JPH06295739A - 密閉式鉛蓄電池 - Google Patents
密閉式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH06295739A JPH06295739A JP5107549A JP10754993A JPH06295739A JP H06295739 A JPH06295739 A JP H06295739A JP 5107549 A JP5107549 A JP 5107549A JP 10754993 A JP10754993 A JP 10754993A JP H06295739 A JPH06295739 A JP H06295739A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- lead
- negative electrode
- battery
- sealed lead
- 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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-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた充放電サイクル寿命を有する安価な密
閉式鉛蓄電池を提供する。 【構成】 充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させ
る密閉式鉛蓄電池において、鉛−アンチモン系合金より
成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と負極板と
の間隙に、シリカ微粉体と微細孔繊維を有する耐酸性合
成繊維とを充填、配置し、充放電に必要な量の硫酸電解
液を微粉体、耐酸性合成繊維及び正負極板に含浸、保持
させた密閉式鉛蓄電池。
閉式鉛蓄電池を提供する。 【構成】 充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させ
る密閉式鉛蓄電池において、鉛−アンチモン系合金より
成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と負極板と
の間隙に、シリカ微粉体と微細孔繊維を有する耐酸性合
成繊維とを充填、配置し、充放電に必要な量の硫酸電解
液を微粉体、耐酸性合成繊維及び正負極板に含浸、保持
させた密閉式鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉式鉛蓄電池の改良に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】現在、電池の充電中に発生す
る酸素ガスを負極で吸収させるタイプの密閉式鉛蓄電池
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ガラス繊維を素材とするマ
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、ポータブル機器やコンピュー
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。
る酸素ガスを負極で吸収させるタイプの密閉式鉛蓄電池
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ガラス繊維を素材とするマ
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、ポータブル機器やコンピュー
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。
【０００３】しかし、反面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も安価であるが、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。
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も安価であるが、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。
【０００４】また、リテーナ、ゲル式密閉式鉛蓄電池の
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こりに
くいが、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、その結果密閉式鉛蓄
電池では致命的なドライアップが起こって寿命となって
しまう。
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こりに
くいが、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、その結果密閉式鉛蓄
電池では致命的なドライアップが起こって寿命となって
しまう。
【０００５】このような理由でリテーナ、ゲル式密閉式
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−カルシウム系合金を用いている。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−活物質界面に緻密な不導体であ
る硫酸鉛が生成して早期に容量が低下したり、活物質で
ある二酸化鉛粒子間の結合が弱まり活物質が脱落しやす
くなるという欠点を有している。
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−カルシウム系合金を用いている。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−活物質界面に緻密な不導体であ
る硫酸鉛が生成して早期に容量が低下したり、活物質で
ある二酸化鉛粒子間の結合が弱まり活物質が脱落しやす
くなるという欠点を有している。
【０００６】また、鉛−カルシウム系合金は鉛−アンチ
モン系合金に比べて非常に軟らかいために格子の伸びに
よるショートが発生し易いという欠点も有している。こ
れらの事から現在の密閉式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
題であった。
モン系合金に比べて非常に軟らかいために格子の伸びに
よるショートが発生し易いという欠点も有している。こ
れらの事から現在の密閉式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
題であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】我々は、上述した従来の
密閉式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と考
