JPH0512821B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0512821B2 JPH0512821B2 JP59002814A JP281484A JPH0512821B2 JP H0512821 B2 JPH0512821 B2 JP H0512821B2 JP 59002814 A JP59002814 A JP 59002814A JP 281484 A JP281484 A JP 281484A JP H0512821 B2 JPH0512821 B2 JP H0512821B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- active material
- positive electrode
- pore diameter
- maximum pore
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/342—Gastight lead accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
- H01M50/491—Porosity
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
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、特に大電流放電形ポ
ータブル機器用電池の改良に関するものである。
ータブル機器用電池の改良に関するものである。
従来例の構成とその問題点
密閉形鉛蓄電池は高い経済性と取り扱いの手軽
さから多くのポータブル機器の電源として用いら
れている。特に最近では電動工具等の5CA〜
20CAの大電流放電形ポータブル機器用電源とし
て用いられきつつある。
さから多くのポータブル機器の電源として用いら
れている。特に最近では電動工具等の5CA〜
20CAの大電流放電形ポータブル機器用電源とし
て用いられきつつある。
この種の用途において使用された時、次のよう
な問題点がある。即ち、遊離の電解液がない状態
に電解液量が制限された密閉形鉛蓄電池は大電流
で放電されると、正極の活物質の反応における利
用のされかたが極板の厚さ方向において著しい差
があり、殆んど表面しか反応に寄与しないという
ことである。このため充放電を繰り返すと、正極
板表面活物質の微細化が進み、活物質相互の結合
力を失う結果、導電性を低下させたり、微細化し
た活物質がセパレータの内部に入り込み、ついに
はセパレータを貫通して負極と微短絡を起こした
りして電池の早期劣化を起こす欠点がある。
な問題点がある。即ち、遊離の電解液がない状態
に電解液量が制限された密閉形鉛蓄電池は大電流
で放電されると、正極の活物質の反応における利
用のされかたが極板の厚さ方向において著しい差
があり、殆んど表面しか反応に寄与しないという
ことである。このため充放電を繰り返すと、正極
板表面活物質の微細化が進み、活物質相互の結合
力を失う結果、導電性を低下させたり、微細化し
た活物質がセパレータの内部に入り込み、ついに
はセパレータを貫通して負極と微短絡を起こした
りして電池の早期劣化を起こす欠点がある。
発明の目的
本発明は、上記のような従来の欠点を解消し、
正極活物質の微粒子化による導電性の欠如、微短
絡を防ぎ、長寿命の密閉形鉛蓄電池を提供するこ
とを目的とする。
正極活物質の微粒子化による導電性の欠如、微短
絡を防ぎ、長寿命の密閉形鉛蓄電池を提供するこ
とを目的とする。
発明の構成
本発明は微細なガラス繊維からなるセパレータ
を二重構造にし正極と負極に面する部分の特性を
わけ、正極には小径の小さい面が、負極には孔径
の大きい面が当たるようにしたことを特徴とした
ものである。
を二重構造にし正極と負極に面する部分の特性を
わけ、正極には小径の小さい面が、負極には孔径
の大きい面が当たるようにしたことを特徴とした
ものである。
このような構成によれば、正極活物質の微細化
による導電性欠如に対してはより堅固に保持する
ことにより抑制することができ、微粒子活物質の
セパレータ内部への浸入、貫通に対しては孔径が
小さいことからその泳動に対しては抵抗となつて
これを防ぐことができる。
による導電性欠如に対してはより堅固に保持する
ことにより抑制することができ、微粒子活物質の
セパレータ内部への浸入、貫通に対しては孔径が
小さいことからその泳動に対しては抵抗となつて
これを防ぐことができる。
実施例の説明
以下本発明の実施例を説明する。
実施例 １
正極板としてPb−Sa−Sn合金よりなる格子に
酸化鉛、水、希硫酸等を練り合わせたペーストを
充填し、化成した厚さ1.8mm、長さ45mm、高さ55
mmのものを用意する。負極板としてPb−Ca−Sn
合金よりなる格子に酸化鉛、硫酸バリウム、有機
添加剤、水、希硫酸等を練り合せたペーストを充
填し、化成した厚さ1.5mm、長さ45mm、高さ55mm
のものを用意し、それぞれ３枚と４枚で組み合
せ、極板間隔を1.5mmとした。極板間には微細な
ガラス繊維よりなるセパレータが挿入されてい
