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JPH02177253A - Closed type lead accumulator - Google Patents

Closed type lead accumulator

Info

Publication number
JPH02177253A
JPH02177253A JP63334369A JP33436988A JPH02177253A JP H02177253 A JPH02177253 A JP H02177253A JP 63334369 A JP63334369 A JP 63334369A JP 33436988 A JP33436988 A JP 33436988A JP H02177253 A JPH02177253 A JP H02177253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separator
glass
powder
porous
alkali
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
Application number
JP63334369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahide Nakayama
恭秀 中山
Kenjiro Kishimoto
岸本 健二郎
Katsumi Kitagawa
北川 勝美
Jiyunsuke Mutou
武藤 純資
Hiroki Kitawaki
北脇 宏紀
Masashi Sugiyama
昌司 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Yuasa Corp
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Yuasa Battery Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd, Yuasa Battery Corp filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP63334369A priority Critical patent/JPH02177253A/en
Publication of JPH02177253A publication Critical patent/JPH02177253A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443Particulate material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
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    • H01M50/434Ceramics
    • H01M50/437Glass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
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Abstract

PURPOSE:To increase the amount kept of an electrolyte by 50 defining a separator that its matrix is an alkali silicate inclusive glass fiber of specified standard fiber size and including a specified amount of alkali and that it includes a specified amount of porous glass fiber, porous glass powder and/or porous silicic acid powder. CONSTITUTION:For a separator, matrix is an alkali silicate inclusive glass fiber of specified standard fiber size and including a specified amount of porous glass fiber, porous glass powder and/or porous silicic acid powder are included. The standard fiber size is not more than 2mum, the amount of alkali is 8 to 20weight%, and the amount of the porous glass fiber, porous glass powder and/or porous silicic powder is defined as 3 to 70% of the weight of the separator.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は密閉形鉛蓄電池に係り、特に電解液の成層化が
生じ難く長寿命の密閉形鉛蓄電池に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a sealed lead-acid battery, and particularly to a sealed lead-acid battery that is hard to cause stratification of an electrolyte and has a long life.

[従来の技術] 密閉形鉛蓄電池は、密閉容器内にセパレータと極板とが
積層配置された構成のものであり、電池内の電解液はこ
のセパレータ及び正・負両極の孔内に流動することがな
いように保持されている。
[Prior Art] A sealed lead-acid battery has a structure in which a separator and an electrode plate are stacked in a sealed container, and the electrolyte in the battery flows into the separator and the holes in the positive and negative electrodes. It is kept in such a way that it never happens.

この密閉形鉛蓄電池は、耐漏液性に優れ、補水を必要と
せず、また自己放電が少ないといった特徴を有している
This sealed lead-acid battery has characteristics such as excellent leakage resistance, no need for water replenishment, and low self-discharge.

ところで、特公昭63−27826号公報に記載されて
いる如く、極板高が高い大容量の密閉形鉛蓄電池にあっ
ては、注液時は均一であるにも拘らず充放電をくり返す
とセパレータ及び極板の多孔内に保持された電解液の濃
度は上下方向で差が出てくる。即ち、セパレータの下部
はど電解液濃度が高くなる成層化現象が生ずるのである
。この成層化現象は主としてセパレータ部分で生じ易い
ためこれを防止するためには、セパレータの保液力を高
めること及び、セパレータの上下においても保液性に差
がないようにすることあるいは電解液にケイ酸微粉末を
添加することによりてその粘度を高くすることが要請さ
れる。
By the way, as described in Japanese Patent Publication No. 63-27826, in a large-capacity sealed lead-acid battery with a high plate height, even though the liquid is uniform during injection, repeated charging and discharging causes The concentration of the electrolytic solution held within the pores of the separator and electrode plate differs in the vertical direction. That is, a stratification phenomenon occurs in which the concentration of the electrolyte becomes higher in the lower part of the separator. This stratification phenomenon tends to occur mainly in the separator area, so in order to prevent this, it is necessary to increase the liquid retention capacity of the separator, to ensure that there is no difference in liquid retention capacity between the upper and lower parts of the separator, or to prevent it from occurring in the electrolyte. It is required to increase the viscosity by adding fine silicic acid powder.

