隔離を行なっており、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ａｌｌやコンピュータのバックアップ電源として広く
用いられるようになってきた。しかし、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、さらに流動液が過剰にある電池
（以下、液式電池という）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。
が高まりクラッド式電池にも密閉化が望まれている。従
来、密閉形鉛蓄電池にはリテーナ式とゲル式の２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
繊鱈を素材とするマット状セパレータ（ガラスセパレー
タ）を挿入し、これによって充放電に必要な硫酸電解液
の保持と両極の隔離を行なっており、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ａｌｌやコンピュータのバックアップ電源として広く
用いられるようになってきた。しかし、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、さらに流動液が過剰にある電池
（以下、液式電池という）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を有している。
が液式やリテーナ式に劣るという欠点を有している。
また、リテーナ式、ゲル式密閉形鉛蓄電池のいずれにお
いてもその大半が格子体にアンチモンを含まない鉛合金
を用いている。これらの電池で鉛アンチモン系合金を使
用した場合、アンチモンが充放電中に正極格子体より溶
出し、負極板上に析出して水素過電圧を低下させるため
に、水分解による水素発生量が増加し、その結果密閉形
鉛蓄電池では致命的なドライアップが起って寿命となっ
てしまう。このような理由でリテーナ式、ゲル式密閉形
鉛蓄電池では、アンチモンを含まない合金として例えば
鉛−カルシウム系合金が用いられている。しかし、鉛−
カルシウム系合金は深い放電を含む充放電サイクルを行
なった場合、放電時に格子−活物質界面に不導体である
緻密な硫酸鉛の層が生成して早期に容量が低下したり、
活物質の二酸化鉛粒子間の結合が弱まり活物質が脱落し
易くなるという欠点を有している。また、鉛−カルシウ
ム系合金は鈴−アンチモン系合金に比べて強度が小さい
ために格子の伸びによるショートが発生しやすいという
欠点も有している。
いてもその大半が格子体にアンチモンを含まない鉛合金
を用いている。これらの電池で鉛アンチモン系合金を使
用した場合、アンチモンが充放電中に正極格子体より溶
出し、負極板上に析出して水素過電圧を低下させるため
に、水分解による水素発生量が増加し、その結果密閉形
鉛蓄電池では致命的なドライアップが起って寿命となっ
てしまう。このような理由でリテーナ式、ゲル式密閉形
鉛蓄電池では、アンチモンを含まない合金として例えば
鉛−カルシウム系合金が用いられている。しかし、鉛−
カルシウム系合金は深い放電を含む充放電サイクルを行
なった場合、放電時に格子−活物質界面に不導体である
緻密な硫酸鉛の層が生成して早期に容量が低下したり、
活物質の二酸化鉛粒子間の結合が弱まり活物質が脱落し
易くなるという欠点を有している。また、鉛−カルシウ
ム系合金は鈴−アンチモン系合金に比べて強度が小さい
ために格子の伸びによるショートが発生しやすいという
欠点も有している。
一方、釣−アンチモン系合金の場合は、アンチモンが格
子−活物質界面に生成する腐食層を多孔性にし、また二
酸化鉛粒子間の結合力を強固にするために早期容量低下
や活物質の脱落はなく、さらに格子の伸びによるショー
トも起りにくい。これらのことから現在の密閉形鉛蓄電
池においては、コストダウンと同時に電池寿命性能を改
善することが最大の課組であった。
子−活物質界面に生成する腐食層を多孔性にし、また二
酸化鉛粒子間の結合力を強固にするために早期容量低下
や活物質の脱落はなく、さらに格子の伸びによるショー
トも起りにくい。これらのことから現在の密閉形鉛蓄電
池においては、コストダウンと同時に電池寿命性能を改
善することが最大の課組であった。
課題を解決するための手段
上述した従来の密閉形鉛蓄電池の欠点を除去するために
は、正極格子に鉛−アンチモン系合金を使用可能にする
ことが最良である。しかし、このためには正極から負極
へのアンチモンの移動を防ぐことが大きな問題点となる
。研究を重ねた結果、二酸化チタン微粉末がアンチモン
を吸着することを見出したが、二酸化チタン微粉末は希
硫酸の吸液性が劣る欠点を有する。そこでさらに検討を
重ねた結果、吸液性の優れたシリカ微粉末を主体とし、
二酸化チタン微粉末を併用することで、優れた電池性能
を有する安価な密閉形鉛蓄電池を開発することかできた
。その骨子とするところは、鉛−アンチモン系合金より
なる正極格子を用いたクラッド式鉛蓄電池で正極板と負
極板との間およびその周囲にシリカ微粉末と二酸化チタ
ン微粉末とを混合した微粉末を充填することにある。
は、正極格子に鉛−アンチモン系合金を使用可能にする
ことが最良である。しかし、このためには正極から負極
へのアンチモンの移動を防ぐことが大きな問題点となる
。研究を重ねた結果、二酸化チタン微粉末がアンチモン
を吸着することを見出したが、二酸化チタン微粉末は希
硫酸の吸液性が劣る欠点を有する。そこでさらに検討を
重ねた結果、吸液性の優れたシリカ微粉末を主体とし、
二酸化チタン微粉末を併用することで、優れた電池性能
を有する安価な密閉形鉛蓄電池を開発することかできた
。その骨子とするところは、鉛−アンチモン系合金より
なる正極格子を用いたクラッド式鉛蓄電池で正極板と負
極板との間およびその周囲にシリカ微粉末と二酸化チタ
ン微粉末とを混合した微粉末を充填することにある。
作用
正極格子に鉛−アンチモン系合金を用いることでアンチ
モンが正極格子−活物質界面に生成する腐食層を多孔性
にし、粒子間の結合を強固にするために早期容量低下や
活物質の脱落を防ぐことができ、さらに格子の伸びによ
るショートも減らすことができる。また、正極板と負極
板との間隙に配置した二酸化チタン微粉末がアンチモン
を吸着し、正極から負極へのアンチモンの移動を阻止す
る。その結果、アンチモンによる水素過電圧の低下がな
くなるために水分解は増加せず密閉形鉛蓄電池の最大の
特徴である無保守、無補水という特徴が損なわれること
はない。さらに、二酸化微粉末およびシリカ微粉末は安
価な工業材料であって、またシリカ微粉末は硫酸の保持
能力も優れているなめに、この混合粉末を電解液保持体
として使えはリテーナ式、ゲル式に代わる密閉形鉛蓄電
池を安価に作製することができる。
モンが正極格子−活物質界面に生成する腐食層を多孔性
にし、粒子間の結合を強固にするために早期容量低下や
活物質の脱落を防ぐことができ、さらに格子の伸びによ
るショートも減らすことができる。また、正極板と負極
板との間隙に配置した二酸化チタン微粉末がアンチモン
を吸着し、正極から負極へのアンチモンの移動を阻止す
る。その結果、アンチモンによる水素過電圧の低下がな
くなるために水分解は増加せず密閉形鉛蓄電池の最大の
特徴である無保守、無補水という特徴が損なわれること
はない。さらに、二酸化微粉末およびシリカ微粉末は安
価な工業材料であって、またシリカ微粉末は硫酸の保持
能力も優れているなめに、この混合粉末を電解液保持体
として使えはリテーナ式、ゲル式に代わる密閉形鉛蓄電
池を安価に作製することができる。
実施例
以下、本発明による密閉形クラッド式鉛蓄電池を実施例
を用いて説明する。
を用いて説明する。
電池は極板高さ７０ｉｎのクラッド式正極板３枚とペー
スト成員極板４枚とで構成し、正負極板間の極間は樹脂
製の上部および下部連座により保持した。なお、正極板
の芯金には鉛−アンチモン系合金、負極板の格子には鉛
−カルシウム系合金を各々用いた。
スト成員極板４枚とで構成し、正負極板間の極間は樹脂
製の上部および下部連座により保持した。なお、正極板
の芯金には鉛−アンチモン系合金、負極板の格子には鉛
−カルシウム系合金を各々用いた。
この電池にシリカ微粉末のみおよびシリカ微粉末と平均
粒子径が約０，３０μのルチル形の二酸化チタンの微粉
末とを混合する割合を変えて充填した。
粒子径が約０，３０μのルチル形の二酸化チタンの微粉
末とを混合する割合を変えて充填した。
次に電池の充放電に必要かつ充分な量の硫酸電解液を、
シリカ微粉末またはシリカ微粉末と二酸化チタン微粉末
との混合粉末および正・負極板に保持させて遊離液のほ