る。このセパレータに使用されているガラス繊維
の太さは平均0.7μｍであるが、抄紙する時の密度
を変え、最大孔径は５、10、20、30、40μｍの５
種類とした。
酸化鉛、水、希硫酸等を練り合わせたペーストを
充填し、化成した厚さ1.8mm、長さ45mm、高さ55
mmのものを用意する。負極板としてPb−Ca−Sn
合金よりなる格子に酸化鉛、硫酸バリウム、有機
添加剤、水、希硫酸等を練り合せたペーストを充
填し、化成した厚さ1.5mm、長さ45mm、高さ55mm
のものを用意し、それぞれ３枚と４枚で組み合
せ、極板間隔を1.5mmとした。極板間には微細な
ガラス繊維よりなるセパレータが挿入されてい
る。このセパレータに使用されているガラス繊維
の太さは平均0.7μｍであるが、抄紙する時の密度
を変え、最大孔径は５、10、20、30、40μｍの５
種類とした。
なお従来例はセパレータの最大孔径が30μｍに
該当する。電解液には比重1.30の希硫酸を用い
た。この電池は従来例を基準とした場合、電圧
12V、10時間率容量3.0Ahである。
該当する。電解液には比重1.30の希硫酸を用い
た。この電池は従来例を基準とした場合、電圧
12V、10時間率容量3.0Ahである。
これらの電池について保液能力、5CA放電時の
初期持続時間、充放電サイクル寿命試験（充電；
2.45V／セル定電圧、最大電流2.4A、充電時間は
３時間、放電；0.8Ω／12V定抵抗、終止電圧は
9.0V、周囲温度；25℃、寿命終了は容量が初期
値の1/2に達した時）セパレータへの正極活物質
浸透の深さおよび充放電サイクル途中の放置試験
（50サイクルごとに40℃、３日間放置）を実施し
たところ第１図、第２図のとおりであつた。これ
らによれば、最大孔径が小さいと、正極活物質の
浸透が抑えられ、充放電サイクル寿命特性の極め
て優れた構成が得られる。しかし一方で、放電持
続時間が短いことが判つた。
初期持続時間、充放電サイクル寿命試験（充電；
2.45V／セル定電圧、最大電流2.4A、充電時間は
３時間、放電；0.8Ω／12V定抵抗、終止電圧は
9.0V、周囲温度；25℃、寿命終了は容量が初期
値の1/2に達した時）セパレータへの正極活物質
浸透の深さおよび充放電サイクル途中の放置試験
（50サイクルごとに40℃、３日間放置）を実施し
たところ第１図、第２図のとおりであつた。これ
らによれば、最大孔径が小さいと、正極活物質の
浸透が抑えられ、充放電サイクル寿命特性の極め
て優れた構成が得られる。しかし一方で、放電持
続時間が短いことが判つた。
実施例 ２
実施例１と同様の構成で極板間隔を1.5、1.0、
0.5mmとし、最大孔径10、30μｍのセパレータの二
重構造で正極側に10μｍの面が当るように配置
し、それぞれ１：１の厚み比率になるようにし
た。比較例として最大孔径30μｍの一重の構成の
セパレータを用いて電池を作成し、これらについ
て実施例１と同様の測定および試験を行つた。こ
の結果を第３図、第４図に本実施例を破線で、比
較例を実線でそれぞれ示す。
0.5mmとし、最大孔径10、30μｍのセパレータの二
重構造で正極側に10μｍの面が当るように配置
し、それぞれ１：１の厚み比率になるようにし
た。比較例として最大孔径30μｍの一重の構成の
セパレータを用いて電池を作成し、これらについ
て実施例１と同様の測定および試験を行つた。こ
の結果を第３図、第４図に本実施例を破線で、比
較例を実線でそれぞれ示す。
これらによれば、二重構造のセパレータを用い
ることにより、充放電サイクル寿命は実験の範囲
で1.5〜2.2倍と著しく改善され、また、実用状態
で必要な特性であり、微短絡の証処である充放電
サイクル途中の放置による容量減も少いことが明
らかである。最大孔径の小さいセパレータを正極
板面に配置したことによる活物質の保持と、セパ
レータ内部への微粒子活物質の侵入およびそのセ
パレータ貫通を抑制することができた。
ることにより、充放電サイクル寿命は実験の範囲
で1.5〜2.2倍と著しく改善され、また、実用状態
で必要な特性であり、微短絡の証処である充放電
サイクル途中の放置による容量減も少いことが明
らかである。最大孔径の小さいセパレータを正極
板面に配置したことによる活物質の保持と、セパ
レータ内部への微粒子活物質の侵入およびそのセ
パレータ貫通を抑制することができた。
ここで、極板間隔が1μｍ以下の時の効果が著
しく、また電池をコンパクトにするためにも極板
間隔を狭くする必要があることから、本発明の構
成は、極板間隔が１mm以下の場合にとくに有効で
ある。また、セパレータの最大孔径について、正
極に面した層は、保液能力と活物質のセパレータ
内への侵入、貫通を防止する上から５〜10μｍが
適当であり、負極に面した層は保液能力とセパレ
ータの機械的強度を考慮し、40μｍを超えると強
度が減少することから20〜40μｍが適当である。
しく、また電池をコンパクトにするためにも極板
間隔を狭くする必要があることから、本発明の構
成は、極板間隔が１mm以下の場合にとくに有効で
ある。また、セパレータの最大孔径について、正
極に面した層は、保液能力と活物質のセパレータ
