JPH06215795A - 密閉形蓄電池 - Google Patents
密閉形蓄電池Info
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- JPH06215795A JPH06215795A JP5022607A JP2260793A JPH06215795A JP H06215795 A JPH06215795 A JP H06215795A JP 5022607 A JP5022607 A JP 5022607A JP 2260793 A JP2260793 A JP 2260793A JP H06215795 A JPH06215795 A JP H06215795A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解液保持体と極板との界面部における電解
液の成層化を防いで、容量が高く、寿命の長い密閉形蓄
電池を得る。 【構成】 ペースト式正極板10aを第2の分割電解液
保持体10b,10bで挟んだ正極板ユニット10と、
ペースト式負極板20aを第3の分割電解液保持体20
b,20bで挟んだ負極板ユニット20とをリテーナ
(第1の分割電解液保持体)30を介して積層する。第
2及び第3の分割電解液保持体10b,20bは、電解
液を保持する無機物粉体を含有する。またペースト式正
極板10aの活物質中に無機物粉体を添加する。そし
て、第2及び第3の分割電解液保持体10b,20bを
ペースト式正極板10aの活物質層及びペースト式負極
板20aの活物質層にそれぞれ食い込ませる。
液の成層化を防いで、容量が高く、寿命の長い密閉形蓄
電池を得る。 【構成】 ペースト式正極板10aを第2の分割電解液
保持体10b,10bで挟んだ正極板ユニット10と、
ペースト式負極板20aを第3の分割電解液保持体20
b,20bで挟んだ負極板ユニット20とをリテーナ
(第1の分割電解液保持体)30を介して積層する。第
2及び第3の分割電解液保持体10b,20bは、電解
液を保持する無機物粉体を含有する。またペースト式正
極板10aの活物質中に無機物粉体を添加する。そし
て、第2及び第3の分割電解液保持体10b,20bを
ペースト式正極板10aの活物質層及びペースト式負極
板20aの活物質層にそれぞれ食い込ませる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形蓄電池に関する
ものであり、特に電解液保持体とペースト式極板との間
の密着性を改善するものである。
ものであり、特に電解液保持体とペースト式極板との間
の密着性を改善するものである。
【0002】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池等の密閉形蓄電池では、
充電時に陽極板から発生する酸素ガスを陰極板に吸収さ
せて、陰極板からの水素ガスの発生を抑制するために、
酸素ガスが通過しやすい微細な径のガラス繊維の不織布
からなるリテーナを電解液保持体として用いたり、電池
外への電解液の漏出を防止するためにシリカゲル等の無
機物粉体を電解液に含有させて電解液をゲル状にしてい
た。しかしながら、単にリテーナを電解液保持体として
用いた電池では、酸素ガスは通過しやすいものの、電池
に充放電を繰り返すうちに電解液保持体の上部の電解液
濃度が低下し、下部の電解液濃度が高くなるといういわ
ゆる成層化現象が起きる。特に電解液保持体と極板との
間にできる僅かな隙間において成層化現象が起きると、
電池の充放電反応が局部的になるため、電池の容量が低
下して、電池の寿命が短くなるという問題がある。また
近年では電池の設置面積を縮小した上で電池の効率を向
上させるため、電池の高さ寸法を大きくする傾向があ
る。そのため、電解液の成層化現象は電池容量の低下に
大きく影響する。しかも密閉形蓄電池は、液式の鉛蓄電
池のように充電末期においてガッシングにより電解液を
攪拌することができないため、一度電解液が成層化する
とこれを解消することはできない。
充電時に陽極板から発生する酸素ガスを陰極板に吸収さ
せて、陰極板からの水素ガスの発生を抑制するために、
酸素ガスが通過しやすい微細な径のガラス繊維の不織布
からなるリテーナを電解液保持体として用いたり、電池
外への電解液の漏出を防止するためにシリカゲル等の無
機物粉体を電解液に含有させて電解液をゲル状にしてい
た。しかしながら、単にリテーナを電解液保持体として
用いた電池では、酸素ガスは通過しやすいものの、電池
に充放電を繰り返すうちに電解液保持体の上部の電解液
濃度が低下し、下部の電解液濃度が高くなるといういわ
ゆる成層化現象が起きる。特に電解液保持体と極板との
間にできる僅かな隙間において成層化現象が起きると、
電池の充放電反応が局部的になるため、電池の容量が低
下して、電池の寿命が短くなるという問題がある。また
近年では電池の設置面積を縮小した上で電池の効率を向
上させるため、電池の高さ寸法を大きくする傾向があ
る。そのため、電解液の成層化現象は電池容量の低下に
大きく影響する。しかも密閉形蓄電池は、液式の鉛蓄電
池のように充電末期においてガッシングにより電解液を
攪拌することができないため、一度電解液が成層化する
とこれを解消することはできない。
【0003】また、単に電解液をゲル状にした電池で
は、電解液の移動が抑制されるため、電解液の成層化は
防止できるものの、ゲル状の物質は酸素ガスを通過し難
くくし、電池の重量を重くするため、電池のエネルギー
効率が低下する。しかも電解液をゲル状にするため、電
解液の注入に時間がかかるという問題がある。そこで、
前述の各問題を解消するため、微細な径のガラス繊維の
