JPH0620676A - 密閉形二次電池 - Google Patents
密閉形二次電池Info
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- JPH0620676A JPH0620676A JP4203080A JP20308092A JPH0620676A JP H0620676 A JPH0620676 A JP H0620676A JP 4203080 A JP4203080 A JP 4203080A JP 20308092 A JP20308092 A JP 20308092A JP H0620676 A JPH0620676 A JP H0620676A
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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
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 充放電サイクル寿命が向上できる密閉形二次
電池を得る。 【構成】 水平方向に複数層配置されてなる極群の、上
部極群に微孔膜セパレータ４を、下部極群に膜セパレー
タ３を用いる。 【効果】 電槽下部に膜セパレータを用いた極群を使用
し、電槽上部に微孔膜セパレータを用いた極群を使用し
ているので、遊離電解液９によって電槽下部の極群でデ
ンドライトが成長して内部短絡に至るのを阻止すること
ができ、電槽上部の極群で正極から発生する酸素を効率
よく負極に吸収させることができる。
電池を得る。 【構成】 水平方向に複数層配置されてなる極群の、上
部極群に微孔膜セパレータ４を、下部極群に膜セパレー
タ３を用いる。 【効果】 電槽下部に膜セパレータを用いた極群を使用
し、電槽上部に微孔膜セパレータを用いた極群を使用し
ているので、遊離電解液９によって電槽下部の極群でデ
ンドライトが成長して内部短絡に至るのを阻止すること
ができ、電槽上部の極群で正極から発生する酸素を効率
よく負極に吸収させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形二次電池に関する
もので、さらに詳しく言えば、極群が水平方向に配置さ
れてなる密閉形二次電池における各極群のセパレータに
関するものである。
もので、さらに詳しく言えば、極群が水平方向に配置さ
れてなる密閉形二次電池における各極群のセパレータに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】密閉形二次電池は、メンテナンスが容易
であるため、可搬用や据置用として用いられているが、
極群に保持させた電解液が高さ方向に偏在すると、極群
下部でガス吸収が行われにくくなるため、床面積当りの
容量に限界があることが知られている。
であるため、可搬用や据置用として用いられているが、
極群に保持させた電解液が高さ方向に偏在すると、極群
下部でガス吸収が行われにくくなるため、床面積当りの
容量に限界があることが知られている。
【０００３】すなわち、充電末期や過充電時に正極から
発生する酸素をセパレータと保液層とを通して負極に導
いて負極で吸収させるためには、極群に保持させた電解
液を制限する必要があり、極群の高さを高くして床面積
当りの容量を大きくすると、高さ方向に電解液が偏在し
やすくなるためである。
発生する酸素をセパレータと保液層とを通して負極に導
いて負極で吸収させるためには、極群に保持させた電解
液を制限する必要があり、極群の高さを高くして床面積
当りの容量を大きくすると、高さ方向に電解液が偏在し
やすくなるためである。
【０００４】上記した如く、電解液が偏在すると、極群
下部で発生した酸素が極群内に滞留して電池の内圧が上
昇し、漏液が発生したり、極群下部の電流密度が高くな
って充電時に負極の金属結晶がデンドライト状に析出し
て内部短絡が発生し、電池の充放電サイクル寿命が短か
くなる要因となっていた。
下部で発生した酸素が極群内に滞留して電池の内圧が上
昇し、漏液が発生したり、極群下部の電流密度が高くな
って充電時に負極の金属結晶がデンドライト状に析出し
て内部短絡が発生し、電池の充放電サイクル寿命が短か
くなる要因となっていた。
【０００５】このような問題は、単一の極群からなる電
池では、その極群を水平方向に配置することによって解
消することができるが、複数の極群からなる電池では、
その極群を水平に配置しても解消することは困難であっ
た。
池では、その極群を水平方向に配置することによって解
消することができるが、複数の極群からなる電池では、
その極群を水平に配置しても解消することは困難であっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようする課題】上記した従来の密閉形二
次電池では、電解液の偏在による充放電サイクル寿命が
短かくなるという問題を解消するには至らなかった。
次電池では、電解液の偏在による充放電サイクル寿命が
短かくなるという問題を解消するには至らなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、負極と正極と前記正負極間に介在するセ
パレータおよび保液層とからなる極群に電解液を保持さ
せてなる密閉形二次電池において、前記極群が水平方向
に複数層配置されてなり、かつ前記上部極群に微孔膜セ
パレータを、下部極群に膜セパレータを用いたことを特
徴とするものである。
め、本発明は、負極と正極と前記正負極間に介在するセ
パレータおよび保液層とからなる極群に電解液を保持さ
せてなる密閉形二次電池において、前記極群が水平方向
に複数層配置されてなり、かつ前記上部極群に微孔膜セ
パレータを、下部極群に膜セパレータを用いたことを特
徴とするものである。
【０００８】
【作 用】従って、本発明は、水平方向に複数層配置さ
れた極群のうち、上部極群に微孔膜セパレータを、下部
極群に膜セパレータを用いているから、遊離電解液が存
在しない上部極群では微孔膜セパレータによって正極か
ら発生する酸素を効率よく負極に吸収させることがで
き、遊離電解液が存在する下部極群では膜セパレータに
よって負極の金属結晶がデンドライト状に析出して内部
短絡に至ることを抑制することができる。
れた極群のうち、上部極群に微孔膜セパレータを、下部
極群に膜セパレータを用いているから、遊離電解液が存
在しない上部極群では微孔膜セパレータによって正極か
ら発生する酸素を効率よく負極に吸収させることがで
き、遊離電解液が存在する下部極群では膜セパレータに
よって負極の金属結晶がデンドライト状に析出して内部
短絡に至ることを抑制することができる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の密閉形二次電池としてのニ
ッケル−亜鉛蓄電池の断面図である。
ッケル−亜鉛蓄電池の断面図である。
【００１０】図１において、１は金属亜鉛と酸化亜鉛と
を主成分とする負極板、２は水酸化ニッケルを主成分と
する正極板で、前記負極板１と正極板２との間には、微
孔性フィルムとセロハン膜とからなる膜セパレータ３ま
たは２枚の微孔性フィルムからなる微孔膜セパレータ４
と、ナイロン不織布またはポリプロピレン不織布などか
らなる保液層５とを介在させて極群を構成している。
を主成分とする負極板、２は水酸化ニッケルを主成分と
する正極板で、前記負極板１と正極板２との間には、微
孔性フィルムとセロハン膜とからなる膜セパレータ３ま
たは２枚の微孔性フィルムからなる微孔膜セパレータ４
と、ナイロン不織布またはポリプロピレン不織布などか
らなる保液層５とを介在させて極群を構成している。
【００１１】そして、前記極群のうち、膜セパレータ３
を用いた極群を電槽６の下部に、微孔膜セパレータ４を
用いた極群を電槽６の上部に収納し、電解液として水酸
化リチウムを添加した比重１．３５の水酸化カリウム水
溶液を前記極群の全空隙の理論値の８０〜９５％まで注
入して密閉し、本発明電池とする。なお、図１におい
て、７は負極端子、８は正極端子である。
を用いた極群を電槽６の下部に、微孔膜セパレータ４を
用いた極群を電槽６の上部に収納し、電解液として水酸
化リチウムを添加した比重１．３５の水酸化カリウム水
溶液を前記極群の全空隙の理論値の８０〜９５％まで注
入して密閉し、本発明電池とする。なお、図１におい
て、７は負極端子、８は正極端子である。
【００１２】こうして製作された本発明電池では、電槽
６の下部に遊離電解液９が生じるが、その遊離電解液９
は膜セパレータ３を用いた極群付近まで存在し、かつ微
孔膜セパレータ４を用いた極群より下方に存在するよう
に電解液量を定め、必要に応じて膜セパレータ３を用い
た極群と微孔膜セパレータ４を用いた極群との構成割合
を変化させることもできる。
６の下部に遊離電解液９が生じるが、その遊離電解液９
は膜セパレータ３を用いた極群付近まで存在し、かつ微
孔膜セパレータ４を用いた極群より下方に存在するよう
に電解液量を定め、必要に応じて膜セパレータ３を用い
た極群と微孔膜セパレータ４を用いた極群との構成割合
を変化させることもできる。
【００１３】上記した本発明電池Ａの容量は１００Ａｈ
であるが、すべての極群に微孔性フィルムとセロハン膜
とからなる膜セパレータ３を用いた比較電池Ｂと、すべ
ての極群に微孔性フィルムからなる微孔膜セパレータ４
を用いた比較電池Ｃとを作製して以下の試験を行った。
であるが、すべての極群に微孔性フィルムとセロハン膜
とからなる膜セパレータ３を用いた比較電池Ｂと、すべ
ての極群に微孔性フィルムからなる微孔膜セパレータ４
を用いた比較電池Ｃとを作製して以下の試験を行った。
【００１４】図２は、本発明電池Ａと比較電池Ｂ，Ｃと
について、充放電サイクル寿命試験を行った結果を示す
ものである。この充放電サイクル寿命試験の条件は、
０．１Ｃの電流で１０．５時間充電した後、２５℃の雰
囲気下において０．５Ｃの電流で１．２Ｖ／セルまで放
電したものである。
について、充放電サイクル寿命試験を行った結果を示す
ものである。この充放電サイクル寿命試験の条件は、
０．１Ｃの電流で１０．５時間充電した後、２５℃の雰
囲気下において０．５Ｃの電流で１．２Ｖ／セルまで放
電したものである。
【００１５】図２から、比較電池Ｂは１２０サイクル程
度で、比較電池Ｃは５０サイクル程度で放電容量が初期
容量の６０％に低下して寿命に達したのに対し、本発明
電池Ａは１８０サイクル程度まで放電容量は低下しない
ことがわかった。このことは、前記比較電池Ｃはすべて
の極群に微孔性フィルムからなる微孔膜セパレータ４を
用いているため、亜鉛負極に金属亜鉛の結晶がデンドラ
イト状に成長して内部短絡に至っていたのに対し、前記
比較電池Ｂおよび本発明電池Ａはこのような内部短絡が
発生していなかったことから明らかである。
度で、比較電池Ｃは５０サイクル程度で放電容量が初期
容量の６０％に低下して寿命に達したのに対し、本発明
電池Ａは１８０サイクル程度まで放電容量は低下しない
ことがわかった。このことは、前記比較電池Ｃはすべて
の極群に微孔性フィルムからなる微孔膜セパレータ４を
用いているため、亜鉛負極に金属亜鉛の結晶がデンドラ
イト状に成長して内部短絡に至っていたのに対し、前記
比較電池Ｂおよび本発明電池Ａはこのような内部短絡が
発生していなかったことから明らかである。
【００１６】図３は、上記充放電サイクル試験中の酸素
の吸収効率の変化を電池の重量変化によって測定した結
果を示すものである。
の吸収効率の変化を電池の重量変化によって測定した結
果を示すものである。
【００１７】図３から、比較電池Ｂは充放電サイクル試
験の初期から酸素の吸収効率が低かったのに対し、本発
明電池Ａおよび比較電池Ｃは良好であることがわかっ
た。このことは、前記比較電池Ｂはすべての極群に微孔
性フィルムとセロハン膜とからなる膜セパレータ３を用
いているため、ニッケル正極から発生する酸素を亜鉛負
極で効率よく吸収できていないのに対し、本発明電池Ａ
および比較電池Ｂは前記酸素を効率よく吸収できること
から明らかである。
験の初期から酸素の吸収効率が低かったのに対し、本発
明電池Ａおよび比較電池Ｃは良好であることがわかっ
た。このことは、前記比較電池Ｂはすべての極群に微孔
性フィルムとセロハン膜とからなる膜セパレータ３を用
いているため、ニッケル正極から発生する酸素を亜鉛負
極で効率よく吸収できていないのに対し、本発明電池Ａ
および比較電池Ｂは前記酸素を効率よく吸収できること
から明らかである。
【００１８】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明電池
は、電槽の下部に存在する遊離電解液によって充電時に
負極の金属がデンドライト状に成長しても、膜セパレー
タによって内部短絡を阻止することができ、電槽の上部
では正極から発生する酸素を微孔膜セパレータを介して
効率よく吸収することができるので、ニッケル−亜鉛蓄
電池のような密閉形二次電池の充放電サイクル寿命を向
上させることができる。
は、電槽の下部に存在する遊離電解液によって充電時に
負極の金属がデンドライト状に成長しても、膜セパレー
タによって内部短絡を阻止することができ、電槽の上部
では正極から発生する酸素を微孔膜セパレータを介して
効率よく吸収することができるので、ニッケル−亜鉛蓄
電池のような密閉形二次電池の充放電サイクル寿命を向
上させることができる。
【図１】本発明の密閉形二次電池の断面図である。
【図２】本発明電池Ａと比較電池Ｂ，Ｃとについて、充
放電サイクル寿命試験を行った結果を示す図である。
放電サイクル寿命試験を行った結果を示す図である。
【図３】本発明電池Ａと比較電池Ｂ，Ｃとについて、充
放電サイクル寿命試験中の負極による酸素の吸収効率の
変化を示す図である。
放電サイクル寿命試験中の負極による酸素の吸収効率の
変化を示す図である。
１ 負極板 ２ 正極板 ３ 膜セパレータ ４ 微孔膜セパレータ ５ 保液層 ６ 電槽 ７ 負極端子 ８ 正極端子 ９ 遊離電解液
Claims (1)
- 【請求項１】 負極と正極と前記正負極間に介在するセ
パレータおよび保液層とからなる極群に電解液を保持さ
せてなる密閉形二次電池において、前記極群が水平方向
に複数層配置されてなり、かつ前記上部極群に微孔膜セ
パレータを、下部極群に膜セパレータを用いたことを特
徴とする密閉形二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203080A JPH0620676A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 密閉形二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203080A JPH0620676A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 密閉形二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620676A true JPH0620676A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16468032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4203080A Pending JPH0620676A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 密閉形二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620676A (ja) |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4203080A patent/JPH0620676A/ja active Pending
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