えた。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が、研究を重
ねた結果、シリカ微粉体及び微細孔を有する耐酸性合成
繊維がアンチモンを吸着することを見いだし、その結果
シリカ微粉体及び微細孔を有する耐酸性合成繊維を用い
て、優れた電池性能を有する安価な密閉式鉛蓄電池を開
発することができた。なお、アンチモンの吸着力はシリ
カ微粉体よりも、微細孔を有する耐酸性合成繊維のほう
が強い。
密閉式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と考
えた。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が、研究を重
ねた結果、シリカ微粉体及び微細孔を有する耐酸性合成
繊維がアンチモンを吸着することを見いだし、その結果
シリカ微粉体及び微細孔を有する耐酸性合成繊維を用い
て、優れた電池性能を有する安価な密閉式鉛蓄電池を開
発することができた。なお、アンチモンの吸着力はシリ
カ微粉体よりも、微細孔を有する耐酸性合成繊維のほう
が強い。
【０００８】その骨子とするところは鉛−アンチモン系
合金より成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と
負極板との間隙に、シリカ微粉体と微細孔を有する耐酸
性合成繊維とを充填、配置し、充放電に必要な量の硫酸
電解液を該微粉体、該耐酸性合成繊維及び正負極板に含
浸、保持させたところにある。
合金より成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と
負極板との間隙に、シリカ微粉体と微細孔を有する耐酸
性合成繊維とを充填、配置し、充放電に必要な量の硫酸
電解液を該微粉体、該耐酸性合成繊維及び正負極板に含
浸、保持させたところにある。
【０００９】なお、微細孔を有する耐酸性合成繊維は電
解液とのなじみがあまり良くないため、スルホン化処
理、プラズマ処理等の親水化処理をほどこすことが好ま
しい。また、微細孔を有する耐酸性合成繊維は充填しや
すくするために細かく切断して使用することが好まし
い。
解液とのなじみがあまり良くないため、スルホン化処
理、プラズマ処理等の親水化処理をほどこすことが好ま
しい。また、微細孔を有する耐酸性合成繊維は充填しや
すくするために細かく切断して使用することが好まし
い。
【００１０】
【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。
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。
【００１１】また、正極板と負極板との間隙に配置した
シリカ微粉体及び微細孔を有する耐酸性合成繊維がアン
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、密閉式鉛蓄電池
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。
シリカ微粉体及び微細孔を有する耐酸性合成繊維がアン
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、密閉式鉛蓄電池
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。
【００１２】さらにシリカ微粉体は非常に安価な工業材
料であって、また硫酸の保持能力も優れているためにリ
テーナ、ゲル式に代わる密閉式鉛蓄電池を安価に作製す
ることができる。
料であって、また硫酸の保持能力も優れているためにリ
テーナ、ゲル式に代わる密閉式鉛蓄電池を安価に作製す
ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実際に電池を作製し、試験を行なった。
実際に電池を作製し、試験を行なった。
【００１４】比較を行なうために、表１に示すように正
極格子合金として鉛−アンチモン系合金および鉛−カル
シウム系合金、電解液保持体としては一次粒子が１０〜
４０ミリミクロン、表面積が約１２０ｍ2 ／ｇのシリカ
微粉体及び従来の直径約０．８ミクロンのガラス繊維を
混抄したガラスセパレータ及び親水化処理した微細孔を
有する直径約２５ミクロンのポリエチレン繊維を約５ｍ
ｍに切断したものをそれぞれ用いた。なお、このポリエ
チレン繊維は０．０３〜１ミクロン程度の微細な空孔を
有し、この繊維の空孔率は約４５％、比表面積は約４０
ｍ2 ／ｇであった。
極格子合金として鉛−アンチモン系合金および鉛−カル
シウム系合金、電解液保持体としては一次粒子が１０〜
４０ミリミクロン、表面積が約１２０ｍ2 ／ｇのシリカ
微粉体及び従来の直径約０．８ミクロンのガラス繊維を
混抄したガラスセパレータ及び親水化処理した微細孔を
有する直径約２５ミクロンのポリエチレン繊維を約５ｍ
ｍに切断したものをそれぞれ用いた。なお、このポリエ
チレン繊維は０．０３〜１ミクロン程度の微細な空孔を
有し、この繊維の空孔率は約４５％、比表面積は約４０
ｍ2 ／ｇであった。
【００１５】
【表１】
【００１６】また、負極格子には、鉛−カルシウム系合
金を用いた。正負極活物質などは標準的なものを用い、
電解液には比重1.30の希硫酸を用い、５時間率で約２８
Ａｈの容量を持つ自動車用密閉式鉛蓄電池を組み立て
た。これらの電池を用いてＪＩＳＤ−５３０１の寿命試
験を行ない、放電容量の推移および減液量を調べた。放
電容量は、試験前の容量を１００％として比較したも
の、減液量は試験前を０％として液減少量を重量％で示
したものである。結果を図１に示す。
金を用いた。正負極活物質などは標準的なものを用い、
電解液には比重1.30の希硫酸を用い、５時間率で約２８
Ａｈの容量を持つ自動車用密閉式鉛蓄電池を組み立て
た。これらの電池を用いてＪＩＳＤ−５３０１の寿命試
験を行ない、放電容量の推移および減液量を調べた。放
電容量は、試験前の容量を１００％として比較したも
の、減液量は試験前を０％として液減少量を重量％で示
したものである。結果を図１に示す。
【００１７】Ｎｏ．３の電池は、寿命が最も短く、減液
量も多かった。これは正極格子より溶出したアンチモン
が負極板上に析出して水分解が増加し、電解液量が減少
したことがその原因である。Ｎｏ．４，５の電池では減
液量は少ないもののＮｏ．１，２の電池に比べ寿命が短
かった。これは、アンチモンを含まないために正極活物
質の劣化が発生し易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軟らかいために格
子が伸びてショートが起こったことなどが寿命原因とな
っている。
量も多かった。これは正極格子より溶出したアンチモン
が負極板上に析出して水分解が増加し、電解液量が減少
したことがその原因である。Ｎｏ．４，５の電池では減
液量は少ないもののＮｏ．１，２の電池に比べ寿命が短
かった。これは、アンチモンを含まないために正極活物
質の劣化が発生し易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軟らかいために格
子が伸びてショートが起こったことなどが寿命原因とな
っている。
【００１８】また、Ｎｏ．２の電池はＮｏ．１の電池に
比べやや寿命が短かった。これは、シリカ微粉体が微細
孔を有するポリエチレン繊維よりもアンチモンの吸着力
が弱いためである。
比べやや寿命が短かった。これは、シリカ微粉体が微細
孔を有するポリエチレン繊維よりもアンチモンの吸着力
が弱いためである。
【００１９】これらに対して、本発明品であるＮｏ．１
の正極格子に鉛−アンチモン系合金、電解液保持体にシ
リカ微粉体及び微細孔を有するポリエチレン繊維を用い
た電池では、寿命回数が最も長く減液量も非常に少ない
という結果が得られた。これは、正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用いているために正極活物質の劣化や格子
の伸びが少なかったこと、またシリカ微粉体及び微細孔
を有するポリエチレン繊維がアンチモンの正極から負極
への移動を阻止したために減液量が少なくなったことな
どがその理由である。
の正極格子に鉛−アンチモン系合金、電解液保持体にシ
リカ微粉体及び微細孔を有するポリエチレン繊維を用い
た電池では、寿命回数が最も長く減液量も非常に少ない
という結果が得られた。これは、正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用いているために正極活物質の劣化や格子
の伸びが少なかったこと、またシリカ微粉体及び微細孔
を有するポリエチレン繊維がアンチモンの正極から負極
への移動を阻止したために減液量が少なくなったことな
どがその理由である。
【００２０】今回の実施例では、シリカ微粉体として一
次粒子が１０〜４０ミリミクロン、表面積が約１２０ｍ
2 ／ｇのものを用いたが、表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上の
シリカ微粉体であれば同様の効果を得ることができる。
次粒子が１０〜４０ミリミクロン、表面積が約１２０ｍ
2 ／ｇのものを用いたが、表面積が２０ｍ2 ／ｇ以上の
シリカ微粉体であれば同様の効果を得ることができる。
【００２１】また、今回は微細孔を有する耐酸性合成繊
維のシリカ微粉体に対する割合を２０％としたが、５〜
７０％の範囲で効果が顕著であった。
維のシリカ微粉体に対する割合を２０％としたが、５〜
７０％の範囲で効果が顕著であった。
【００２２】さらに、正極格子に鉛−アンチモン系合
金、電解液保持体に上記のシリカ微粉体及び微細孔を有
する耐酸性合成繊維を用いたクラッド式密閉鉛蓄電池に
ついても本実施例と同じ効果、すなわち減液量が少なく
長寿命という性能が期待できる。
金、電解液保持体に上記のシリカ微粉体及び微細孔を有
する耐酸性合成繊維を用いたクラッド式密閉鉛蓄電池に
ついても本実施例と同じ効果、すなわち減液量が少なく
長寿命という性能が期待できる。
【００２３】
【発明の効果】上述の実施例からも明らかなように、本
発明による密閉式鉛蓄電池は鉛−アンチモン系合金より
成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と負極板と
の間隙にシリカ微粉体と微細孔を有する耐酸性合成繊維
とを充填、配置し、充放電に必要な量の硫酸電解液を該
微粉体、耐酸性合成繊維及び正負極板に含浸、保持させ
るという方法で従来の密閉式鉛蓄電池の短所を克服する
ことができ、その工業的価値は甚だ大なるものである。
発明による密閉式鉛蓄電池は鉛−アンチモン系合金より
成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と負極板と
の間隙にシリカ微粉体と微細孔を有する耐酸性合成繊維
とを充填、配置し、充放電に必要な量の硫酸電解液を該
微粉体、耐酸性合成繊維及び正負極板に含浸、保持させ
るという方法で従来の密閉式鉛蓄電池の短所を克服する
ことができ、その工業的価値は甚だ大なるものである。
【図１】サイクル寿命試験中の容量推移および減液量を
示した図
示した図
Claims (1)
- 【請求項１】 電池の充電中に発生する酸素ガスを負極
で吸収させる密閉式鉛蓄電池において、鉛−アンチモン
系合金より成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板
と負極板との間隙に、シリカ微粉体と微細孔繊維を有す
る耐酸性合成繊維とを充填、配置し、充放電に必要な量
の硫酸電解液を該微粉体、耐酸性合成繊維及び正負極板
に含浸、保持させ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 |
|---|---|---|---|
| JP5107549A JPH06295739A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 密閉式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5107549A JPH06295739A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 密閉式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295739A true JPH06295739A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14462007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5107549A Pending JPH06295739A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 密閉式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295739A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115626693A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-01-20 | 深圳永清水务有限责任公司北京分公司 | 一种具有中间层的铅锑涂层钛阳极板及其制备方法和应用 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP5107549A patent/JPH06295739A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115626693A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-01-20 | 深圳永清水务有限责任公司北京分公司 | 一种具有中间层的铅锑涂层钛阳极板及其制备方法和应用 |
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