不織布に電解液を保持する無機物粉体を含有させた無機
物粉体含有リテーナを電解液保持体として用いることが
提案された。このような電解液保持体を用いると無機物
粉体が電解液を保持するので電解液の成層化を防止する
ことができる。またガラス繊維の不織布は多孔度が高い
ので従来の電解液をゲル状にした電池に比べて酸素ガス
の通過が容易になる。
は、電解液の移動が抑制されるため、電解液の成層化は
防止できるものの、ゲル状の物質は酸素ガスを通過し難
くくし、電池の重量を重くするため、電池のエネルギー
効率が低下する。しかも電解液をゲル状にするため、電
解液の注入に時間がかかるという問題がある。そこで、
前述の各問題を解消するため、微細な径のガラス繊維の
不織布に電解液を保持する無機物粉体を含有させた無機
物粉体含有リテーナを電解液保持体として用いることが
提案された。このような電解液保持体を用いると無機物
粉体が電解液を保持するので電解液の成層化を防止する
ことができる。またガラス繊維の不織布は多孔度が高い
ので従来の電解液をゲル状にした電池に比べて酸素ガス
の通過が容易になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機物
粉体含有リテーナを電解液保持体として用いた電池で
は、無機物粉体により電解液保持体が硬くなり、しかも
電解液保持体の収縮率が低下する。そのため、電解液保
持体と極板との密着性が低下して、電解液保持体と極板
との間に隙間ができ、この隙間に滞留する電解液が成層
化して電池の容量及び寿命が低下するという問題があっ
た。
粉体含有リテーナを電解液保持体として用いた電池で
は、無機物粉体により電解液保持体が硬くなり、しかも
電解液保持体の収縮率が低下する。そのため、電解液保
持体と極板との密着性が低下して、電解液保持体と極板
との間に隙間ができ、この隙間に滞留する電解液が成層
化して電池の容量及び寿命が低下するという問題があっ
た。
【0005】本発明の目的は、電解液保持体と極板との
界面部における電解液の成層化を防いで、容量が高く、
寿命の長い密閉形蓄電池を提供することにある。
界面部における電解液の成層化を防いで、容量が高く、
寿命の長い密閉形蓄電池を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、電
解液を保持する無機物粉体を少なくとも表面部に含有す
る電解液保持体を間に介してペースト式正極板及びペー
スト式負極板を積層してなる極板群を有する密閉形蓄電
池を対象にして、ペースト式正極板及びペースト式負極
板の活物質層中に電解液保持体の表面部を部分的に食込
ませる。
解液を保持する無機物粉体を少なくとも表面部に含有す
る電解液保持体を間に介してペースト式正極板及びペー
スト式負極板を積層してなる極板群を有する密閉形蓄電
池を対象にして、ペースト式正極板及びペースト式負極
板の活物質層中に電解液保持体の表面部を部分的に食込
ませる。
【0007】請求項2の発明では、電解液保持体は、電
解液を主として保持する第1の分割電解液保持体と、第
1の分割電解液保持体の両側に配置されて、それぞれペ
ースト式正極板及びペースト式負極板の活物質層中に部
分的に食い込む第2及び第3の分割電解液保持体とから
構成し、少なくとも第2及び第3の分割電解液保持体に
無機物粉体を含有させる。
解液を主として保持する第1の分割電解液保持体と、第
1の分割電解液保持体の両側に配置されて、それぞれペ
ースト式正極板及びペースト式負極板の活物質層中に部
分的に食い込む第2及び第3の分割電解液保持体とから
構成し、少なくとも第2及び第3の分割電解液保持体に
無機物粉体を含有させる。
【0008】請求項3の発明では、ペースト式正極板の
活物質中に無機物粉体を添加する。
活物質中に無機物粉体を添加する。
【0009】
【作用】請求項1の発明のようにペースト式正極板及び
ペースト式負極板の活物質層中に電解液保持体を部分的
に食い込ませると、ペースト式極板の活物質層と電解液
保持体とが密着し、ペースト式極板の活物質層と電解液
保持体との間に隙間ができない。そのため、ペースト式
極板の活物質層と電解液保持体との界面部における電解
液の成層化を抑制して、電池の容量を高め寿命を延ばす
ことができる。
ペースト式負極板の活物質層中に電解液保持体を部分的
に食い込ませると、ペースト式極板の活物質層と電解液
保持体とが密着し、ペースト式極板の活物質層と電解液
保持体との間に隙間ができない。そのため、ペースト式
極板の活物質層と電解液保持体との界面部における電解
液の成層化を抑制して、電池の容量を高め寿命を延ばす
ことができる。
【0010】請求項2の発明のように電解液保持体を第
1〜第3の分割電解液保持体により構成すると、無機物
粉体の含有量の異なる分割電解液保持体を組み合わせる
だけで表面部の無機物粉体の含有量の大きい電解液保持
体を簡単に構成することできる。また、第2の分割電解
液保持体を一方の極性の極板の側面にペースト乾燥前に
圧着して一方の極性の極板ユニットを作り、第3の分割
電解液保持体を他方の極性の極板の側面にペースト乾燥
前に圧着させて他方の極性の極板ユニットを作れば、電
解液保持体の表面部を構成する第2及び第3の分割電解
液保持体をペースト式極板の活物質層中に確実にしかも
容易に食い込ませることができる。その上、各極性の極
板ユニットを第1の分割電解液保持体を介して積層する
だけで簡単に極板群を作ることができる。
1〜第3の分割電解液保持体により構成すると、無機物
粉体の含有量の異なる分割電解液保持体を組み合わせる
だけで表面部の無機物粉体の含有量の大きい電解液保持
体を簡単に構成することできる。また、第2の分割電解