内への侵入、貫通を防止する上から５〜10μｍが
適当であり、負極に面した層は保液能力とセパレ
ータの機械的強度を考慮し、40μｍを超えると強
度が減少することから20〜40μｍが適当である。
発明の効果
以上の実施例からも明らかなように、本発明の
電池は、充放電サイクル寿命の改善及び実用特性
であるところの充放電サイクル途中の放置による
容量減が少ないこと等産業上の利用価値の大きい
ものである。
電池は、充放電サイクル寿命の改善及び実用特性
であるところの充放電サイクル途中の放置による
容量減が少ないこと等産業上の利用価値の大きい
ものである。
第１図はセパレータの最大孔径別の充放電サイ
クル寿命、初期放電持続時間及び保液能力を示す
図、第２図は同様に正極活物質浸透深さ及び充放
電サイクル途中の放置による容量減の関係を示す
図、第３図は一重、二重のセパレータについて極
板間隔別の充放電サイクル寿命、初期放電持続時
間及び保液能力を示す図、第４図は同様に正極活
物質浸透深さ及び充放電サイクル途中の放置によ
る容量減の関係を示す図である。
クル寿命、初期放電持続時間及び保液能力を示す
図、第２図は同様に正極活物質浸透深さ及び充放
電サイクル途中の放置による容量減の関係を示す
図、第３図は一重、二重のセパレータについて極
板間隔別の充放電サイクル寿命、初期放電持続時
間及び保液能力を示す図、第４図は同様に正極活
物質浸透深さ及び充放電サイクル途中の放置によ
る容量減の関係を示す図である。
Claims (1)
- １ 二酸化鉛を活物質とした正極と、海綿状鉛を
活物質とした負極と、それらの間に微細なガラス
繊維よりなるセパレータを介在して、これらに遊
離の電解液がない状態に電解液量を制限して吸蔵
させ極板間隔を１mm以下とした密閉形鉛蓄電池で
あつて、正極に面した層の最大孔径が５〜10μｍ
であり、負極に面した層の最大孔径を20〜40μｍ
とした二重構造のセパレータを用いたことを特徴
とする密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002814A JPS60148052A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002814A JPS60148052A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148052A JPS60148052A (ja) | 1985-08-05 |
| JPH0512821B2 true JPH0512821B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=11539861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59002814A Granted JPS60148052A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60148052A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63126159A (ja) * | 1986-11-15 | 1988-05-30 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム電池 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5214835A (en) * | 1975-07-14 | 1977-02-04 | Yuasa Battery Co Ltd | Maintenanceefree lead battery |
| JPS5826778B2 (ja) * | 1977-06-27 | 1983-06-04 | 株式会社ユアサコーポレーション | 鉛蓄電池 |
| US4137377A (en) * | 1977-10-19 | 1979-01-30 | The Gates Rubber Company | Maintenance-free lead-acid cell |
| JPS5458833A (en) * | 1977-10-19 | 1979-05-11 | Yuasa Battery Co Ltd | Sepator for lead accumulator |
| JPS5553065A (en) * | 1978-10-13 | 1980-04-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | Closed-type lead accumulator |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP59002814A patent/JPS60148052A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60148052A (ja) | 1985-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |