JPH07211342A - リテーナ式密閉型鉛蓄電池 - Google Patents
リテーナ式密閉型鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH07211342A JPH07211342A JP6017029A JP1702994A JPH07211342A JP H07211342 A JPH07211342 A JP H07211342A JP 6017029 A JP6017029 A JP 6017029A JP 1702994 A JP1702994 A JP 1702994A JP H07211342 A JPH07211342 A JP H07211342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- average pore
- battery
- electrode plate
- powder layer
- powder
- 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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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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トリクル寿命特性、サイクル寿命特性に優れ
たリテーナ式密閉型鉛蓄電池を提供する。 【構成】 蓄電池内部空間が蓋部に設けた粉体注入口よ
り下になるよう構成し、極板群が収納された前記空間部
をセパレータの平均孔径より大きい平均空孔径を有する
粉体層で満たす。トリクル寿命試験が進行するにつれ、
水蒸気透過により電池内部の電解液が減少するが、粉体
層の平均空孔径がセパレータの平均孔径より大きいもの
では電解液の減少が粉体層から起り、セパレータ中でＩ
Ｒ損失が起らない。また粉体層が自由移動しないため、
正極板の腐食による膨張が抑制され極板群の圧迫度が増
加するので寿命性能が改善される。
たリテーナ式密閉型鉛蓄電池を提供する。 【構成】 蓄電池内部空間が蓋部に設けた粉体注入口よ
り下になるよう構成し、極板群が収納された前記空間部
をセパレータの平均孔径より大きい平均空孔径を有する
粉体層で満たす。トリクル寿命試験が進行するにつれ、
水蒸気透過により電池内部の電解液が減少するが、粉体
層の平均空孔径がセパレータの平均孔径より大きいもの
では電解液の減少が粉体層から起り、セパレータ中でＩ
Ｒ損失が起らない。また粉体層が自由移動しないため、
正極板の腐食による膨張が抑制され極板群の圧迫度が増
加するので寿命性能が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリテーナ式密閉型鉛蓄電
池の改良に関する。
池の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄電池の充電中に発生する酸素ガスを負
極板で吸収する、いわゆる酸素サイクルを利用した密閉
型鉛蓄電池には、リテーナ式とゲル式の二種類があり、
現在主にリテーナ式が用いられている。
極板で吸収する、いわゆる酸素サイクルを利用した密閉
型鉛蓄電池には、リテーナ式とゲル式の二種類があり、
現在主にリテーナ式が用いられている。
【０００３】リテーナ式は、正極板と負極板との間に挿
入した微細なガラス繊維を素材とするマット状セパレー
タにより、充放電に必要な硫酸電解液の保持と両極の隔
離とを行う方式である。リテーナ式は、無保守、無漏
液、ポジションフリーなどの特徴を活かして、ポータブ
ル機器、コードレス機器、コンピューターバックアップ
電源をはじめ、大型の据置用や自動車エンジン始動用に
使用されるようになってきた。
入した微細なガラス繊維を素材とするマット状セパレー
タにより、充放電に必要な硫酸電解液の保持と両極の隔
離とを行う方式である。リテーナ式は、無保守、無漏
液、ポジションフリーなどの特徴を活かして、ポータブ
ル機器、コードレス機器、コンピューターバックアップ