従来、前記セパレータとしてはガラス繊維を主体とした
ものが主として用いられている。そして、このセパレー
タの保液性(液保持特性)を向上させるために種々の改
良が試みられている。
Conventionally, separators mainly made of glass fiber have been used. Various improvements have been attempted to improve the liquid retention properties (liquid retention characteristics) of this separator.

例えば、特開昭62−133669号、同62−138
751号には、SiO2,TiO2又は希土類元素酸化
物などの粉末を塗付ないし混合したセパレータが記載さ
れている。特開昭63−152853号には粉末として
シリカ又は発泡パーライトを用いることが記載されてい
る。
For example, JP-A-62-133669, JP-A No. 62-138
No. 751 describes a separator coated with or mixed with powder of SiO2, TiO2, or rare earth element oxide. JP-A-63-152853 describes the use of silica or expanded pearlite as powder.

また、特開昭63−143742号、同63−1463
48号には中空細管状のガラス繊維よりなるセパレータ
が記載されている。
Also, JP-A-63-143742, JP-A No. 63-1463
No. 48 describes a separator made of hollow tubular glass fiber.

更に特公昭83−27826号公報には、電解液に少量
の二酸化ケイ素微粉末を添加することによってその粘度
を上げ、成層化を防止する方法が示されている。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 83-27826 discloses a method of adding a small amount of silicon dioxide fine powder to an electrolytic solution to increase its viscosity and prevent stratification.

[発明が解決しようとする課題] 特開昭82−133689号、同82−136751号
の如く粉末を塗付ないし混合させたものにあっては、ガ
ラス繊維同志の間の空孔部の間隔が小さくなり、毛細管
現象による吸液力が高まるという作用が奏されるものの
、ガラス繊維及び粉末自体が占める容積が大きくなるた
め、液が保持されるべき空間容積が小さくなり、保液量
が小さくなるおそれがある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the products in which powder is applied or mixed as in JP-A-82-133689 and JP-A-82-136751, the distance between the pores between glass fibers is Although it has the effect of increasing the liquid absorption power due to capillary phenomenon, the volume occupied by the glass fibers and powder itself increases, so the space volume in which the liquid should be held becomes smaller, and the amount of liquid retained becomes smaller. There is a risk.

特開昭63−143742号、同63−146348号
の如くガラス繊維を中空細管状とすれば、ガラス繊維自
体が占める容積は小さくなる。
If the glass fiber is formed into a hollow tubular shape as in JP-A-63-143742 and JP-A-63-146348, the volume occupied by the glass fiber itself becomes smaller.

しかしながら、中空細管状のガラス1a維の製造コスト
は通常のガラス繊維に比べて著しく高く、セパレータの
価格も実用範囲を超えたものとなってしまう。
However, the manufacturing cost of hollow tubular glass la fibers is significantly higher than that of ordinary glass fibers, and the price of the separator also exceeds the practical range.

[L1題を解決するための手段] 本発明の密閉形鉛蓄電池は、電池容器内に極板とセパレ
ータとが積層配置され、セパレータと極板の多孔内には
自由に流動することがない程度の量の電解液が保持され
ている密閉形鉛蓄電池に関する。
[Means for solving the L1 problem] The sealed lead-acid battery of the present invention has an electrode plate and a separator arranged in a stacked manner within a battery container, and has a structure in which the electrode plate and the separator are arranged in a stacked manner to the extent that they do not flow freely into the pores of the separator and the electrode plate. This invention relates to a sealed lead-acid battery in which an amount of electrolyte is retained.

該セパレータは、平均繊維径が2μm以下であり、アル
カリ含有量が8〜20重量%の含アルカリ珪酸塩ガラス
繊維(以下、単に含アルカリガラス繊維ということがあ
る。)を主体としている。
The separator is mainly composed of alkali-containing silicate glass fibers (hereinafter sometimes simply referred to as alkali-containing glass fibers) having an average fiber diameter of 2 μm or less and an alkali content of 8 to 20% by weight.

このセパレータは、その重量の3〜70%の多孔質ガラ
ス繊維、多孔質ガラス粉末及び/又は多孔質ケイ酸粉末
を含んだものであ゛る。
This separator contains porous glass fiber, porous glass powder and/or porous silicic acid powder in an amount of 3 to 70% by weight.

[作用コ 本発明の密閉形鉛蓄電池においては、含アルカリガラス
繊維同志は該含アルカリガラス繊維から生成した水ガラ
ス状物質により接着されている。
[Function] In the sealed lead acid battery of the present invention, the alkali-containing glass fibers are bonded together by a water glass-like substance produced from the alkali-containing glass fibers.

多孔質ガラス繊維、多孔質ガラス粉末及び/又は多孔質
ケイ酸粉末はこの含アルカリガラス繊維に絡まったり、
あるいは少なくとも一部は上記水ガラス状物質により含
アルカリガラス繊維に接着されている。
Porous glass fibers, porous glass powder and/or porous silicic acid powder are entangled with this alkali-containing glass fiber,
Alternatively, at least a portion thereof is bonded to the alkali-containing glass fiber by the water glass-like substance.

このように多孔質ガラス繊維、多孔質ガラス粉末及び/
又は多孔質ケイ酸粉末を含有しているので、該多孔質の
ガラス繊維及び/又は粉末の空孔部だけ電解買を保持す
る容積が拡大される。またそれ故にセパレータの単位容
積当りのガラス繊維の本数や粉末の粒子数を増大させて
も、従来と同様の電解液保持用の容積を確保でき、加え
てこのようにセパレータ単位容積当りのガラス1a維の
本数や粉末の粒子数を増大させれば、セパレータ内の空
間の間隔が挟まり、毛細管現象による液保持力が強まる
In this way, porous glass fiber, porous glass powder and/or
Alternatively, since it contains porous silicic acid powder, the volume for holding electrolytic energy is expanded only in the pores of the porous glass fiber and/or powder. Therefore, even if the number of glass fibers and the number of powder particles per unit volume of the separator are increased, the same volume for holding the electrolyte as before can be secured. If the number of fibers or powder particles is increased, the spacing within the separator will be narrowed, and the liquid retention force due to capillary action will be strengthened.

このようなことから、本発明の密閉形鉛蓄電池は、電解
液の保持量を増大させることができ、かつセパレータの
上下方向の保液性を均等化することができる。
For this reason, the sealed lead-acid battery of the present invention can increase the amount of electrolyte retained, and can equalize the liquid retention in the vertical direction of the separator.

なお、上記の通り、本発明の密閉形鉛蓄電池のセパレー
タにおいては、多孔質のガラス繊維、ガラス粉末及び/
又は多孔質ケイ酸粉末を用いるのであるが、これらia
維や粉末の空孔は外部に連通した連続気孔(開気孔とも
称される。)ものである必要がある。このように連続気
孔であるが故に、当該気孔内に電解液を起電反応に寄与
できる形で保持することが可能となる。この連続気孔は
繊維同志又は繊維と粉末との間の間隙に比べ著しく微細
であるから、毛細管現象による液保持が強力であり、こ
れによってもセパレータの上下方向での保液性が均等化
されるようになる。
As mentioned above, in the separator of the sealed lead acid battery of the present invention, porous glass fiber, glass powder and/or
Alternatively, porous silicic acid powder is used, but these ia
The pores in the fiber or powder must be continuous pores (also called open pores) that communicate with the outside. Since the pores are continuous as described above, it is possible to hold the electrolytic solution within the pores in a form that can contribute to the electromotive reaction. Since these continuous pores are significantly finer than the gaps between fibers or between fibers and powder, liquid retention due to capillary action is strong, and this also equalizes the liquid retention in the vertical direction of the separator. It becomes like this.

本発明の密閉形鉛蓄電池のセパレータが多孔質ガラス粉
末及び/又は多孔質ケイ酸粉末を含有するものである場
合、この多孔質ガラス粉末は発泡パーライトの如き気泡
含有ガラスの粉砕物とは異なるものである。即ち、発泡
パーライトなどの気泡含有ガラス中の気孔は大きなもの
は例えばmrnオーダーにも達する大径のものである。
When the separator of the sealed lead-acid battery of the present invention contains porous glass powder and/or porous silicic acid powder, this porous glass powder is different from a crushed product of bubble-containing glass such as expanded perlite. It is. That is, the pores in a glass containing bubbles such as expanded pearlite have a large diameter, for example, on the order of mrn.