とんどない密閉形クラッド式鉛蓄電池Ａ〜Ｅを作製した
。
シリカ微粉末またはシリカ微粉末と二酸化チタン微粉末
との混合粉末および正・負極板に保持させて遊離液のほ
とんどない密閉形クラッド式鉛蓄電池Ａ〜Ｅを作製した
。
比較のため正・負極板間にガラスセパレータを挿入し、
正極芯金に鉛−アンチモン系合金を用いて密閉形とした
リテーナ式電池Ｆ、ＪＥ極芯金に鉛カルシウム系合金を
用いたリテーナ式電池Ｇも作製した。なお、電池Ｆ、Ｇ
の負極板の格子には電池Ａ〜Ｅと同じ鉛−カルシウム系
合金を用いた。
正極芯金に鉛−アンチモン系合金を用いて密閉形とした
リテーナ式電池Ｆ、ＪＥ極芯金に鉛カルシウム系合金を
用いたリテーナ式電池Ｇも作製した。なお、電池Ｆ、Ｇ
の負極板の格子には電池Ａ〜Ｅと同じ鉛−カルシウム系
合金を用いた。
初期容量試験（２ＨＲ）を行なった後、充放電サイクル
試験（放電深さ７５％、充電量１２５％）をおこなって
、各電池性能および減液量を調査した。
試験（放電深さ７５％、充電量１２５％）をおこなって
、各電池性能および減液量を調査した。
ここで、減液量は試験前を０％として減液量を重量％で
示したものである。その結果を第１表に示す。
示したものである。その結果を第１表に示す。
第１表から、電池Ｆの寿命は正極芯金に鉛−カルシウム
系合金を用いた電池Ｇの寿命に比べ、Ｆ３００〜と比較
的長かったが、減液量が２０％と極めて多く前述した鉛
−アンチモン系合金を用いた場合の水素発生による減液
量が多いという欠点が顕著に現れている。これに対し、
いわゆるリテーナ式電池Ｇの減液量は３％と極めて少な
いが、寿命が６００〜と短かった。この原因はアンチモ
ンを含まないため正極活物質が劣化しやすかったことお
よび鉛−カルシウム系合金は鉛−アンチモン系合金に比
べて強度が小さいために格子が伸びてショートが起った
こと等であった。
系合金を用いた電池Ｇの寿命に比べ、Ｆ３００〜と比較
的長かったが、減液量が２０％と極めて多く前述した鉛
−アンチモン系合金を用いた場合の水素発生による減液
量が多いという欠点が顕著に現れている。これに対し、
いわゆるリテーナ式電池Ｇの減液量は３％と極めて少な
いが、寿命が６００〜と短かった。この原因はアンチモ
ンを含まないため正極活物質が劣化しやすかったことお
よび鉛−カルシウム系合金は鉛−アンチモン系合金に比
べて強度が小さいために格子が伸びてショートが起った
こと等であった。
第１表
これらに対して正極芯金に鈴−アンチモン系合金、電解
液保持体にシリカ微粉末を用いた電池Ａまたはシリカ微
粉末と二酸化チタン微粉末とめ混合微粉末を用いた本発
明品である電池Ｂ〜Ｄはリテーナ式に比べ減液量は多い
が、寿命が大幅に改善されるという結果が得られた。電
解液保持体にシリカ微粉末のみを用いた電池Ａでも従来
のリテーナ式電池Ｇに比べれば寿命は６００〜から１０
００〜と大幅に改善されているか減液量が多い。しかる
に、シリカ微粉末を主体とし、二酸化チタン微粉末を添
加した本発明品である電池Ｂ〜Ｄは、減液量はリテーナ
式に比べて多いものの、寿命性能が大幅に改善されてい
ることがわかる。ところが二酸化チタン微粉末を２０％
混入した電池Ｅでは減液量は二酸化チタンのアンチモン
吸収の効果により改善され５％と少ないものの、寿命が
９５０〜と減少し、二酸化チタンの吸液性のよくない性
質が顕著になり、シリカ微粉末のみを添加した電池Ａ以
下の寿命になったと推測される０本結果より、二酸化チ
タン微粉末は５〜１５％混入することが最も効果のある
ことがわかる。
液保持体にシリカ微粉末を用いた電池Ａまたはシリカ微
粉末と二酸化チタン微粉末とめ混合微粉末を用いた本発
明品である電池Ｂ〜Ｄはリテーナ式に比べ減液量は多い
が、寿命が大幅に改善されるという結果が得られた。電
解液保持体にシリカ微粉末のみを用いた電池Ａでも従来
のリテーナ式電池Ｇに比べれば寿命は６００〜から１０
００〜と大幅に改善されているか減液量が多い。しかる
に、シリカ微粉末を主体とし、二酸化チタン微粉末を添
加した本発明品である電池Ｂ〜Ｄは、減液量はリテーナ
式に比べて多いものの、寿命性能が大幅に改善されてい
ることがわかる。ところが二酸化チタン微粉末を２０％
混入した電池Ｅでは減液量は二酸化チタンのアンチモン
吸収の効果により改善され５％と少ないものの、寿命が
９５０〜と減少し、二酸化チタンの吸液性のよくない性
質が顕著になり、シリカ微粉末のみを添加した電池Ａ以
下の寿命になったと推測される０本結果より、二酸化チ
タン微粉末は５〜１５％混入することが最も効果のある
ことがわかる。
上記実施例では結晶構造がルチル形の二酸化チタン微粉
末を用いた場合の結果を示したが、結晶構造がアナター
ゼ形の二酸化チタン微粉末を用いた場合にも、アンチモ
ン吸着量はルチル形に比べやや少ないものの、ルチル形
を用いた場合とほぼ同様の寿命性能、減液特性が得られ
た。これらはクラッド式正極板のため正極芯金から脱落
したアンチモンの一部が芯金周囲の活物質である二酸化
鉛に吸着され、正極板の外へ溶出してくるアンチモンの
量か減少するため、アンチモン吸着量がやや劣るアナタ
ーゼ形の二酸化チタン微粉末でも電池性能が余り変わら
なかったものと思われる。
末を用いた場合の結果を示したが、結晶構造がアナター
ゼ形の二酸化チタン微粉末を用いた場合にも、アンチモ
ン吸着量はルチル形に比べやや少ないものの、ルチル形
を用いた場合とほぼ同様の寿命性能、減液特性が得られ
た。これらはクラッド式正極板のため正極芯金から脱落
したアンチモンの一部が芯金周囲の活物質である二酸化
鉛に吸着され、正極板の外へ溶出してくるアンチモンの
量か減少するため、アンチモン吸着量がやや劣るアナタ
ーゼ形の二酸化チタン微粉末でも電池性能が余り変わら
なかったものと思われる。
発明の効果
以上のように本発明による密閉形クラッド式鉛蓄電池は
、減液量も少なく寿命性能が優れかつ安価であり、その
工業的価値は極めて大きい。
、減液量も少なく寿命性能が優れかつ安価であり、その
工業的価値は極めて大きい。
Claims (1)
- １、芯金にＰｂ−Ｓｂ系合金を用いたクラッド式鉛蓄電
池において、正極板と負極板との間および周囲に、シリ
カ微粉末とシリカ微粉末重量に対し５〜１５％の二酸化
チタン微粉末とを混合した微粉末を充填し、混合微粉末
に電解液を保持させたことを特徴とする密閉形クラッド
式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101469A JPH042059A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 密閉形クラッド式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101469A JPH042059A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 密閉形クラッド式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042059A true JPH042059A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14301582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2101469A Pending JPH042059A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 密閉形クラッド式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH042059A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6567455B1 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser-excited solid laser |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP2101469A patent/JPH042059A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6567455B1 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser-excited solid laser |
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