液保持体を一方の極性の極板の側面にペースト乾燥前に
圧着して一方の極性の極板ユニットを作り、第3の分割
電解液保持体を他方の極性の極板の側面にペースト乾燥
前に圧着させて他方の極性の極板ユニットを作れば、電
解液保持体の表面部を構成する第2及び第3の分割電解
液保持体をペースト式極板の活物質層中に確実にしかも
容易に食い込ませることができる。その上、各極性の極
板ユニットを第1の分割電解液保持体を介して積層する
だけで簡単に極板群を作ることができる。
【0011】また同じ組成の物質は互いに密着しやすい
ので、請求項3の発明のように、ペースト式正極板の活
物質中に無機物粉体を添加すると、この活物質中の無機
物粉体と電解液保持体に含まれる無機物粉体とが密着し
て、正極板と電解液保持体との密着性を高めることがで
きるという利点がある。
ので、請求項3の発明のように、ペースト式正極板の活
物質中に無機物粉体を添加すると、この活物質中の無機
物粉体と電解液保持体に含まれる無機物粉体とが密着し
て、正極板と電解液保持体との密着性を高めることがで
きるという利点がある。
【0012】
【実施例】以下、密閉形鉛蓄電池を例にして本発明の実
施例の密閉形蓄電池を図面を参照して詳細に説明する。 [実施例1]図1は実施例1の密閉形鉛蓄電池の極板群
の断面図を示している。図1において、1は正極板ユニ
ットであり、2は負極板ユニットであり、3は第1の分
割電解液保持体を構成するリテーナである。正極板ユニ
ット1はペースト式正極板1aの両側面に2枚の厚みの
薄い第2の分割電解液保持体1b,1bが配置されて構
成されており、負極板ユニット2はペースト式負極板2
aの両側面に2枚の厚みの薄い第3の分割電解液保持体
2b,2bが配置されて構成されている。正極板ユニッ
ト1及び負極板ユニット2は基本的には活物質層を除い
ては同じ構造を有しているので正極板ユニット1を用い
て極板ユニットの構造について説明する。ペースト式正
極板1aは格子体からなる集電体に活物質層が形成され
て構成されている。分割電解質保持体1bは径寸法0.
5〜5μm のガラス繊維の不織布中に平均粒径25nm
のSiO2 粉体(電解液を保持する無機物粉体)が10
重量%含有されて形成されており、この分割電解質保持
体1bは活物質保護体としても機能している。分割電解
質保持体1bはペースト式正極板1aの活物質層の表面
部に食い込んでおり、ペースト式正極板1aと分割電解
質保持体1bとの界面部では、図2に詳細に示すように
ペースト式正極板1aの活物質層の表面部に分割電解質
保持体1bのガラス繊維1b1 及び二酸化シリカ粉末1
b2 が入り込んでいる。尚、本図では理解を容易にする
ため、二酸化シリカ粉末1b2 を実際の大きさより大き
く描いている。
施例の密閉形蓄電池を図面を参照して詳細に説明する。 [実施例1]図1は実施例1の密閉形鉛蓄電池の極板群
の断面図を示している。図1において、1は正極板ユニ
ットであり、2は負極板ユニットであり、3は第1の分
割電解液保持体を構成するリテーナである。正極板ユニ
ット1はペースト式正極板1aの両側面に2枚の厚みの
薄い第2の分割電解液保持体1b,1bが配置されて構
成されており、負極板ユニット2はペースト式負極板2
aの両側面に2枚の厚みの薄い第3の分割電解液保持体
2b,2bが配置されて構成されている。正極板ユニッ
ト1及び負極板ユニット2は基本的には活物質層を除い
ては同じ構造を有しているので正極板ユニット1を用い
て極板ユニットの構造について説明する。ペースト式正
極板1aは格子体からなる集電体に活物質層が形成され
て構成されている。分割電解質保持体1bは径寸法0.
5〜5μm のガラス繊維の不織布中に平均粒径25nm
のSiO2 粉体(電解液を保持する無機物粉体)が10
重量%含有されて形成されており、この分割電解質保持
体1bは活物質保護体としても機能している。分割電解
質保持体1bはペースト式正極板1aの活物質層の表面
部に食い込んでおり、ペースト式正極板1aと分割電解
質保持体1bとの界面部では、図2に詳細に示すように
ペースト式正極板1aの活物質層の表面部に分割電解質
保持体1bのガラス繊維1b1 及び二酸化シリカ粉末1
b2 が入り込んでいる。尚、本図では理解を容易にする
ため、二酸化シリカ粉末1b2 を実際の大きさより大き
く描いている。
【0013】本実施例では、正極板ユニット1を次のよ
うにして作った。まず活物質ペーストを格子体に充填し
て厚み3mmの未乾燥極板を作り、この未乾燥極板を挟む
ように厚み0.5mmの2枚の第2の分割電解質保持体
b,1bを配置し、該第2の分割電解質保持体の表面全
体を未乾燥極板の厚み方向にプレスして分割電解質保持
体1b,1bを極板1aに圧着した。尚、分割電解質保
持体1b,1bは活物質ペーストが格子体から大きくは
み出ることがなく、しかも活物質ペーストに分割電解質
保持体1bが十分に食い込む圧力でプレスすればよく、
本実施例では0.1〜0.2kg/cm2の圧力で10秒間分
割電解質保持体1b,1bをプレスして、分割電解質保
持体1bの3〜5体積%を活物質層中に食い込ませた。
次にこの分割電解質保持体1b,1bが圧着された未乾
燥極板を熟成、乾燥して正極板ユニット1を完成した。
うにして作った。まず活物質ペーストを格子体に充填し
て厚み3mmの未乾燥極板を作り、この未乾燥極板を挟む
ように厚み0.5mmの2枚の第2の分割電解質保持体
b,1bを配置し、該第2の分割電解質保持体の表面全
体を未乾燥極板の厚み方向にプレスして分割電解質保持
体1b,1bを極板1aに圧着した。尚、分割電解質保
持体1b,1bは活物質ペーストが格子体から大きくは
み出ることがなく、しかも活物質ペーストに分割電解質
保持体1bが十分に食い込む圧力でプレスすればよく、
本実施例では0.1〜0.2kg/cm2の圧力で10秒間分
割電解質保持体1b,1bをプレスして、分割電解質保
持体1bの3〜5体積%を活物質層中に食い込ませた。
次にこの分割電解質保持体1b,1bが圧着された未乾
燥極板を熟成、乾燥して正極板ユニット1を完成した。
【0014】リテーナ3は第2及び第3の分割電解質保
持体1b,2bと同じ材質で形成されており、半部3
a,3aを作るように2つに折り曲げた袋状の形状を有
している。尚、本実施例では半部3aの厚みが1.5mm
になるようにリテーナ3を形成した。リテーナ3は半部
3aが正極板ユニット1と負極板ユニット2との間に配
置されるように、正極板ユニット1を包み込んでおり、
第1の分割電解質保持体を構成するリテーナ3の半部3
aと該半部の両側面に位置する正極板ユニット1の第2
の分割電解質保持体1b及び負極板ユニット2の第3の
分割電解質保持体2bとにより極板間に配置される電解
液保持体が構成される。
持体1b,2bと同じ材質で形成されており、半部3
a,3aを作るように2つに折り曲げた袋状の形状を有
している。尚、本実施例では半部3aの厚みが1.5mm
になるようにリテーナ3を形成した。リテーナ3は半部
3aが正極板ユニット1と負極板ユニット2との間に配
置されるように、正極板ユニット1を包み込んでおり、
第1の分割電解質保持体を構成するリテーナ3の半部3
aと該半部の両側面に位置する正極板ユニット1の第2
の分割電解質保持体1b及び負極板ユニット2の第3の
分割電解質保持体2bとにより極板間に配置される電解
液保持体が構成される。
【0015】尚、第2及び第3の分割電解質保持体1
b,2bの厚みは比較的薄くするのが好ましい。これは
分割電解質保持体の厚みが厚いと熟成、乾燥の際に風が
直接極板に当たらず極板を熟成、乾燥するのに時間がか
かり、しかも分割電解質保持体に水分が吸収されるため
極板が収縮するという問題が生じるからである。また本
実施例では分割電解質保持体1b,2b及びリテーナ3
の双方に二酸化シリカ粉末を含有させたが、分割電解質
保持体1b,2bのみに二酸化シリカ粉末を含有させて
もリテーナと極板との界面部における電解液の成層化を
防ぐことができる。このように分割電解質保持体1b,
2bのみに二酸化シリカ粉末を含有させる場合は、分割
電解質保持体1b,2bの厚みを薄くすると二酸化シリ
カ粉末の量を少なくできるという利点がある。
b,2bの厚みは比較的薄くするのが好ましい。これは
分割電解質保持体の厚みが厚いと熟成、乾燥の際に風が
直接極板に当たらず極板を熟成、乾燥するのに時間がか
かり、しかも分割電解質保持体に水分が吸収されるため
極板が収縮するという問題が生じるからである。また本
実施例では分割電解質保持体1b,2b及びリテーナ3
の双方に二酸化シリカ粉末を含有させたが、分割電解質
保持体1b,2bのみに二酸化シリカ粉末を含有させて
もリテーナと極板との界面部における電解液の成層化を
防ぐことができる。このように分割電解質保持体1b,
2bのみに二酸化シリカ粉末を含有させる場合は、分割
電解質保持体1b,2bの厚みを薄くすると二酸化シリ
カ粉末の量を少なくできるという利点がある。
【0016】次に本実施例の密閉形蓄電池の特性を調べ
るために、3種類の2V−30Ahの電池a〜cを作
り、試験を行った。電池aは本実施例の密閉形蓄電池で
ある。電池bは未乾燥極板を熟成、乾燥した後に第2及
び第3の分割電解質保持体を極板に圧着して作った比較
例の密閉形蓄電池である。電池cは、電解液保持体を活
物質に食い込ませることなく、1枚のリテーナにより電
解液保持体を構成した従来の密閉形鉛蓄電池である。
尚、電池a〜cの電解液保持体はいずれも同じ厚みを有
しており、電解液保持体を除いて電池a〜cは同じ構造
を有している。そして各電池a〜cに、周囲温度25℃
において6A(終止電圧1.8V/セル)で放電した後
に2.45V/セル(制限電流9A)で16時間充電す
る充放電を繰り返し、100サイクル目の各電池の極板
表面部における上部と下部との電解液の濃度差と、各電
池のサイクル寿命特性とを調べた。表1は100サイク
ル目の各電池の電解液の濃度差を示しており、図3は各
電池の寿命特性を示している。
るために、3種類の2V−30Ahの電池a〜cを作
り、試験を行った。電池aは本実施例の密閉形蓄電池で
ある。電池bは未乾燥極板を熟成、乾燥した後に第2及
び第3の分割電解質保持体を極板に圧着して作った比較
例の密閉形蓄電池である。電池cは、電解液保持体を活
物質に食い込ませることなく、1枚のリテーナにより電
解液保持体を構成した従来の密閉形鉛蓄電池である。
尚、電池a〜cの電解液保持体はいずれも同じ厚みを有
しており、電解液保持体を除いて電池a〜cは同じ構造
を有している。そして各電池a〜cに、周囲温度25℃
において6A(終止電圧1.8V/セル)で放電した後
に2.45V/セル(制限電流9A)で16時間充電す
る充放電を繰り返し、100サイクル目の各電池の極板
表面部における上部と下部との電解液の濃度差と、各電
池のサイクル寿命特性とを調べた。表1は100サイク
ル目の各電池の電解液の濃度差を示しており、図3は各
電池の寿命特性を示している。
【表1】 表1より本実施例の電池aは比較例の電池b及び従来の
電池cに比べて極板と電解液保持体との界面部における
電解液の成層化を大きく抑制できるのが判る。また、図
3より比較例の電池bは700サイクルで寿命に達し、
従来の電池cは400サイクルで寿命に達するのに対し
て、本実施例の電池aは900サイクルまで寿命が伸び
るのが判る。これは表1の電解液の濃度差からも判るよ
うに、本実施例の電池aは極板と電解液保持体との界面
部における電解液の成層化が抑制できるためである。ま
た比較例の電池bは未乾燥極板を熟成、乾燥した後に分
割電解質保持体を圧着するため、分割電解質保持体と極
板とは十分に密着しない。そのため、分割電解質保持体
と極板と間にわずかな隙間ができ、この隙間に滞留する
電解液が成層化してしまう。
電池cに比べて極板と電解液保持体との界面部における
電解液の成層化を大きく抑制できるのが判る。また、図
3より比較例の電池bは700サイクルで寿命に達し、
従来の電池cは400サイクルで寿命に達するのに対し
て、本実施例の電池aは900サイクルまで寿命が伸び
るのが判る。これは表1の電解液の濃度差からも判るよ
うに、本実施例の電池aは極板と電解液保持体との界面
部における電解液の成層化が抑制できるためである。ま
た比較例の電池bは未乾燥極板を熟成、乾燥した後に分
割電解質保持体を圧着するため、分割電解質保持体と極
板とは十分に密着しない。そのため、分割電解質保持体
と極板と間にわずかな隙間ができ、この隙間に滞留する
電解液が成層化してしまう。
【0017】[実施例2]図4は実施例2の密閉形鉛蓄
電池の極板群の断面図を示している。図4において、1
0は正極板ユニットであり、20は負極板ユニットであ
り、30は第1の分割電解液保持体を構成するリテーナ
である。本実施例では3枚の正極板ユニット10…と4
枚の負極板ユニット20…とをリテーナ30…を介して
積層して極板群を構成している。正極板ユニット10は
ペースト式正極板10aの両側面に2枚の厚みの薄い第
2の分割電解液保持体10b,10bが配置されて構成
されており、負極板ユニット20はペースト式負極板2
0aの両側面に2枚の厚みの薄い第3の分割電解液保持
体20b,20bが配置されて構成されている。本実施
例も実施例1と同様に正極板ユニット10及び負極板ユ
ニット20は基本的には活物質層を除いては同じ構造を
有しているので正極板ユニット10を用いて極板ユニッ
トの構造について説明する。ペースト式正極板10aは
格子体からなる集電体に活物質層が形成されて構成され
ている。第2の分割電解液保持体10bは径寸法0.5
〜5μm のガラス繊維の不織布中に電解液を保持する平
均粒径25nmのSiO2 粉体(無機物粉体)が10重
量%含有されて形成されており、この分割電解液保持体
1bは活物質保護体としても機能している。分割電解液
保持体10bはペースト式正極板10aの活物質層の表
面部に食い込んでおり、ペースト式正極板10aと分割
電解液保持体10bとの界面部は図5に詳細に示すよう
にSiO2 粉体10a1 を含有するペースト式正極板1
0aの活物質層の表面の凹部に分割電解液保持体10b
のガラス繊維10b1 及び二酸化シリカ粉末10b2 が
入り込んでいる。尚、本図では理解を容易にするため、
二酸化シリカ粉末10b2 を実際の大きさより大きく描
いている。
電池の極板群の断面図を示している。図4において、1
0は正極板ユニットであり、20は負極板ユニットであ
り、30は第1の分割電解液保持体を構成するリテーナ
である。本実施例では3枚の正極板ユニット10…と4
枚の負極板ユニット20…とをリテーナ30…を介して
積層して極板群を構成している。正極板ユニット10は
ペースト式正極板10aの両側面に2枚の厚みの薄い第
2の分割電解液保持体10b,10bが配置されて構成
されており、負極板ユニット20はペースト式負極板2
0aの両側面に2枚の厚みの薄い第3の分割電解液保持
体20b,20bが配置されて構成されている。本実施
例も実施例1と同様に正極板ユニット10及び負極板ユ
ニット20は基本的には活物質層を除いては同じ構造を
有しているので正極板ユニット10を用いて極板ユニッ
トの構造について説明する。ペースト式正極板10aは
格子体からなる集電体に活物質層が形成されて構成され
ている。第2の分割電解液保持体10bは径寸法0.5
〜5μm のガラス繊維の不織布中に電解液を保持する平
均粒径25nmのSiO2 粉体(無機物粉体)が10重
量%含有されて形成されており、この分割電解液保持体
1bは活物質保護体としても機能している。分割電解液
保持体10bはペースト式正極板10aの活物質層の表
面部に食い込んでおり、ペースト式正極板10aと分割
電解液保持体10bとの界面部は図5に詳細に示すよう
にSiO2 粉体10a1 を含有するペースト式正極板1
0aの活物質層の表面の凹部に分割電解液保持体10b
のガラス繊維10b1 及び二酸化シリカ粉末10b2 が
入り込んでいる。尚、本図では理解を容易にするため、
二酸化シリカ粉末10b2 を実際の大きさより大きく描
いている。
【0018】本実施例では、正極板ユニット10を次の
ようにして作った。まず平均粒径25nmのSiO2 粉
体(無機物粉体)を0.5重量%含有する正極活物質ペ
ーストを格子体に充填して厚み4mmの未乾燥極板を作っ
た。尚、無機物粉体は活物質充填量を大きく損なうこと
なく、十分に電解液を活物質中に取り込める範囲で正極
活物質ペースト中に添加すればよく本実施例では0.5
〜2重量%とするのが好ましい。次にこの未乾燥極板を
挟むように厚み0.5mmの2枚の分割電解液保持体10
b,10bを配置し、該分割電解液保持体の表面全体を
未乾燥極板の厚み方向にプレスして分割電解液保持体1
0b,10bを極板10aに圧着した。分割電解液保持
体10b,10bは活物質ペーストが格子体から大きく
はみ出ることがなく、しかも活物質ペーストに分割電解
液保持体10bが十分に食い込む圧力でプレスすればよ
く、本実施例では0.1〜0.2kg/cm2の圧力で10秒
間分割電解液保持体10b,10bをプレスして、分割