従って、この種の気泡含有ガラスの粉砕物にあっては、
殆ど気孔を有しない粒子になっており、セパレータに混
合されたとしても本発明の多孔質ガラス粉末のようには
保液性を高めることはできない。
Therefore, in this type of crushed glass containing bubbles,
They are particles with almost no pores, and even if they are mixed into a separator, they cannot improve liquid retention like the porous glass powder of the present invention.

尚酸可溶成分を酸処理して除去し多孔質とするプロセス
を電池内の硫酸により行わせる事が考えられるがこの場
合、電解液中に酸可溶成分が流出し電池性能の低下をも
たらすので、あらかじめ処理を行い、電池内にセットさ
れる時は、耐酸性が良好な状態としておかねばならない
It is possible to use sulfuric acid in the battery to remove acid-soluble components and make them porous, but in this case, acid-soluble components leak into the electrolyte, resulting in a decrease in battery performance. Therefore, it must be treated in advance so that it has good acid resistance when it is set in the battery.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるセパレータは、平均直
径が2μm以下であり、アルカリ含有量が8〜20重量
%の含アルカリ珪酸塩ガラス繊維を主体としている。
The separator used in the sealed lead-acid battery of the present invention has an average diameter of 2 μm or less and is mainly composed of alkali-containing silicate glass fibers having an alkali content of 8 to 20% by weight.

この含アルカリ珪酸塩ガラスlll維は、その直径が過
度に大きいとセパレータの最大細孔径が大きくなり、毛
細管現象による液保持力が低下するおそれがあるので、
平均径を2μ以下とりわけ0.9μ以下とするのが好適
である。また、逆にガラス繊維径が小さすぎると、セパ
レータがコスト高となるので、0.4μ以上、特に0.
6μ以上とするのが好適である。
If the diameter of these alkali-containing silicate glass fibers is excessively large, the maximum pore diameter of the separator will increase, which may reduce the liquid retention capacity due to capillary phenomenon.
It is preferable that the average diameter is 2μ or less, particularly 0.9μ or less. On the other hand, if the glass fiber diameter is too small, the cost of the separator will increase, so it should be 0.4μ or more, especially 0.4μ or more.
It is preferable that the thickness is 6μ or more.

本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるセパレータにあっては
、上記含アルカリ珪酸塩ガラス繊維の平均直径は2μm
以下であり、特に0.6〜0.9μmが好ましい。
In the separator used in the sealed lead-acid battery of the present invention, the average diameter of the alkali-containing silicate glass fiber is 2 μm.
or less, and particularly preferably 0.6 to 0.9 μm.

含アルカリ珪酸塩ガラス繊維を用いると、製造工程の抄
造工程で含アルカリ珪酸塩ガラウ繊維の表面に水ガラス
状物質が生成し、この水ガラス状物質の粘着性によって
繊維同志又は繊維と粉末とが接着される0本発明におい
ては、含アルカリ珪酸塩ガラス繊維のうちでも、蓄電池
に使用されることから、耐酸性の良好なものが好適に使
用される。この耐酸性の程度は、平均繊維径1μm以下
のガラス繊維の状態で、JISC−2202に従って測
定した場合の重量減が2%以下であるのが望ましい、ま
た、このようなガラス1alaの組成としては重量比で
60〜75%の5102及び8〜20%のR20(Na
20、K2Oなどのアルカリ金属酸化物)を主として含
有しくただし5t02+R20は75〜90%)、その
他に例えばCab%MgO,B203 、AfL20s
、ZnO,Fe2esなどの1種又は2種以上を含んだ
ものが挙げられる。尚好ましい含アルカリ珪酸塩ガラス
の一例を次の第1表に示す。
When alkali-containing silicate glass fibers are used, a water glass-like substance is generated on the surface of the alkali-containing silicate glass fibers during the papermaking process of the manufacturing process, and the stickiness of this water-glass substance causes the fibers to stick to each other or the fibers and the powder. In the present invention, among alkali-containing silicate glass fibers, those having good acid resistance are preferably used because they are used in storage batteries. The degree of acid resistance is preferably such that the weight loss is 2% or less when measured according to JISC-2202 in the state of glass fibers with an average fiber diameter of 1 μm or less, and the composition of such glass 1ala is 60-75% 5102 and 8-20% R20 (Na
20, alkali metal oxides such as K2O) (5t02+R20 is 75 to 90%), and in addition, for example, Cab%MgO, B203, AfL20s
, ZnO, Fe2es, and the like. An example of a preferable alkali-containing silicate glass is shown in Table 1 below.

第1表 本発明では、また含アルカリ珪酸塩ガラス繊維として、
平均直径2μmを超え10μm未満の中細ガラス繊維や
平均直径10〜30μmの大径ガラス繊維を含んでも良
い、この場合、中細繊維の配合割合は細径(平均直径2
μm以下)の含アルカリ珪酸塩ガラス繊維の20重量%
以下、大径繊維の配合割合は15重量%以下とするのが
好ましい、このような中細ガラス繊維及び大径ガラス繊
維の配合により、ガラスw4維の低コスト化を図ること
ができるが、これらの割合が多すぎると、セパレータの
最大気孔径が過度に大きくなり、液保持特性が悪化する
ので、これらの配合量は上記のようにするのが好適であ
る。
Table 1 In the present invention, as the alkali-containing silicate glass fiber,
It may also contain medium-fine glass fibers with an average diameter of more than 2 μm and less than 10 μm, and large-diameter glass fibers with an average diameter of 10 to 30 μm.
20% by weight of alkali-containing silicate glass fibers (μm or less)
Hereinafter, it is preferable that the blending ratio of large-diameter fibers is 15% by weight or less. By blending such medium-fine glass fibers and large-diameter glass fibers, it is possible to reduce the cost of glass W4 fibers. If the ratio is too large, the maximum pore diameter of the separator will become excessively large and the liquid retention properties will deteriorate, so it is preferable that the amounts of these components are as described above.

この含アルカリ珪酸塩ガラス繊維に加えられる多孔質ガ
ラス繊維及び粉末としては、5i0295〜1001量
%、見掛比重1.4〜1,8、空隙率(気孔率)20〜
45体積%のものが好適である。
The porous glass fiber and powder added to this alkali-containing silicate glass fiber are 5i0295-1001% by weight, apparent specific gravity 1.4-1.8, and porosity 20-20.
45% by volume is preferred.

多孔質ガラス繊維は、平均長さが0.1〜40mm、と
りわけ0.5〜15mmであり、平均直径が0.5〜2
0μmであるものが好適である。
The porous glass fibers have an average length of 0.1 to 40 mm, especially 0.5 to 15 mm, and an average diameter of 0.5 to 2
Preferably, the thickness is 0 μm.

多孔質ガラス粉末としては、平均粒径が40μm以下、
とりわけ0.5〜5.0gmであるものが好適である。
The porous glass powder has an average particle size of 40 μm or less,
Particularly preferred is one having a weight of 0.5 to 5.0 gm.

また同じ目的で二酸化ケイ素を主成分とする多孔質ケイ
酸粉末を使用することもできる。この類の材料としては
、例えば液相界面反応を用いて得られるシリカ多孔質マ
イクロバルーンやシリカビーズがある。前者については
粒子直径が0.1〜20μmで比表面積が200〜90
0ITIt/gでありその1g当り約0.4〜1.5c
cの液体を含むことができるものであり、電解液の吸収
量及び吸収力を増大させる上で極めて有効な材料であり
本発明のセパレータに用いて好適なものである。
Furthermore, porous silicic acid powder containing silicon dioxide as a main component can also be used for the same purpose. Materials of this type include, for example, silica porous microballoons and silica beads obtained using a liquid phase interfacial reaction. Regarding the former, the particle diameter is 0.1 to 20 μm and the specific surface area is 200 to 90 μm.
0ITIt/g and about 0.4 to 1.5c per 1g
It is a material that can contain liquid c and is an extremely effective material for increasing the absorption amount and absorption power of electrolyte solution, and is suitable for use in the separator of the present invention.

本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるセパレータとしては、
セパレータ重量の3〜70%、好ましくは10〜50%
、特に好ましくは20〜40%の多孔質ガラス繊維、多
孔質ガラス粉末及び/又は多孔質ケイ酸粉末(即ち、該
繊維と粉末の一方又は双方)を含むものが用いられる。
The separator used in the sealed lead acid battery of the present invention includes:
3-70%, preferably 10-50% of the separator weight
Especially preferably, those containing 20 to 40% of porous glass fibers, porous glass powder and/or porous silicic acid powder (that is, one or both of the fibers and the powder) are used.

