JPH0528473B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0528473B2 JPH0528473B2 JP62071260A JP7126087A JPH0528473B2 JP H0528473 B2 JPH0528473 B2 JP H0528473B2 JP 62071260 A JP62071260 A JP 62071260A JP 7126087 A JP7126087 A JP 7126087A JP H0528473 B2 JPH0528473 B2 JP H0528473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrolyte
- thickener
- stratification
- silica
- 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.)
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-
- 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)
Description
産業上の利用分野
本発明は充電と放電とが繰り返される用途の密
閉式鉛蓄電池の改良に関するものである。 従来の技術とその問題点 鉛蓄電池では深い充放電を繰り返し行うと、電
解液の上下方向の比重差、いわゆる電解液の成層
化という現象が発生する。これは、充電時に生成
する濃厚な高比重電解液が、極板面に沿つて下方
に降下するためである。それ故、この現象は背の
高い極板を用いた大形の電池ほど、また深い充放
電を行つた時ほど顕著に起こる傾向にある。電解
液が成層化した状態で電池が長期間置かれると、
下部の高濃度硫酸にさらされた正負極活物質中に
硫酸鉛が集中して蓄積され、この硫酸鉛を充電し
ても活性化されないために、電池の容量低下の原
因となる。流動液を有する従来の鉛蓄電池では、
この電解液の成層化は、電池を過充電することに
より極板からガスを発生させ、その攪拌効果によ
り解消することができる。一方、電解液を正極
板、負極板および多孔正隔離体に吸収、保持した
密閉式鉛蓄電池（以下、リテーナ式電池と呼ぶ）
では、流動液がなく、電解液が移動しにくいた
め、流動液を有する従来の鉛蓄電池にくらべて電
解液の成層化は起こりにくい。このため、背の低
い極板を用いた小型の従来のリテーナ式電池で
は、電解液の成層化とその影響はあまり問題とな
らなかつた。しかし、最近になつて各種鉛蓄電池
のメンテナンスフリー化の要求が高まり、その開
発が期待される大形のリテーナ式電池では、背の
高い大形の極板を用いる必要があるため、電解液
の成層化が著しく起こり、それが電池性能に悪い
影響を及ばす。また、リテーナ式電池では、過充
電しても、極板から発生するガスによる攪拌効果
は期待できず、一度発生した電解液の成層化を解
消することは極めて困難である。従つて、この種
の電池では電解液の成層化を発生させないことが
肝要である。 電解液の成層化を防止する方法としては、シリ
カ微粒子などの増粘剤を電解液に添加するという
方法が試みられている。この方法は、シリカ微粒
子の増粘作用により電解液の粘度を高めることに
よつて、充電時に生成される濃厚な高比重硫酸の
流化を防ぐというものである。増粘剤の添加量
は、背の高い極板を用いた大形電池ほど、濃厚な
硫酸の流化しようとする力は大きくなるので、多
くする必要がある、一方、増粘剤は極板への硫酸
の移動も阻害するため、放電容量の低下をもたら
す。特に、増粘剤を多く添加する必要のある大形
電池では、放電容量の低下はかなり大きくなる。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記したような欠点を解消し、電解
液の成層化を防止し得るリテーナ式電池を提供す
るものである。すなわち、増粘剤を添加したリテ
ーナ式電池において、電池上部の増粘剤の濃度を
電池下部のそれに比べて低くすることにより、上
記問題点を解決するものである。 実施例 本発明によるリテーナ式電池と本発明によらな
いリテーナ式電池とを製作し、実験を行つた。こ
れを以下に詳述する。 まず、高さ260mmのペースト式正負極板と平均
径が0.7μｍのガラス繊維からなる抄紙体（セパレ
ータ）とから構成される未注液電池を製作した。
次に、シリカ濃度の異る電解液を２回に分けて
3000c.c.注液した。すなわち増粘剤としてシリカ微
粒子を5wt％添加した希硫酸1500c.c.を電池の下部
に吸収、保持されるように注液口から電池底部ま
でチユーブを挿入して注液したのち、シリカ濃度
が2wt％希硫酸1500c.c.を電池上部の注液口から注
液した。電池全体でのシリカ濃度は3.5wt％であ
る。こののち、常法に従つて安全弁等を配し、
2V−200Ahのリテーナ式電池Ａを得た。また比
較のために本発明によらない電池として、シリカ
微粒子を全く含まない希硫酸を注液した電池Ｂ
と、シリカ濃度がそれぞれ3.5wt％および5wt％
の希硫酸を注液した電池ＣおよびＤを製作した。
これらの電池について、10HR電池で端子電圧が
1.70Vになるまで放電し、続いて2.30Vで48H充
電するというサイクルを20回行つた。１サイクル
目と20サイクル目の10HR容量および20サイクル
目充電後の電池上部と下部の電解液の比重差を第
１表に示す。
閉式鉛蓄電池の改良に関するものである。 従来の技術とその問題点 鉛蓄電池では深い充放電を繰り返し行うと、電
解液の上下方向の比重差、いわゆる電解液の成層
化という現象が発生する。これは、充電時に生成
する濃厚な高比重電解液が、極板面に沿つて下方
に降下するためである。それ故、この現象は背の
高い極板を用いた大形の電池ほど、また深い充放
電を行つた時ほど顕著に起こる傾向にある。電解
液が成層化した状態で電池が長期間置かれると、
下部の高濃度硫酸にさらされた正負極活物質中に
硫酸鉛が集中して蓄積され、この硫酸鉛を充電し
ても活性化されないために、電池の容量低下の原
因となる。流動液を有する従来の鉛蓄電池では、
この電解液の成層化は、電池を過充電することに
より極板からガスを発生させ、その攪拌効果によ
り解消することができる。一方、電解液を正極
板、負極板および多孔正隔離体に吸収、保持した
密閉式鉛蓄電池（以下、リテーナ式電池と呼ぶ）
では、流動液がなく、電解液が移動しにくいた
め、流動液を有する従来の鉛蓄電池にくらべて電
解液の成層化は起こりにくい。このため、背の低
い極板を用いた小型の従来のリテーナ式電池で
は、電解液の成層化とその影響はあまり問題とな
らなかつた。しかし、最近になつて各種鉛蓄電池
のメンテナンスフリー化の要求が高まり、その開
発が期待される大形のリテーナ式電池では、背の
高い大形の極板を用いる必要があるため、電解液
の成層化が著しく起こり、それが電池性能に悪い
影響を及ばす。また、リテーナ式電池では、過充
電しても、極板から発生するガスによる攪拌効果
は期待できず、一度発生した電解液の成層化を解
消することは極めて困難である。従つて、この種
の電池では電解液の成層化を発生させないことが
肝要である。 電解液の成層化を防止する方法としては、シリ
カ微粒子などの増粘剤を電解液に添加するという
方法が試みられている。この方法は、シリカ微粒
子の増粘作用により電解液の粘度を高めることに
よつて、充電時に生成される濃厚な高比重硫酸の
流化を防ぐというものである。増粘剤の添加量
は、背の高い極板を用いた大形電池ほど、濃厚な
硫酸の流化しようとする力は大きくなるので、多
くする必要がある、一方、増粘剤は極板への硫酸
の移動も阻害するため、放電容量の低下をもたら
す。特に、増粘剤を多く添加する必要のある大形
電池では、放電容量の低下はかなり大きくなる。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記したような欠点を解消し、電解
液の成層化を防止し得るリテーナ式電池を提供す
るものである。すなわち、増粘剤を添加したリテ
ーナ式電池において、電池上部の増粘剤の濃度を
電池下部のそれに比べて低くすることにより、上
記問題点を解決するものである。 実施例 本発明によるリテーナ式電池と本発明によらな
いリテーナ式電池とを製作し、実験を行つた。こ
れを以下に詳述する。 まず、高さ260mmのペースト式正負極板と平均
径が0.7μｍのガラス繊維からなる抄紙体（セパレ
ータ）とから構成される未注液電池を製作した。
次に、シリカ濃度の異る電解液を２回に分けて
3000c.c.注液した。すなわち増粘剤としてシリカ微
粒子を5wt％添加した希硫酸1500c.c.を電池の下部
に吸収、保持されるように注液口から電池底部ま
でチユーブを挿入して注液したのち、シリカ濃度
が2wt％希硫酸1500c.c.を電池上部の注液口から注
液した。電池全体でのシリカ濃度は3.5wt％であ
る。こののち、常法に従つて安全弁等を配し、
2V−200Ahのリテーナ式電池Ａを得た。また比
較のために本発明によらない電池として、シリカ
微粒子を全く含まない希硫酸を注液した電池Ｂ
と、シリカ濃度がそれぞれ3.5wt％および5wt％
の希硫酸を注液した電池ＣおよびＤを製作した。
これらの電池について、10HR電池で端子電圧が
1.70Vになるまで放電し、続いて2.30Vで48H充
電するというサイクルを20回行つた。１サイクル
目と20サイクル目の10HR容量および20サイクル
目充電後の電池上部と下部の電解液の比重差を第
１表に示す。
【表】
この表から、シリカを全く含まない電池Ｂは、
充放電を繰り返すことによつて電解液が成層化
し、放電容量が著しく低下することがわかる。一
方、シリカを5wt％含む電池Ｄでは、電解液の成
層化は起つていないが、シリカのために１サイク
ル目の容量は、電池Ｂに比べ約８％少ない。これ
に対し、本発明による電池Ａでは、１サイクル目
の放電容量は電池Ｂに比べて遜色なく、しかも電
解液の成層化もほとんど発生しておらず、サイク
ル中の放電容量の低下もない。また、本発明によ
るこの電池と同量のシリカを極板群内に均一に含
む電池Ｃでは、１サイクル目の放電容量は電池Ｂ
と遜色ないが、電解液の成層化は防止できず、放
電容量が低下している。電池全体としてのシリカ
量が同じであるにもかかわらず、本発明による電
池Ａで電解液が成層化しないのは、極板の背の高
さによつて電解液の成層化を防止できるシリカ濃
度が異り、260mmの高さであればシリカ濃度を
5wt％にする必要があるが、その半分の高さであ
れば5wt％よりも低いシリカ濃度で電解液の成層
化が防止できるからである。すなわち、本実験に
用いた電池では、電池の上部半分は2wt％のシリ
カ濃度で充分電解液の成層化を防止できたという
ことである。 なお、本実施例では、増粘剤として珪素の酸化
物であるシリカ微粒子を用いたが、増粘剤がアル
ミニウム、チタニウム、ナトリウム、マグネシウ
ムの酸化物あるいはそれらの混合物であつても、
本発明の効果は同じである。また、本実施例で
は、電池下部の増粘剤の濃度を5wt％、上部の増
粘剤の濃度を2wt％としたが、この濃度は電池の
大きさや構成および増粘剤の種類によつて決まる
ものである。さらに、本実施例では、注液回数を
２回としたが、注液回数を増やせば、電池全体と
して増粘剤の量を少なくでき、放電容量の減少を
更に抑えられることは言うまでもない。 発明の効果 以上述べたように、増粘剤を含有する電解液
を、正負極板および多孔性隔離体に吸収、保持さ
せた密閉式鉛蓄電池において、電池上部の増粘剤
の濃度を電池下部に比べ低くすることにより、放
電容量を低下させることなく電解液の成層化を防
止できる。その結果、長寿命で大容量の大形密閉
式鉛蓄電池が得られ、その工業的価値は甚だ大き
い。
充放電を繰り返すことによつて電解液が成層化
し、放電容量が著しく低下することがわかる。一
方、シリカを5wt％含む電池Ｄでは、電解液の成
層化は起つていないが、シリカのために１サイク
ル目の容量は、電池Ｂに比べ約８％少ない。これ
に対し、本発明による電池Ａでは、１サイクル目
の放電容量は電池Ｂに比べて遜色なく、しかも電
解液の成層化もほとんど発生しておらず、サイク
ル中の放電容量の低下もない。また、本発明によ
るこの電池と同量のシリカを極板群内に均一に含
む電池Ｃでは、１サイクル目の放電容量は電池Ｂ
と遜色ないが、電解液の成層化は防止できず、放
電容量が低下している。電池全体としてのシリカ
量が同じであるにもかかわらず、本発明による電
池Ａで電解液が成層化しないのは、極板の背の高
さによつて電解液の成層化を防止できるシリカ濃
度が異り、260mmの高さであればシリカ濃度を
5wt％にする必要があるが、その半分の高さであ
れば5wt％よりも低いシリカ濃度で電解液の成層
化が防止できるからである。すなわち、本実験に
用いた電池では、電池の上部半分は2wt％のシリ
カ濃度で充分電解液の成層化を防止できたという
ことである。 なお、本実施例では、増粘剤として珪素の酸化
物であるシリカ微粒子を用いたが、増粘剤がアル
ミニウム、チタニウム、ナトリウム、マグネシウ
ムの酸化物あるいはそれらの混合物であつても、
本発明の効果は同じである。また、本実施例で
は、電池下部の増粘剤の濃度を5wt％、上部の増
粘剤の濃度を2wt％としたが、この濃度は電池の
大きさや構成および増粘剤の種類によつて決まる
ものである。さらに、本実施例では、注液回数を
２回としたが、注液回数を増やせば、電池全体と
して増粘剤の量を少なくでき、放電容量の減少を
更に抑えられることは言うまでもない。 発明の効果 以上述べたように、増粘剤を含有する電解液
を、正負極板および多孔性隔離体に吸収、保持さ
せた密閉式鉛蓄電池において、電池上部の増粘剤
の濃度を電池下部に比べ低くすることにより、放
電容量を低下させることなく電解液の成層化を防
止できる。その結果、長寿命で大容量の大形密閉
式鉛蓄電池が得られ、その工業的価値は甚だ大き
い。
Claims (1)
- １ 増粘剤を含有する電解液を、正負極板および
多孔性隔離体に吸収、保持させた構造を有する電
池において、電池上部の該増粘剤の濃度を電池下
部に比べて低くした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 |
|---|---|---|---|
| JP62071260A JPS63237365A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 密閉式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071260A JPS63237365A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 密閉式鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63237365A JPS63237365A (ja) | 1988-10-03 |
| JPH0528473B2 true JPH0528473B2 (ja) | 1993-04-26 |
Family
ID=13455572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62071260A Granted JPS63237365A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 密閉式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63237365A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2851729B2 (ja) * | 1991-10-25 | 1999-01-27 | ワン リアンキサン | 大容量コロイド蓄電池、これに用いるコロイド電解液及びそれらを製造する方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56114288A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-08 | Yuasa Battery Co Ltd | Sealed lead battery and its manufacture |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP62071260A patent/JPS63237365A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63237365A (ja) | 1988-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |