JPS6226155B2 - - Google Patents
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- JPS6226155B2 JPS6226155B2 JP54101505A JP10150579A JPS6226155B2 JP S6226155 B2 JPS6226155 B2 JP S6226155B2 JP 54101505 A JP54101505 A JP 54101505A JP 10150579 A JP10150579 A JP 10150579A JP S6226155 B2 JPS6226155 B2 JP S6226155B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- water
- electrolyte
- acid
- sealed lead
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- 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.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/12—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
- H01M10/10—Immobilising of electrolyte
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、密閉形鉛蓄電池に関するもので、特
に高温過放電特性を改良することを目的とする。
に高温過放電特性を改良することを目的とする。
従来、正極格子体に純鉛あるいはPb−Ca合金
を用いた鉛蓄電池は、ある一定電圧（通常1.8〜
1.7V／セル）以下まで放電する過放電を行なう
と次の充電ができにくくなり、さらに過放電状態
で電池が長期間放置されると、充電特性がさらに
劣化する傾向があつた。これは過放電および過放
電状態での放置によつて、正極格子体と活物質の
界面に結晶性の発達した絶縁性の硫酸鉛が生成す
るのが一つの原因であつた。近年になつて、過放
電を行なつても格子体表面にこのような結晶性の
硫酸鉛が生成しにくい鉛合金が開発され、過放電
の問題は一応解決されたかに見えた。
を用いた鉛蓄電池は、ある一定電圧（通常1.8〜
1.7V／セル）以下まで放電する過放電を行なう
と次の充電ができにくくなり、さらに過放電状態
で電池が長期間放置されると、充電特性がさらに
劣化する傾向があつた。これは過放電および過放
電状態での放置によつて、正極格子体と活物質の
界面に結晶性の発達した絶縁性の硫酸鉛が生成す
るのが一つの原因であつた。近年になつて、過放
電を行なつても格子体表面にこのような結晶性の
硫酸鉛が生成しにくい鉛合金が開発され、過放電
の問題は一応解決されたかに見えた。
しかし、このような耐過放電性の優れた格子合
金を用いた密閉形鉛蓄電池でも、比較的温度の高
い所に過放電状態で長期間放置すると、充電初期
の充電々流は流れやすく、充電の受け入れ性は良
いにもかかわらず、初期容量まで特性が回復しな
い現象が生じることがある。これは鉛蓄電池の放
電反応によつて電解液中の硫酸イオンが消費され
て水が生成し、電解液の硫酸濃度が低くなるため
に電解液中の水の蒸気圧が高くなり、気化した水
分が通常ABS樹脂やAS樹脂から成る電槽壁を拡
散透過して電解液中の水分が減少することによ
る。特にコロイド電解質の場合は水分の減少によ
つてクラツクが多く発生し、その結果、放電時の
硫酸イオンの拡散が悪くなり、特性の劣化をきた
す。
金を用いた密閉形鉛蓄電池でも、比較的温度の高
い所に過放電状態で長期間放置すると、充電初期
の充電々流は流れやすく、充電の受け入れ性は良
いにもかかわらず、初期容量まで特性が回復しな
い現象が生じることがある。これは鉛蓄電池の放
電反応によつて電解液中の硫酸イオンが消費され
て水が生成し、電解液の硫酸濃度が低くなるため
に電解液中の水の蒸気圧が高くなり、気化した水
分が通常ABS樹脂やAS樹脂から成る電槽壁を拡
散透過して電解液中の水分が減少することによ
る。特にコロイド電解質の場合は水分の減少によ
つてクラツクが多く発生し、その結果、放電時の
硫酸イオンの拡散が悪くなり、特性の劣化をきた
す。
また、硫酸を含有させたガラス繊維などのマツ
トの場合にも、同様に硫酸イオンの拡散が悪くな
り、特性劣化をきたす。
トの場合にも、同様に硫酸イオンの拡散が悪くな
り、特性劣化をきたす。
このように耐衝撃性やコストの面から優れてい
るために通常電槽材質として使用されている
ABS樹脂などは吸湿性を有しており、気化した
水分を特に透過しやすい性質がある。また小形密
閉鉛蓄電池では、耐漏液性やその他の利点から硫