本発明において、多孔質ガラス繊維や多孔質ガラス粉末
は酸可溶性成分を含むガラスの繊維又は粉末を、酸を含
む液と接触させて酸可溶性成分を溶出させることにより
製造できる。
In the present invention, porous glass fibers and porous glass powder can be produced by contacting glass fibers or powder containing acid-soluble components with a liquid containing an acid to elute the acid-soluble components.

この場合、ガラス組成としてはEガラス組成のものが好
適である。
In this case, E glass composition is suitable as the glass composition.

用いうるEガラスの組成範囲及び比重を例示すると次の
通りである。(重量%組成) SiO250〜65 CaO10〜 25 A1203      10〜20 B203        5〜20 Mg0         8以下 Na20及びに20  合量で0.1〜2比  重  
         2.4〜2.6また、酸可溶性成分
を含む他のガラスとして、第2図に示すホウケイ酸ソー
ダガラスの分相域組成のガラスも好適であり、この場合
にはガラス繊維又は粉末を熱処理し、酸に不溶のSiO
2に冨む相と、酸に可溶の8203−Na20相とに分
相させ、次いで酸による可溶相を溶出させるのが好適で
ある。さらに、CaO3〜25%、82 oz 8〜3
0%、5L0245〜70%、A lt 2035〜1
5%のガラスも用いつる(単位重量%)。
Examples of the composition range and specific gravity of E-glass that can be used are as follows. (Weight% composition) SiO250-65 CaO10-25 A1203 10-20 B203 5-20 Mg0 8 or less Na20 and 20 Total amount 0.1-2 Specific gravity
2.4-2.6 In addition, as another glass containing an acid-soluble component, a glass having a phase separation region composition of soda borosilicate glass shown in FIG. 2 is also suitable, and in this case, the glass fiber or powder is heat-treated. and acid-insoluble SiO
It is preferable to separate the phase into a phase enriched in 8203-Na20 and an acid-soluble 8203-Na20 phase, and then elute the acid-soluble phase. Furthermore, CaO3-25%, 82 oz 8-3
0%, 5L0245~70%, Alt 2035~1
Vine also uses 5% glass (unit weight %).

本発明の密閉形鉛蓄電池に用いるセパレータは、前記の
含アルカリ珪酸塩ガラス繊維と多孔質ガラス繊維、多孔
質ガラス粉末及び/又は多孔質ケイ酸粉末とが湿式抄造
により絡み合わされると共に、特別な接着剤なしに相互
に接着されているものであるのが好ましいが、若干量の
有機繊維を含むものであっても良い。
The separator used in the sealed lead-acid battery of the present invention is made by intertwining the alkali-containing silicate glass fibers with porous glass fibers, porous glass powder, and/or porous silicic acid powder by wet paper-making, and by using special It is preferable that they be bonded to each other without an adhesive, but they may also contain some amount of organic fiber.

このような本発明の蓄電池用セパレータを製造するには
、例えば次のような方法によるのが有利である。
In order to manufacture such a storage battery separator of the present invention, it is advantageous to use, for example, the following method.

即ち、FA法(火炎法)、遠心法その他のガラス短II
!維製造法により製造された、比較的長さの短いガラス
繊維を用意し、これをパルパーで離解、切断、分散させ
る。
That is, FA method (flame method), centrifugal method and other glass shortening methods
! Relatively short glass fibers manufactured by the fiber manufacturing method are prepared, and are defibrated, cut, and dispersed using a pulper.

あるいは、これを抄紙機ネットに供給する途中において
、適宜の切断手段により、ガラス繊維を短く切断しても
良い。
Alternatively, the glass fibers may be cut into short lengths using an appropriate cutting means while being fed to the paper machine net.

