JPH10144340A - 円筒型密閉式鉛蓄電池 - Google Patents
円筒型密閉式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH10144340A JPH10144340A JP8311317A JP31131796A JPH10144340A JP H10144340 A JPH10144340 A JP H10144340A JP 8311317 A JP8311317 A JP 8311317A JP 31131796 A JP31131796 A JP 31131796A JP H10144340 A JPH10144340 A JP H10144340A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- active material
- sealed lead
- positive electrode
- battery
- 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
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】円筒型密閉式鉛蓄電池の極板において、活物質
が剥離・脱落することの無い極板を提供する。 【解決手段】極板、セパレータを渦巻き状に巻き取って
エレメントを構成する極板の巻き始め側の活物質充填厚
みが巻き終り側の活物質充填厚みよりも薄くしする。
が剥離・脱落することの無い極板を提供する。 【解決手段】極板、セパレータを渦巻き状に巻き取って
エレメントを構成する極板の巻き始め側の活物質充填厚
みが巻き終り側の活物質充填厚みよりも薄くしする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒型密閉式鉛蓄
電池に関するものである。
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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式鉛
電池には、現在リテーナ式と呼ばれる方式が一般的に採
用されている。リテーナ式と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（ガラスセパレータ）で電池の充放電に必要な硫酸
電解液の保持と両極の隔離をおこなう方式である。
板で吸収するいわゆる酸素サイクルを利用した密閉式鉛
電池には、現在リテーナ式と呼ばれる方式が一般的に採
用されている。リテーナ式と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（ガラスセパレータ）で電池の充放電に必要な硫酸
電解液の保持と両極の隔離をおこなう方式である。
【０００３】そして、無保守、無漏液、ポジションフリ
ーなどの特徴を生かしてポータブル機器、コンピュータ
のバックアップ電源、また大型の据置電源に用いられて
いる。近年無停電電源装置（以下ＵＰＳと記す）に用い
られる密閉式鉛蓄電池では高率放電性能が重要であり、
極板を薄くして電流密度を下げることが放電電圧特性の
改善に対して非常に有効である。実際にＵＰＳ等で使用
される１．７Ｖ／セルと高い放電終止電圧で判断した場
合には、薄い極板を用いた電池では容量が大きく向上す
る。
ーなどの特徴を生かしてポータブル機器、コンピュータ
のバックアップ電源、また大型の据置電源に用いられて
いる。近年無停電電源装置（以下ＵＰＳと記す）に用い
られる密閉式鉛蓄電池では高率放電性能が重要であり、
極板を薄くして電流密度を下げることが放電電圧特性の
改善に対して非常に有効である。実際にＵＰＳ等で使用
される１．７Ｖ／セルと高い放電終止電圧で判断した場
合には、薄い極板を用いた電池では容量が大きく向上す
る。
【０００４】しかし、従来の角形電池では極板を薄くす
ると正極格子の腐食などによって短寿命となり、極板厚
みが約０．５ｍｍ程度では４０℃におけるトリクル寿命
性能は約０．５年と、従来の３ｍｍの厚みを持つ極板に
比べて約１／４程度となってしまう。この対策としてエ
レメントを高圧迫にして組み立てることが寿命性能向上
に有効なことが知られているが、従来の角形電池では圧
迫力を著しく高くすることは組立上困難である。
ると正極格子の腐食などによって短寿命となり、極板厚
みが約０．５ｍｍ程度では４０℃におけるトリクル寿命
性能は約０．５年と、従来の３ｍｍの厚みを持つ極板に
比べて約１／４程度となってしまう。この対策としてエ
レメントを高圧迫にして組み立てることが寿命性能向上
に有効なことが知られているが、従来の角形電池では圧
迫力を著しく高くすることは組立上困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで極板を渦状に巻
き取り高圧迫を実現することが考えられる。しかし従来
の開孔率９０％程度の形状の格子体を用いて薄い極板を
製作しようとすると、活物質の充填時、もしくはその後
の取り扱い時に活物質が格子体から脱落してしまう。そ
こで従来のような格子体の代わりに開孔率の小さな、穿
孔した鉛合金箔を基体として活物質を充填した極板を渦
状に巻回して円筒形電池を製作した。
き取り高圧迫を実現することが考えられる。しかし従来
の開孔率９０％程度の形状の格子体を用いて薄い極板を
製作しようとすると、活物質の充填時、もしくはその後
の取り扱い時に活物質が格子体から脱落してしまう。そ
こで従来のような格子体の代わりに開孔率の小さな、穿
孔した鉛合金箔を基体として活物質を充填した極板を渦
状に巻回して円筒形電池を製作した。
【０００６】しかしながら、活物質の充填厚みが厚い極
板においては極板巻取り時に硬化した活物質が基体から
剥離・脱落してしまう問題が発生した。これを防止する
には活物質の充填厚みを薄くして極板の強度を低下させ
るか、活物質が硬化しない充填直後に巻き取りをおこな
うこと等が考えられるが、前者の場合、電池としての容
量を制限することになり、この方法は電池の高容量化の
観点から適用し難い。また、後者の場合、この種の極板
では活物質層が薄いためにペーストが非常に乾燥しやす
くなり、電池組立を非常に短時間でおこなわなければな
らない等、工程上の制約が大きくなるためにこれも適用
しにくい。
板においては極板巻取り時に硬化した活物質が基体から
剥離・脱落してしまう問題が発生した。これを防止する
には活物質の充填厚みを薄くして極板の強度を低下させ
るか、活物質が硬化しない充填直後に巻き取りをおこな
うこと等が考えられるが、前者の場合、電池としての容
量を制限することになり、この方法は電池の高容量化の
観点から適用し難い。また、後者の場合、この種の極板
では活物質層が薄いためにペーストが非常に乾燥しやす
くなり、電池組立を非常に短時間でおこなわなければな
らない等、工程上の制約が大きくなるためにこれも適用
しにくい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】極板、セパレータを渦巻
き状に巻き取ってエレメントを構成する円筒型密閉式鉛
電池において、両側に活物質層を形成させた鉛合金箔を
基体とする帯状の極板であって正極板、負極板の両方ま
たはどちらか一方の巻き始め側の活物質充填厚みを巻き
終わり側の活物質充填厚みよりも薄くすることで上記密
閉式鉛蓄電池の問題点を解決しようとするものである。
き状に巻き取ってエレメントを構成する円筒型密閉式鉛
電池において、両側に活物質層を形成させた鉛合金箔を
基体とする帯状の極板であって正極板、負極板の両方ま
たはどちらか一方の巻き始め側の活物質充填厚みを巻き
終わり側の活物質充填厚みよりも薄くすることで上記密
閉式鉛蓄電池の問題点を解決しようとするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】極板の活物質充填厚みが厚くなる
と、充填・乾燥済み極板の強度が大きくなり、エレメン
ト巻回時に活物質層の剥離・脱落が起こりやすくなる。
とりわけ、エレメント巻回初期段階においてこの剥離・
脱落は著しい。これは巻回初期段階のエレメントの曲率
半径が極めて小さいために、極板が折り曲げに近い状態
にまで曲げられるためである。乾燥した厚い活物質は硬
く、可撓性がないためにエレメントの外向側の活物質層
は基体が巻き取られていくにもかかわらず硬化した時の
形状を保持したまま基体から剥離して、脱落にいたる。
一方、エレメント内向側の活物質層は基体に巻き込まれ
るように圧縮力を受ける結果、崩壊して脱落する。
と、充填・乾燥済み極板の強度が大きくなり、エレメン
ト巻回時に活物質層の剥離・脱落が起こりやすくなる。
とりわけ、エレメント巻回初期段階においてこの剥離・
脱落は著しい。これは巻回初期段階のエレメントの曲率
半径が極めて小さいために、極板が折り曲げに近い状態
にまで曲げられるためである。乾燥した厚い活物質は硬
く、可撓性がないためにエレメントの外向側の活物質層
は基体が巻き取られていくにもかかわらず硬化した時の
形状を保持したまま基体から剥離して、脱落にいたる。
一方、エレメント内向側の活物質層は基体に巻き込まれ
るように圧縮力を受ける結果、崩壊して脱落する。
【０００９】本発明は上記のエレメント曲率半径の小さ
い部分に相当する極板の活物質層の厚みを薄くすること
で上記の剥離・脱落を防ごうとするものである。
い部分に相当する極板の活物質層の厚みを薄くすること
で上記の剥離・脱落を防ごうとするものである。
【００１０】以上の方法は正極板、負極板の両方または
どちらか一方の極板に適用されるか、また、活物質層の
厚みの変化は連続的であるか、段階的であるかは問わな
い有効な手段である。
どちらか一方の極板に適用されるか、また、活物質層の
厚みの変化は連続的であるか、段階的であるかは問わな
い有効な手段である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。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、２０ｋｇ／ｄｍ2 の
荷重下で厚さ０．５ｍｍのものを使用した。基体として
の鉛合金箔には厚み約０．１ｍｍでＰｂ９９％−Ｓｎ１
％の組成のものを用いた。鉛箔には活物質の充填性を上
げるために表面に凹凸をつけている。
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、２０ｋｇ／ｄｍ2 の
荷重下で厚さ０．５ｍｍのものを使用した。基体として
の鉛合金箔には厚み約０．１ｍｍでＰｂ９９％−Ｓｎ１
％の組成のものを用いた。鉛箔には活物質の充填性を上
げるために表面に凹凸をつけている。
【００１２】この鉛箔に、両端の厚みが０．０５ｍｍ,
０．２ｍｍとなった長さ方向の断面形状が楔形のシムを
用いて活物質を充填・乾燥して正極板・負極板（以下、
この形状の正極板・負極板を正極Ａ・負極Ａと表記す
る）を作製した。なお比較・対照のために両端の厚みが
０．０５ｍｍの長さ方向の断面形状が長方形のシムを用
いて充填した正極板・負極板（以下、この形状の正極板
・負極板を正極Ｂ・負極Ｂと表記する）も作製し, これ
らの極板を組み合わせてエレメントを製作した。製作し
たエレメントの内容を表１に示す。
０．２ｍｍとなった長さ方向の断面形状が楔形のシムを
用いて活物質を充填・乾燥して正極板・負極板（以下、
この形状の正極板・負極板を正極Ａ・負極Ａと表記す
る）を作製した。なお比較・対照のために両端の厚みが
０．０５ｍｍの長さ方向の断面形状が長方形のシムを用
いて充填した正極板・負極板（以下、この形状の正極板
・負極板を正極Ｂ・負極Ｂと表記する）も作製し, これ
らの極板を組み合わせてエレメントを製作した。製作し
たエレメントの内容を表１に示す。
【００１３】
【表１】 上記の極板を組み合わせて、極板の端（正極Ａ、負極Ａ
においては極板厚みの薄い方の端）をセパレータを介し
て重ね合わせ、この部分を巻き取り芯で挟み込んで渦状
に巻回した。巻回後に芯をひきぬいて、最外周をテープ
で固定してエレメントを製作した。エレメント巻回時に
生じた極板活物質の脱落量を表２に示す。
においては極板厚みの薄い方の端）をセパレータを介し
て重ね合わせ、この部分を巻き取り芯で挟み込んで渦状
に巻回した。巻回後に芯をひきぬいて、最外周をテープ
で固定してエレメントを製作した。エレメント巻回時に
生じた極板活物質の脱落量を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【発明の効果】以上に示す通り、本発明の正極Ａ・負極
Ａを使用したエレメント１は巻回時における活物質層の
剥離・脱落が従来の正極Ｂ・負極Ｂを使用したエレメン
ト４よりも小さいために、剥離した活物質によるセパレ
ータ貫通短絡不良や活物質の脱落が原因となる放電容量
の不足などが極めて起こりにくい。従って電池の組立時
における不良率は低下し、作業性が向上するために、本
発明の工業的価値は大きい。
Ａを使用したエレメント１は巻回時における活物質層の
剥離・脱落が従来の正極Ｂ・負極Ｂを使用したエレメン
ト４よりも小さいために、剥離した活物質によるセパレ
ータ貫通短絡不良や活物質の脱落が原因となる放電容量
の不足などが極めて起こりにくい。従って電池の組立時
における不良率は低下し、作業性が向上するために、本
発明の工業的価値は大きい。
【図１】従来の巻回式電池の正極板Ｂおよび負極板Ｂの
断面図（長さ方向）
断面図（長さ方向）
【図２】本発明の正極板Ａおよび負極板Ａの断面図（長
さ方向）
さ方向）
１ 基体（鉛合金箔） ２ 活物質層 ３ セパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】極板、セパレータを渦巻き状に巻き取って
エレメントを構成する円筒型密閉式鉛電池において、両
側に活物質層を形成させた鉛合金箔を基体とする帯状の
極板であって、正極板、負極板の両方またはどちらか一
方の巻き始め側の活物質充填厚みが巻き終わり側の活物
質充填厚みよりも薄いことを特徴とする円筒型密閉式鉛
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311317A JPH10144340A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 円筒型密閉式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311317A JPH10144340A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 円筒型密閉式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10144340A true JPH10144340A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=18015687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8311317A Pending JPH10144340A (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 円筒型密閉式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10144340A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195556A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| EP1202364A1 (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Isao Matsumoto | Spirally-rolled electrodes with separator and the batteries therewith |
| KR100601561B1 (ko) | 2004-07-28 | 2006-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 원통형 리튬 이차전지 |
| JP2010521793A (ja) * | 2007-03-26 | 2010-06-24 | エルジー・ケム・リミテッド | 活性材料層を様々な充填量で有するゼリー−ロール |
| US8739400B2 (en) | 2010-10-04 | 2014-06-03 | Lg Chem, Ltd. | Press assembly and method for bending electrical terminals of battery cells |
| CN112542616A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-23 | 东莞新能安科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP8311317A patent/JPH10144340A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195556A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| EP1202364A1 (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Isao Matsumoto | Spirally-rolled electrodes with separator and the batteries therewith |
| US8187738B2 (en) | 2000-10-26 | 2012-05-29 | Isao Matsumoto | Spirally-rolled electrodes with separator and the batteries therewith |
| KR100601561B1 (ko) | 2004-07-28 | 2006-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 권취형 전극 조립체 및 이를 구비하는 원통형 리튬 이차전지 |
| JP2010521793A (ja) * | 2007-03-26 | 2010-06-24 | エルジー・ケム・リミテッド | 活性材料層を様々な充填量で有するゼリー−ロール |
| US8739400B2 (en) | 2010-10-04 | 2014-06-03 | Lg Chem, Ltd. | Press assembly and method for bending electrical terminals of battery cells |
| CN112542616A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-23 | 东莞新能安科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
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