電源をはじめ、大型の据置用や自動車エンジン始動用に
使用されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、密閉型鉛蓄
電池では、過充電や使用雰囲気が４０℃以上のとき、電
槽から電解液の水分が水蒸気となって透出するため、電
解液が除々に減少する。このためセパレータ中の電解液
が減少し、ＩＲ損失が大きくなるといった問題がある。
それゆえ、特にＵＰＳ用途等の高率放電時では、性能が
大きく低下してしまうことがある。
電池では、過充電や使用雰囲気が４０℃以上のとき、電
槽から電解液の水分が水蒸気となって透出するため、電
解液が除々に減少する。このためセパレータ中の電解液
が減少し、ＩＲ損失が大きくなるといった問題がある。
それゆえ、特にＵＰＳ用途等の高率放電時では、性能が
大きく低下してしまうことがある。
【０００５】この問題を防ぐには、初めから電解液を過
剰に存在させておけば良いが、リテーナ式密閉型鉛蓄電
池のポジションフリーという特徴を潰してしまうことに
なり、十分な解決策とはいいがたい。
剰に存在させておけば良いが、リテーナ式密閉型鉛蓄電
池のポジションフリーという特徴を潰してしまうことに
なり、十分な解決策とはいいがたい。
【０００６】他の方法として、蓄電池内部をセパレータ
の平均孔径よりも大きい平均空孔径を有する粉体層で満
たすことも考えられるが、蓄電池の構造上、内部一杯に
粉体を充填することは非常に困難である。
の平均孔径よりも大きい平均空孔径を有する粉体層で満
たすことも考えられるが、蓄電池の構造上、内部一杯に
粉体を充填することは非常に困難である。
【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、その目的とするところは、
過充電時や高温使用時における水分減少によりセパレー
タでの電気抵抗が増大し、大きなＩＲ損失が生ずること
を防止しうるとともに、サイクル寿命特性や過充電特性
にも優れたリテーナ式密閉型鉛蓄電池を提供することで
ある。
ためになされたものであり、その目的とするところは、
過充電時や高温使用時における水分減少によりセパレー
タでの電気抵抗が増大し、大きなＩＲ損失が生ずること
を防止しうるとともに、サイクル寿命特性や過充電特性
にも優れたリテーナ式密閉型鉛蓄電池を提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、蓄電池内の有効
空間部が蓋部に設けた粉体注入口より下になるよう構成
し、極板群が収納された前記空間部をセパレータの平均
孔径より大きい平均空孔径を有する粉体層で満たしたこ
とを特徴とするリテーナ式密閉型鉛蓄電池を採用するこ
とにより、上記課題を解決するものである。
空間部が蓋部に設けた粉体注入口より下になるよう構成
し、極板群が収納された前記空間部をセパレータの平均
孔径より大きい平均空孔径を有する粉体層で満たしたこ
とを特徴とするリテーナ式密閉型鉛蓄電池を採用するこ
とにより、上記課題を解決するものである。
【０００９】
【作用】トリクル寿命試験が進行するにつれ、水蒸気透
過により電池内部の電解液が減少するが、粉体層の平均
空孔径がセパレータの平均孔径より大きいものでは電解
液の減少が粉体層から起り、セパレータ中でＩＲ損失が
起らない。また、蓄電池内部空間が蓋部に設けた粉体注
入口より下になるよう構成してあるので、粉体を内部空
間一杯に充填することができるので、粉体層の自由がな
く、正極板の腐食による膨張が抑制され極板群の圧迫度
が増加するので寿命性能が改善される。
過により電池内部の電解液が減少するが、粉体層の平均
空孔径がセパレータの平均孔径より大きいものでは電解
液の減少が粉体層から起り、セパレータ中でＩＲ損失が
起らない。また、蓄電池内部空間が蓋部に設けた粉体注
入口より下になるよう構成してあるので、粉体を内部空
間一杯に充填することができるので、粉体層の自由がな
く、正極板の腐食による膨張が抑制され極板群の圧迫度
が増加するので寿命性能が改善される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。セパレータには、ガラス繊維の平均直径約１μｍ、
多孔度約９４％の通常使用されているものを用い、２０
ｋｇ／ｄｍ2 荷重下で、厚さが１．５ｍｍのものを使用
し、これに正極板と負極板とを組み合わせ（極板間は
１．５ｍｍ）、２Ｖ定格容量８Ａｈ（２０ｈＲ）のリテ
ーナ式密閉型鉛蓄電池を製作した。その後、蓄電池蓋部
の注液用開口部より粒体を充填し粉体層を形成した。注
液用開口部は一般に蓄電池蓋部に凹設されているため、
注液用開口部下端部より上にもいわゆる蓄電池蓋裏空間
が存在することになるが、本実施例では、蓄電池蓋を装
着する前にめばり部材を設け、蓄電池内の有効空間部が
粉体注入口より下部となるようにしている。粉体として
は、ソーダ石灰ガラスよりなり真球に近く自身は孔をほ
とんど持たないガラスビーズを用いた。粉体層の平均空
孔径は、種々の径の粉体を用い、１、２０、５０、１０
０μｍとした。通常のセパレータの平均孔径は約１０μ
ｍである。
る。セパレータには、ガラス繊維の平均直径約１μｍ、
多孔度約９４％の通常使用されているものを用い、２０
ｋｇ／ｄｍ2 荷重下で、厚さが１．５ｍｍのものを使用
し、これに正極板と負極板とを組み合わせ（極板間は
１．５ｍｍ）、２Ｖ定格容量８Ａｈ（２０ｈＲ）のリテ
ーナ式密閉型鉛蓄電池を製作した。その後、蓄電池蓋部
の注液用開口部より粒体を充填し粉体層を形成した。注
液用開口部は一般に蓄電池蓋部に凹設されているため、
注液用開口部下端部より上にもいわゆる蓄電池蓋裏空間
が存在することになるが、本実施例では、蓄電池蓋を装
着する前にめばり部材を設け、蓄電池内の有効空間部が
粉体注入口より下部となるようにしている。粉体として
は、ソーダ石灰ガラスよりなり真球に近く自身は孔をほ
とんど持たないガラスビーズを用いた。粉体層の平均空
孔径は、種々の径の粉体を用い、１、２０、５０、１０
０μｍとした。通常のセパレータの平均孔径は約１０μ
ｍである。
【００１１】かかる蓄電池の断面模式図を図１に示す。
同図において、１は電槽、２は極板群、３は粉体層、４
は粉体、５は粉体を充填するためのジョウゴ、８は粉体
注入口であり、この実施例では注液口を兼用している。
６は蓄電池内部空間が粉体注入口下端部よりも下になる
ようにするためのめばり部材である。これを蓄電池Ｎ
ｏ．３とする。尚、比較のため、粉体を充填しない従来
型蓄電池（蓄電池Ｎｏ．１）と、従来型蓄電池に、めば
りを設けず、粉体を充填しただけで、粉体層上部と蓄電
池蓋裏との間に空間部７を有する蓄電池（蓄電池Ｎｏ．
２、図４参照）とを準備した。
同図において、１は電槽、２は極板群、３は粉体層、４
は粉体、５は粉体を充填するためのジョウゴ、８は粉体
注入口であり、この実施例では注液口を兼用している。
６は蓄電池内部空間が粉体注入口下端部よりも下になる
ようにするためのめばり部材である。これを蓄電池Ｎ
ｏ．３とする。尚、比較のため、粉体を充填しない従来
型蓄電池（蓄電池Ｎｏ．１）と、従来型蓄電池に、めば
りを設けず、粉体を充填しただけで、粉体層上部と蓄電
池蓋裏との間に空間部７を有する蓄電池（蓄電池Ｎｏ．
２、図４参照）とを準備した。
【００１２】これらの蓄電池に比重１．３２（２０℃）
の希硫酸を注液したのち、試験に供した。第１の試験と
して、トリクル電圧２．３Ｖ／セルで温度４０℃に保っ
た恒温槽（気相）に電池を入れ、３ヶ月毎に５０Ｗ定電
力放電で終止電圧１．６５Ｖ／セルになるまで放電を行
ない、放電持続時間を測定した。
の希硫酸を注液したのち、試験に供した。第１の試験と
して、トリクル電圧２．３Ｖ／セルで温度４０℃に保っ
た恒温槽（気相）に電池を入れ、３ヶ月毎に５０Ｗ定電
力放電で終止電圧１．６５Ｖ／セルになるまで放電を行
ない、放電持続時間を測定した。
【００１３】粉体層の平均空孔径が１００μｍの場合の
結果を図２に示す。極板群の周囲に粒体層を配したリテ
ーナ式密閉型鉛蓄電池Ｎｏ．２、３は、従来品Ｎｏ．１
に比べトリクル寿命性能に優れていた。この傾向は、平
均空孔径が２０及び５０μｍのものについても同様であ
ったが、平均空孔径が１μｍのものは、従来品との差異
が認められなかった。
結果を図２に示す。極板群の周囲に粒体層を配したリテ
ーナ式密閉型鉛蓄電池Ｎｏ．２、３は、従来品Ｎｏ．１
に比べトリクル寿命性能に優れていた。この傾向は、平
均空孔径が２０及び５０μｍのものについても同様であ
ったが、平均空孔径が１μｍのものは、従来品との差異
が認められなかった。
【００１４】この理由として以下のことが考えられる。
すなわち、トリクル寿命試験が進行するにつれ、水蒸気
透過により液が電槽壁を透過して外部へ出てしまうの
で、電池内部の電解液が減少するが、極板群周囲に配し
た粉体層は電解液を含浸しており、粉体層の平均孔径が
セパレータの平均孔径より大きいため、電解液の減少が
粉体層から起り、セパレータ中でＩＲ損失が起らず、ト
リクル寿命性能が優れていたと思われる。
すなわち、トリクル寿命試験が進行するにつれ、水蒸気
透過により液が電槽壁を透過して外部へ出てしまうの
で、電池内部の電解液が減少するが、極板群周囲に配し
た粉体層は電解液を含浸しており、粉体層の平均孔径が
セパレータの平均孔径より大きいため、電解液の減少が
粉体層から起り、セパレータ中でＩＲ損失が起らず、ト
リクル寿命性能が優れていたと思われる。
【００１５】次に、上記構成の蓄電池をサイクル寿命試
験に供した。サイクル寿命試験条件としては、電池を
０．２５ＣＡで１．７Ｖ／セルまでの放電と、２．４５
Ｖ／セル、最大電流０．２５ＣＡの定電流定電圧での８
時間充電とを２５℃の温度雰囲気で繰り返した。粉体層
の平均空孔径が１００μｍの場合の結果を図３に示す。
粉体を充填しない電池Ｎｏ．１や粒体で極板群を埋没し
ただけの電池Ｎｏ．２では約３００サイクルで寿命に達
したが、本発明にかかる蓄電池Ｎｏ．３では約６００サ
イクルの寿命を有していた。この傾向は粉体層の平均空
孔径の大小にかかかわらず同じであった。
験に供した。サイクル寿命試験条件としては、電池を
０．２５ＣＡで１．７Ｖ／セルまでの放電と、２．４５
Ｖ／セル、最大電流０．２５ＣＡの定電流定電圧での８
時間充電とを２５℃の温度雰囲気で繰り返した。粉体層
の平均空孔径が１００μｍの場合の結果を図３に示す。
粉体を充填しない電池Ｎｏ．１や粒体で極板群を埋没し
ただけの電池Ｎｏ．２では約３００サイクルで寿命に達
したが、本発明にかかる蓄電池Ｎｏ．３では約６００サ
イクルの寿命を有していた。この傾向は粉体層の平均空
孔径の大小にかかかわらず同じであった。
【００１６】この理由として以下のことが考えられる。
つまり、サイクル寿命試験が進行するにつれ、正極板の
腐食のよる膨張や活物質の結合力の低下が起こり、電池
Ｎｏ．１や２では早期に寿命に達したが、電池Ｎｏ．３
では粉体が電池内空間全体に充填されているため、正極
板の腐食による膨張が抑制され、長寿命化されたものと
思われる。後者の容量推移が良かったのは、格子の伸び
が周囲のガラスビーズにより制限され、その応力が極板
にかかり、極板群の圧迫度が増加したためと考えられ
る。従来より、極板群の圧迫度を高めて電池を組立れ
ば、寿命性能は良くなると言われている。しかし実際に
は組立が困難になるため、あまり圧迫度は上げることが
できなかった。ところが、本発明により結果的に極板群
に圧迫がかかるようになるため、容量推移が良かったも
のと思われる。また、格子が伸びても、力が分散し電槽
壁全体に応力がかかるため、電槽破壊もおこり難くなる
ものと思われる。
つまり、サイクル寿命試験が進行するにつれ、正極板の
腐食のよる膨張や活物質の結合力の低下が起こり、電池
Ｎｏ．１や２では早期に寿命に達したが、電池Ｎｏ．３
では粉体が電池内空間全体に充填されているため、正極
板の腐食による膨張が抑制され、長寿命化されたものと
思われる。後者の容量推移が良かったのは、格子の伸び
が周囲のガラスビーズにより制限され、その応力が極板
にかかり、極板群の圧迫度が増加したためと考えられ
る。従来より、極板群の圧迫度を高めて電池を組立れ
ば、寿命性能は良くなると言われている。しかし実際に
は組立が困難になるため、あまり圧迫度は上げることが
できなかった。ところが、本発明により結果的に極板群
に圧迫がかかるようになるため、容量推移が良かったも
のと思われる。また、格子が伸びても、力が分散し電槽
壁全体に応力がかかるため、電槽破壊もおこり難くなる
ものと思われる。
【００１７】以上の試験結果から、トリクル寿命性能と
サイクル寿命性能とに優れたリテーナ式密閉型鉛蓄電池
を得るには、蓄電池内の有効空間部が蓋部に設けた粉体
注入口より下になるよう構成し、極板群が収納された前
記空間部をセパレータの平均孔径より大きい平均空孔径
を有する粉体層で満たしたことを特徴とするリテーナ式
密閉型鉛蓄電池を採用すればよいことが分かる。
サイクル寿命性能とに優れたリテーナ式密閉型鉛蓄電池
を得るには、蓄電池内の有効空間部が蓋部に設けた粉体
注入口より下になるよう構成し、極板群が収納された前
記空間部をセパレータの平均孔径より大きい平均空孔径
を有する粉体層で満たしたことを特徴とするリテーナ式
密閉型鉛蓄電池を採用すればよいことが分かる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかるリ
テーナ式密閉型鉛蓄電池は、蓄電池内の有効空間部が蓋
部に設けた粉体注入口より下になるよう構成し、極板群
が収納された前記空間部をセパレータの平均孔径より大
きい平均空孔径を有する粉体層で満たしたことを特徴と
する。これにより、トリクル寿命特性及びサイクル寿命
特性に優れたリテーナ式密閉型鉛蓄電池を提供するこが
できる。
テーナ式密閉型鉛蓄電池は、蓄電池内の有効空間部が蓋
部に設けた粉体注入口より下になるよう構成し、極板群
が収納された前記空間部をセパレータの平均孔径より大
きい平均空孔径を有する粉体層で満たしたことを特徴と
する。これにより、トリクル寿命特性及びサイクル寿命
特性に優れたリテーナ式密閉型鉛蓄電池を提供するこが
できる。
【図１】本発明にかかる密閉型鉛蓄電池の要部断面模式
図である。
図である。
【図２】４０℃トリクル寿命性能を示す図である。
【図３】２５℃サイクル寿命性能を示す図である。
【図４】粉体注入口下部まで粉体を満した従来型蓄電池
の要部断面模式図である。
の要部断面模式図である。
１ 電槽 ２ 極板群 ３ 粉体層 ４ 粒体 ５ ジョウゴ ６ めばり部材 ７ 粉体層上部と蓄電池蓋裏との空間部 ８ 粉体注入口
Claims (1)
- 【請求項１】 蓄電池内部空間が蓋部に設けた粉体注入
口より下になるよう構成し、極板群が収納された前記空
間部をセパレータの平均孔径より大きい平均空孔径を有
する粉体層で満たしたことを特徴とするリテーナ式密閉
型鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017029A JPH07211342A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | リテーナ式密閉型鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017029A JPH07211342A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | リテーナ式密閉型鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211342A true JPH07211342A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11932580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6017029A Pending JPH07211342A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | リテーナ式密閉型鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211342A (ja) |
-
1994
- 1994-01-17 JP JP6017029A patent/JPH07211342A/ja active Pending
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