酸コロイドおよびガラス繊維などからマツトが使
用される。しかし硫酸コロイドの場合、水分が飛
散すると、コロイドにクラツクが発生し、そのク
ラツク部の空間に蒸発した水分が電槽壁を拡散透
過するようになり、水分の飛散を加速させてしま
う。充放電サイクル用途の密閉形鉛蓄電池は、一
般的に正極活物質の軟化、脱落による正極板の劣
化を抑制するために、電池の容量を電解液量律則
に構成されているが、この構成の電池は、過放電
をした場合電解質がより中性領域に近くなり、従
つて水の蒸気圧が高くなり、水分が蒸発しやすく
なる。
るために通常電槽材質として使用されている
ABS樹脂などは吸湿性を有しており、気化した
水分を特に透過しやすい性質がある。また小形密
閉鉛蓄電池では、耐漏液性やその他の利点から硫
酸コロイドおよびガラス繊維などからマツトが使
用される。しかし硫酸コロイドの場合、水分が飛
散すると、コロイドにクラツクが発生し、そのク
ラツク部の空間に蒸発した水分が電槽壁を拡散透
過するようになり、水分の飛散を加速させてしま
う。充放電サイクル用途の密閉形鉛蓄電池は、一
般的に正極活物質の軟化、脱落による正極板の劣
化を抑制するために、電池の容量を電解液量律則
に構成されているが、この構成の電池は、過放電
をした場合電解質がより中性領域に近くなり、従
つて水の蒸気圧が高くなり、水分が蒸発しやすく
なる。
従来、このような電槽壁からの水分の透過を防
ぐために、金属箔等で電槽外壁を被覆したり、あ
るいは電解質上部に流動性パラフインのような液
体の層を設けたりして水分の蒸発を防ぐこと等が
提案されている。しかし、コスト高になることや
流動性物質を密閉形電池に使用した場合、安全弁
から流動性物質が漏れること等種々の問題点があ
る。
ぐために、金属箔等で電槽外壁を被覆したり、あ
るいは電解質上部に流動性パラフインのような液
体の層を設けたりして水分の蒸発を防ぐこと等が
提案されている。しかし、コスト高になることや
流動性物質を密閉形電池に使用した場合、安全弁
から流動性物質が漏れること等種々の問題点があ
る。
本発明は、電槽にABS樹脂のように水蒸気の
拡散透過性のある材質を用いた密閉形鉛蓄電池に
おける前述のような欠点を解消することを目的と
する。すなわち、本発明は、電解液のPHが７前後
では吸水能力が高く、PHが１程度になるとほとん
ど吸水性を示さない性質を有する吸水性化合物を
電解質上部に設けることを特徴とするものであ
る。この構成によつて電池が過放電状態になり、
電解質が中性領域になつた場合、蒸発した水分を
吸水性の化合物中に保持させて電槽壁からの拡散
透過を防ぐ。次に充電された時にまず電解質のPH
が低くなり、続いて電解質層と接した吸水性化合
物層に硫酸イオンが拡散してゆき、そのPHを下
げ、吸水性化合物に保持されていた水分はこれか
ら分離し、水は電解質内にもどされる。本発明
は、このようにして、特に高温における過放電状
態での電解質中の水分の電池外への飛散を抑制
し、電池性能の劣化を抑制するものである。
拡散透過性のある材質を用いた密閉形鉛蓄電池に
おける前述のような欠点を解消することを目的と
する。すなわち、本発明は、電解液のPHが７前後
では吸水能力が高く、PHが１程度になるとほとん
ど吸水性を示さない性質を有する吸水性化合物を
電解質上部に設けることを特徴とするものであ
る。この構成によつて電池が過放電状態になり、
電解質が中性領域になつた場合、蒸発した水分を
吸水性の化合物中に保持させて電槽壁からの拡散
透過を防ぐ。次に充電された時にまず電解質のPH
が低くなり、続いて電解質層と接した吸水性化合
物層に硫酸イオンが拡散してゆき、そのPHを下
げ、吸水性化合物に保持されていた水分はこれか
ら分離し、水は電解質内にもどされる。本発明
は、このようにして、特に高温における過放電状
態での電解質中の水分の電池外への飛散を抑制
し、電池性能の劣化を抑制するものである。
以下、本発明はその実施例により説明する。
第１図は本発明の密閉形鉛蓄電池の一実施例を
示す。図において、１はABS樹脂製の厚さ1.5mm
の電槽であり、その内部には３枚の負極２と２枚
の正極板４および隔離板３より成る極板群を挿入
し、硫酸コロイド電解質５を注入している。な
お、正極の格子体には、過放電後の充電特性が比
較的優れているPb−Ca（0.1重量％）−Sn（0.5重
量％）合金を用いた。６は電解質５と接して設け
た溶液のPHに対して選択特性のある吸水性化合物
の層である。７は電槽の開口部にエポキシ樹脂に
より接着した蓋、８は負極端子、９は正極端子、
１０は安全弁、１１は電池内気相部である。
示す。図において、１はABS樹脂製の厚さ1.5mm
の電槽であり、その内部には３枚の負極２と２枚
の正極板４および隔離板３より成る極板群を挿入
し、硫酸コロイド電解質５を注入している。な
お、正極の格子体には、過放電後の充電特性が比
較的優れているPb−Ca（0.1重量％）−Sn（0.5重
量％）合金を用いた。６は電解質５と接して設け
た溶液のPHに対して選択特性のある吸水性化合物
の層である。７は電槽の開口部にエポキシ樹脂に
より接着した蓋、８は負極端子、９は正極端子、
１０は安全弁、１１は電池内気相部である。
吸水力がPHに依存する化合物としては、アクリ
ル酸系モノマーまたはメタクリル酸系モノマーを
グラフト共重合したデン粉が顕著な効果のある化
合物であり、たとえば三洋化成工業(株)よりサンウ
エツトIM−300などの名で販売されているのはそ
の一例である。
ル酸系モノマーまたはメタクリル酸系モノマーを
グラフト共重合したデン粉が顕著な効果のある化
合物であり、たとえば三洋化成工業(株)よりサンウ
エツトIM−300などの名で販売されているのはそ
の一例である。
これらは一般に樹脂粉末状、マツト状、布状な
ど各種の形態になる。粉末は他の結着材と混練、
成形して多孔体として用いることもできるが、吸
水時の体積変化が大きいので、むしろ、単体に近
い形式で用いる方がよい。粉末は中性領域で吸水
すれば見かけ状一体の軟体として取り扱うことが
できるが、PHが変化し水を放出すると、また粉体
に戻る。この実施例では、電池の上部空間に、電
解質層に接して上記サンウエツトIM−300の粉末
層を形成した。
ど各種の形態になる。粉末は他の結着材と混練、
成形して多孔体として用いることもできるが、吸
水時の体積変化が大きいので、むしろ、単体に近
い形式で用いる方がよい。粉末は中性領域で吸水
すれば見かけ状一体の軟体として取り扱うことが
できるが、PHが変化し水を放出すると、また粉体
に戻る。この実施例では、電池の上部空間に、電
解質層に接して上記サンウエツトIM−300の粉末
層を形成した。
上記構成の10時間率放電容量が3Ahで電解液律
則の電池をＡ、吸水性層６を設けない電池をＢと
する。
則の電池をＡ、吸水性層６を設けない電池をＢと
する。
これらの電池を温度50℃の雰囲気中で20時間率
相当の定抵抗負荷で40時間放電した後、同じく50
℃の雰囲気中において開路状態で一定期間放置
し、次いで20℃の雰囲気中で2.5V／セルの定電
圧充電（最大電流1A）を15時間行なつた。この
充電後の放電容量をそれぞれの電池の初期容量に
対する回復率で示すと第２図の如くであつた。ま
た第３図には前記過放電後の開路状態で放置期間
中の電池の重量減を示す。
相当の定抵抗負荷で40時間放電した後、同じく50
℃の雰囲気中において開路状態で一定期間放置
し、次いで20℃の雰囲気中で2.5V／セルの定電
圧充電（最大電流1A）を15時間行なつた。この
充電後の放電容量をそれぞれの電池の初期容量に
対する回復率で示すと第２図の如くであつた。ま
た第３図には前記過放電後の開路状態で放置期間
中の電池の重量減を示す。
これらの結果から明らかなように、吸水性層６
を設けない電池Ｂは、過放電後、高温中に放置す
ると、電池内の空間部１１に蒸発した水蒸気が樹
脂電槽１の壁から拡散透過し、飛散するので電解
質中の水分が減少し、次第に電解質５のコロイド
にクラツクが発生し、そのクラツク部に生じた空
間に発生した水蒸気も電槽壁から飛散するので、
放置期間が長くなるにつれて減少速度は速くな
る。そしてこのような電池は初期容量まで回復し
なくなる。一方、本発明の電池Ａは重量減がほと
んど無く、容量回復率の劣化は小さい。
を設けない電池Ｂは、過放電後、高温中に放置す
ると、電池内の空間部１１に蒸発した水蒸気が樹
脂電槽１の壁から拡散透過し、飛散するので電解
質中の水分が減少し、次第に電解質５のコロイド
にクラツクが発生し、そのクラツク部に生じた空
間に発生した水蒸気も電槽壁から飛散するので、
放置期間が長くなるにつれて減少速度は速くな
る。そしてこのような電池は初期容量まで回復し
なくなる。一方、本発明の電池Ａは重量減がほと
んど無く、容量回復率の劣化は小さい。
このように本発明の電池は従来の電池に比較し
て高温過放電放置特性に優れており、また、先に
提案されている電槽外壁を被覆するよりも簡単で
低コストである。また吸水性層６の代わりに流動
性パラフイン層を設ける場合のように、電池を横
に倒した時に、安全弁１０の中にパラフインが流
れ込んで、電池外に漏れたりすることも無い。ま
た本発明は電解質が水溶液の場合も同様の効果が
ある。
て高温過放電放置特性に優れており、また、先に
提案されている電槽外壁を被覆するよりも簡単で
低コストである。また吸水性層６の代わりに流動
性パラフイン層を設ける場合のように、電池を横
に倒した時に、安全弁１０の中にパラフインが流
れ込んで、電池外に漏れたりすることも無い。ま
た本発明は電解質が水溶液の場合も同様の効果が
ある。
なお、従来より硫酸コロイド電解質上部に合成
繊維綿やガラス綿等を設けた構成の電池がある
が、これは硫酸コロイドから離漿する少量の硫酸