電解液保持体10bの3〜5体積%を活物質層中に食い
込ませた。次にこの分割電解液保持体10b,10bが
圧着された未乾燥極板を熟成、乾燥して正極板ユニット
10を完成した。負極板ユニット20は無機物粉体を含
有させない負極活物質ペーストを用いて活物質層を形成
し、その他は正極板ユニット10と同様の方法で製造し
た。
ようにして作った。まず平均粒径25nmのSiO2 粉
体(無機物粉体)を0.5重量%含有する正極活物質ペ
ーストを格子体に充填して厚み4mmの未乾燥極板を作っ
た。尚、無機物粉体は活物質充填量を大きく損なうこと
なく、十分に電解液を活物質中に取り込める範囲で正極
活物質ペースト中に添加すればよく本実施例では0.5
〜2重量%とするのが好ましい。次にこの未乾燥極板を
挟むように厚み0.5mmの2枚の分割電解液保持体10
b,10bを配置し、該分割電解液保持体の表面全体を
未乾燥極板の厚み方向にプレスして分割電解液保持体1
0b,10bを極板10aに圧着した。分割電解液保持
体10b,10bは活物質ペーストが格子体から大きく
はみ出ることがなく、しかも活物質ペーストに分割電解
液保持体10bが十分に食い込む圧力でプレスすればよ
く、本実施例では0.1〜0.2kg/cm2の圧力で10秒
間分割電解液保持体10b,10bをプレスして、分割
電解液保持体10bの3〜5体積%を活物質層中に食い
込ませた。次にこの分割電解液保持体10b,10bが
圧着された未乾燥極板を熟成、乾燥して正極板ユニット
10を完成した。負極板ユニット20は無機物粉体を含
有させない負極活物質ペーストを用いて活物質層を形成
し、その他は正極板ユニット10と同様の方法で製造し
た。
【0019】リテーナ30は分割電解液保持体10bと
同じ材質のガラス繊維で形成されており、半部30a,
30aを作るように2つに折り曲げた袋状の形状を有し
ている。尚、本実施例では半部30aの厚みが1.5mm
になるようにリテーナ30を形成しており、リテーナ3
0の内部に無機物粉体は含有されていない。リテーナ3
0は半部30aが正極板ユニット10及び負極板ユニッ
ト20との間に配置されるように、正極板ユニット10
を包み込んでおり、第1の分割電解液保持体を構成する
リテーナ30の半部30aと該半部の両側面に位置する
正極板ユニット10の第2の分割電解液保持体10b及
び負極板ユニット20の第3の分割電解液保持体20b
とにより電解液保持体が構成される。
同じ材質のガラス繊維で形成されており、半部30a,
30aを作るように2つに折り曲げた袋状の形状を有し
ている。尚、本実施例では半部30aの厚みが1.5mm
になるようにリテーナ30を形成しており、リテーナ3
0の内部に無機物粉体は含有されていない。リテーナ3
0は半部30aが正極板ユニット10及び負極板ユニッ
ト20との間に配置されるように、正極板ユニット10
を包み込んでおり、第1の分割電解液保持体を構成する
リテーナ30の半部30aと該半部の両側面に位置する
正極板ユニット10の第2の分割電解液保持体10b及
び負極板ユニット20の第3の分割電解液保持体20b
とにより電解液保持体が構成される。
【0020】次に本実施例の密閉形蓄電池の特性を調べ
るために、3種類の2V−30Ahの電池d〜fを作
り、試験を行った。電池dは本実施例の密閉形蓄電池で
ある。電池e,fは、電解液保持体を活物質に食い込ま
せることなく、1枚のリテーナにより電解液保持体を構
成し、無機粉体を添加せずに正極活物質層を形成した従
来の密閉形鉛蓄電池であり、電池eの電解液保持体には
二酸化シリカ粉末を含有させず、電池fの電解液保持体
には二酸化シリカ粉末を含有させた。尚、電池d〜fの
活物質層、電解液保持体はいずれも同じ厚みを有してお
り、各電池は正極活物質層、電解液保持体を除いては同
じ構造を有している。そして電池d〜fに、周囲温度2
5℃において6A(終止電圧1.7V/セル)で放電し
た後に5.2Aの定電流充電で放電量の115%を充電
する充放電を繰り返し、100サイクル目及び350サ
イクル目の各電池の極板表面部における上部と下部との
電解液の比重差と、各電池のサイクル寿命特性とを調べ
た。表2は電池d〜fの電解液の比重差を示しており、
図6は各電池の寿命特性を示している。
るために、3種類の2V−30Ahの電池d〜fを作
り、試験を行った。電池dは本実施例の密閉形蓄電池で
ある。電池e,fは、電解液保持体を活物質に食い込ま
せることなく、1枚のリテーナにより電解液保持体を構
成し、無機粉体を添加せずに正極活物質層を形成した従
来の密閉形鉛蓄電池であり、電池eの電解液保持体には
二酸化シリカ粉末を含有させず、電池fの電解液保持体
には二酸化シリカ粉末を含有させた。尚、電池d〜fの
活物質層、電解液保持体はいずれも同じ厚みを有してお
り、各電池は正極活物質層、電解液保持体を除いては同
じ構造を有している。そして電池d〜fに、周囲温度2
5℃において6A(終止電圧1.7V/セル)で放電し
た後に5.2Aの定電流充電で放電量の115%を充電
する充放電を繰り返し、100サイクル目及び350サ
イクル目の各電池の極板表面部における上部と下部との
電解液の比重差と、各電池のサイクル寿命特性とを調べ
た。表2は電池d〜fの電解液の比重差を示しており、
図6は各電池の寿命特性を示している。
【0021】
【表2】 本表において、比重差1は100サイクル目の各電池の
電解液の比重差を示しており、比重差2は350サイク
ル目の各電池の電解液の比重差を示している。表1より
本実施例の電池dは従来の電池e及びfに比べて極板と
電解液保持体との界面部における電解液の成層化を大き
く抑制できるのが判る。また、本実施例の電池dはサイ
クル数を高めても(350サイクル)電解液の成層化を
抑制できるのが判る。また図6より従来の電池eは20
0サイクルで寿命に達し、従来の電池fは400サイク
ルで寿命に達しているのに対して本実施例の電池dは5
00サイクルまで寿命が伸びるのが判る。これは表2の
電解液の濃度差からも判るように、本実施例の電池dは
極板と電解液保持体との界面部における電解液の成層化
が抑制できるためである。
電解液の比重差を示しており、比重差2は350サイク
ル目の各電池の電解液の比重差を示している。表1より
本実施例の電池dは従来の電池e及びfに比べて極板と
電解液保持体との界面部における電解液の成層化を大き
く抑制できるのが判る。また、本実施例の電池dはサイ
クル数を高めても(350サイクル)電解液の成層化を
抑制できるのが判る。また図6より従来の電池eは20
0サイクルで寿命に達し、従来の電池fは400サイク
ルで寿命に達しているのに対して本実施例の電池dは5
00サイクルまで寿命が伸びるのが判る。これは表2の
電解液の濃度差からも判るように、本実施例の電池dは
極板と電解液保持体との界面部における電解液の成層化
が抑制できるためである。
【0022】次に電池d〜fにそれぞれ電解液を注入し
て、各電池の電解液注入時間を測定した。表3はその測
定結果を示している。
て、各電池の電解液注入時間を測定した。表3はその測
定結果を示している。
【0023】
【表3】 表3より本実施例の電池dは電解液保持体全体に二酸化
シリカ粉末が含まれる従来の電池fの電解液注入時間の
約80%の時間で電解液を注入することができ、電解液
保持体に二酸化シリカ粉末を含まない従来の電池eとほ
ぼ同様の時間で電解液を注入できるのが判る。
シリカ粉末が含まれる従来の電池fの電解液注入時間の
約80%の時間で電解液を注入することができ、電解液
保持体に二酸化シリカ粉末を含まない従来の電池eとほ
ぼ同様の時間で電解液を注入できるのが判る。
【0024】尚、上記各実施例ではリテーナを袋状に形
成したが、リテーナは正極板と負極板との短絡を防止で
きる寸法に形成すればよく、その形状は任意である。ま
た、本実施例では第1の分割電解液保持体を構成するリ
テーナと第2及び第3の分割電解液保持体とを組み合わ
せて電解液保持体を構成したが、一体形式の電解液保持
体を用いることもできる。例えば、第1の分割電解液保
持体をベースにして第2及び第3の分割電解液保持体を
抄紙すれば、一体形成の電解液保持体を形成することが
できる。また、本実施例では無機物粉体としてSiO2
粉体を用いたが、酸化アルミニウム(Al2 O3 )粉
体、酸化チタン(TiO2 )粉体、酸化ジルコニウム
(ZrO2 )粉体、またはこれらの混合粉体等を無機粉
体として用いることもできる。
成したが、リテーナは正極板と負極板との短絡を防止で
きる寸法に形成すればよく、その形状は任意である。ま
た、本実施例では第1の分割電解液保持体を構成するリ
テーナと第2及び第3の分割電解液保持体とを組み合わ
せて電解液保持体を構成したが、一体形式の電解液保持
体を用いることもできる。例えば、第1の分割電解液保
持体をベースにして第2及び第3の分割電解液保持体を
抄紙すれば、一体形成の電解液保持体を形成することが
できる。また、本実施例では無機物粉体としてSiO2
粉体を用いたが、酸化アルミニウム(Al2 O3 )粉
体、酸化チタン(TiO2 )粉体、酸化ジルコニウム
(ZrO2 )粉体、またはこれらの混合粉体等を無機粉
体として用いることもできる。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、ペースト式正
極板及びペースト式負極板の活物質層中に電解液保持体
を部分的に食い込ませるので、ペースト式極板の活物質
層と電解液保持体との界面部における電解液の成層化を
抑制して、電池の容量を高め、寿命を延ばすことができ
る。
極板及びペースト式負極板の活物質層中に電解液保持体
を部分的に食い込ませるので、ペースト式極板の活物質
層と電解液保持体との界面部における電解液の成層化を
抑制して、電池の容量を高め、寿命を延ばすことができ
る。
【0026】請求項2の発明によれば、電解液保持体を
第1〜第3の分割電解液保持体により構成するので、無
機物粉体の含有量の異なる分割電解液保持体を組み合わ
せるだけで表面部の無機物粉体の含有量の大きい電解液
保持体を簡単に構成することできる。また、電解液保持
体の表面部を構成する第2及び第3の分割電解液保持体
をペースト式極板の活物質層中に確実にしかも容易に食
い込ませることができる。その上、各極性の極板ユニッ
トを第1の分割電解液保持体を介して積層するだけで簡
単に極板群を作ることができる。
第1〜第3の分割電解液保持体により構成するので、無
機物粉体の含有量の異なる分割電解液保持体を組み合わ
せるだけで表面部の無機物粉体の含有量の大きい電解液
保持体を簡単に構成することできる。また、電解液保持
体の表面部を構成する第2及び第3の分割電解液保持体
をペースト式極板の活物質層中に確実にしかも容易に食
い込ませることができる。その上、各極性の極板ユニッ
トを第1の分割電解液保持体を介して積層するだけで簡
単に極板群を作ることができる。
【0027】請求項3の発明によれば、ペースト式正極
板の活物質中に無機物粉体を添加するので、正極板と電
解液保持体との密着性を高めることができるという利点
がある。
板の活物質中に無機物粉体を添加するので、正極板と電
解液保持体との密着性を高めることができるという利点
がある。
【図1】本発明の実施例1の密閉形鉛蓄電池の極板群の
断面図を示す図である。
断面図を示す図である。