水溶液を吸つて漏液を防ぐためのものであり、吸
水性にPH依存性は無く、従つて本発明のような効
果は得られない。
繊維綿やガラス綿等を設けた構成の電池がある
が、これは硫酸コロイドから離漿する少量の硫酸
水溶液を吸つて漏液を防ぐためのものであり、吸
水性にPH依存性は無く、従つて本発明のような効
果は得られない。
以上のように、本発明は電解質層に接して吸水
力がPHに依存性を有する化合物を用いることによ
つて、密閉電池の過放電放置における内部の蒸気
圧の上昇を抑え、電槽外への水のリークを抑制し
て、特性劣化を防止する優れた効果を与えるもの
であり、密閉形鉛電池の実用性を高める上で、そ
の効力は極めて大である。
力がPHに依存性を有する化合物を用いることによ
つて、密閉電池の過放電放置における内部の蒸気
圧の上昇を抑え、電槽外への水のリークを抑制し
て、特性劣化を防止する優れた効果を与えるもの
であり、密閉形鉛電池の実用性を高める上で、そ
の効力は極めて大である。
第１図は本発明の一実施例を示す密閉形鉛蓄電
池の縦断面図、第２図は過放電放置した時の容量
回復率を比較した図、第３図は放置中の電池の重
量減を比較した図である。 １……電槽、２……負極、３……隔離板、４…
…正極、５……電解質、６……吸水性化合物の
層。
池の縦断面図、第２図は過放電放置した時の容量
回復率を比較した図、第３図は放置中の電池の重
量減を比較した図である。 １……電槽、２……負極、３……隔離板、４…
…正極、５……電解質、６……吸水性化合物の
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水分の吸収力にPH依存性を有し、中性領域お
よびその近傍で水分の吸収力が高い化合物を電解
質層に接して設けたことを特徴とする密閉形鉛蓄
電池。 ２ PH依存性を有する吸水性化合物が、アクリル
酸系モノマーまたはメタクリル酸系モノマーをグ
ラフト共重合したデン粉である特許請求の範囲第
１項記載の密閉形鉛蓄電池。 ３ 電解質層が硫酸を含むコロイドである特許請
求の範囲第１項記載の密閉形鉛蓄電池。 ４ 電解質層が硫酸を含有したガラス繊維などの
マツトからなる特許請求の範囲第１項記載の密閉
形鉛蓄電池。 ５ 電槽がABS樹脂を用いる部分を備えた特許
請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の密閉形
鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10150579A JPS5626372A (en) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | Sealed type lead acid battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10150579A JPS5626372A (en) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | Sealed type lead acid battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5626372A JPS5626372A (en) | 1981-03-13 |
| JPS6226155B2 true JPS6226155B2 (ja) | 1987-06-06 |
Family
ID=14302457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10150579A Granted JPS5626372A (en) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | Sealed type lead acid battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5626372A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143158A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-05 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
1979
- 1979-08-08 JP JP10150579A patent/JPS5626372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5626372A (en) | 1981-03-13 |
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