【図2】本発明の実施例1の密閉形鉛蓄電池における、
極板と第2の分割電解液保持体との界面部を示す拡大断
面図である。
極板と第2の分割電解液保持体との界面部を示す拡大断
面図である。
【図3】試験に用いた電池のサイクル寿命特性を示す図
である。
である。
【図4】本発明の実施例2の密閉形鉛蓄電池の極板群の
断面図を示す図である。
断面図を示す図である。
【図5】本発明の実施例2の密閉形鉛蓄電池における、
極板と第2の分割電解液保持体との界面部を示す拡大断
面図である。
極板と第2の分割電解液保持体との界面部を示す拡大断
面図である。
【図6】試験に用いた電池のサイクル寿命特性を示す図
である。
である。
【符号の説明】 1,10 正極板ユニット 1a,10a ペースト式正極板 1b,10b 第2の分割電解液保持体 1b2 ,10b2 二酸化シリカ粉末(無機物粉体) 2,20 負極板ユニット 2b,20b 第3の分割電解液保持体 3,30 リテーナ(第1の分割電解液保持体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三代 祐一朗 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 新神 戸電機株式会社内 (72)発明者 原 賢二 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 新神 戸電機株式会社内 (72)発明者 武政 有彦 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 新神 戸電機株式会社内 (72)発明者 三谷 桂 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 新神 戸電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 電解液を保持する無機物粉体を少なくと
も表面部に含有する電解液保持体を間に介してペースト
式正極板及びペースト式負極板を積層してなる極板群を
有する密閉形蓄電池であって、 前記ペースト式正極板及びペースト式負極板の活物質層
中に前記電解液保持体の前記表面部が部分的に食込んで
いることを特徴とする密閉形蓄電池。 - 【請求項2】 前記電解液保持体は、電解液を主として
保持する第1の分割電解液保持体と、前記第1の分割電
解液保持体の両側に配置されて、それぞれ前記ペースト
式正極板及び前記ペースト式負極板の活物質層中に部分
的に食い込む第2及び第3の分割電解液保持体とからな
り、少なくとも前記第2及び第3の分割電解液保持体が
無機物粉体を含有していることを特徴とする請求項1に
記載の密閉形蓄電池。 - 【請求項3】 前記ペースト式正極板の活物質中には無
機物粉体が添加されていることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の密閉形蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5022607A JPH06215795A (ja) | 1992-11-26 | 1993-02-10 | 密閉形蓄電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31672292 | 1992-11-26 | ||
| JP4-316722 | 1992-11-26 | ||
| JP5022607A JPH06215795A (ja) | 1992-11-26 | 1993-02-10 | 密閉形蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215795A true JPH06215795A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=26359862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5022607A Pending JPH06215795A (ja) | 1992-11-26 | 1993-02-10 | 密閉形蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06215795A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014530470A (ja) * | 2011-10-11 | 2014-11-17 | エキサイド テクノロジーズエス.エー.ユー.Exide Technologies S.A.U. | ペースティング基板を有する電極を備えたフラデッド型鉛酸蓄電池 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP5022607A patent/JPH06215795A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014530470A (ja) * | 2011-10-11 | 2014-11-17 | エキサイド テクノロジーズエス.エー.ユー.Exide Technologies S.A.U. | ペースティング基板を有する電極を備えたフラデッド型鉛酸蓄電池 |
| US10439186B2 (en) | 2011-10-11 | 2019-10-08 | Exide Technologies | Flooded lead-acid battery |
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