なお、切断されたガラス繊維はネット状に抄紙されるの
であるが、その際、離解機内のpH及び/又は抄造タン
ク内のpHを約3以下例えば2.5程度とするのが好ま
しい。こ°のような酸性域で離解及び/又は湿式抄造す
ることにより、ガラス繊維の表面に水ガラス状物質の接
着層を形成せしめ、ついでこれを所定温度例えば80〜
160℃に加熱することにより、ガラス繊維をその表面
の水ガラス状物質によっ″て相互に接着することが可能
となる。即ち、セパレータを構成するガラス繊維が含ア
ルカリ珪酸塩ガラス組成である場合には、ガラス繊維中
のアルカリ成分及びシリカ成分が、pH2,5程度の酸
性域で分散のための水と反応し水ガラス層がガラス繊維
表面に形成され、この水ガラス層が接着剤として作用し
ガラス繊維が相互に強固に接着される。
Note that the cut glass fibers are made into paper in the form of a net, and at that time, it is preferable that the pH in the disintegrator and/or the pH in the papermaking tank be about 3 or less, for example about 2.5. By disintegrating and/or wet papermaking in such an acidic region, an adhesive layer of a water glassy substance is formed on the surface of the glass fiber, and then this is heated at a predetermined temperature, e.g.
By heating to 160°C, it becomes possible to bond the glass fibers to each other by the water glassy substance on their surfaces. That is, when the glass fibers constituting the separator have an alkali-containing silicate glass composition. In this process, the alkali component and silica component in the glass fiber react with water for dispersion in an acidic range of pH 2.5, forming a water glass layer on the surface of the glass fiber, and this water glass layer acts as an adhesive. The glass fibers are then firmly bonded to each other.

このような場合には、本発明の如くガラスiamの長さ
が短く、繊維同志の絡みが比較的少ないものであっても
、十分に接着され、高強度なセパレータを得ることが可
能となる。この湿式抄造されたガラス繊維抄造体は、一
般にドラムやドライヤに沿わせて乾燥され製品とされる
In such a case, even if the length of the glass iam is short and the fibers are relatively less entangled with each other as in the present invention, it is possible to obtain a separator with sufficient adhesion and high strength. This wet-formed glass fiber paper product is generally dried along a drum or dryer to form a product.

なお、抄造にあたり、繊維を水中に分散させるときに分
散剤を使用しても良い。又、湿式抄造された繊維抄造体
、例えば抄造ネット上にある繊維抄造体にジアルキルス
ルフオサクシネートをスプレーして、ガラ]JJI!!
ニ対し、テ0.  OO5〜10重量%付着させること
によって、ジアルキルスルフオフサシネートの有する親
水性によりセパレータの保液性を向上させることができ
る。ジアルキルスルフオサクシネートを上記の如くスプ
レーする代わりに抄造槽中の分散水に混入しても良い。
Note that a dispersant may be used when dispersing fibers in water during papermaking. In addition, a dialkyl sulfosuccinate is sprayed onto a wet-processed fiber paper product, for example, a fiber paper product on a paper-making net, and then the paper product is dried] JJI! !
On the other hand, Te0. By attaching 5 to 10% by weight of OO, the liquid retention property of the separator can be improved due to the hydrophilicity of the dialkyl sulfo-sacinate. Instead of spraying the dialkyl sulfosuccinate as described above, it may be mixed into the dispersion water in the papermaking tank.

本発明の密閉形鉛蓄電池に用いられる極板は特に限定さ
れるものでなく、その厚さ、形状等も特に限定されるも
のではない。
The electrode plate used in the sealed lead-acid battery of the present invention is not particularly limited, and its thickness, shape, etc. are also not particularly limited.

セパレータの厚さも特に限定されるものではないが、ガ
ラス繊維の平均繊維長さ以上の厚さとするのが好ましい
The thickness of the separator is not particularly limited either, but it is preferably greater than the average fiber length of the glass fibers.

〔実施例] 以下、実施例及び比較例について説明する。〔Example] Examples and comparative examples will be described below.

実施例1 組成が第1表のAである平均直径0.8μの含アルカリ
ガラス繊維70重量部と平均直径0.8μのEガラスを
比重1.2の硫酸中に72時間浸漬して多孔質化処理し
たものを30重量部により本発明に係る蓄電池用セパレ
ータを製造した。
Example 1 70 parts by weight of alkali-containing glass fibers having the composition A in Table 1 and having an average diameter of 0.8μ and E glass having an average diameter of 0.8μ were immersed in sulfuric acid having a specific gravity of 1.2 for 72 hours to form a porous structure. A separator for a storage battery according to the present invention was manufactured using 30 parts by weight of the chemically treated product.

このセパレータの諸物件の測定結果を第2表に示す。Table 2 shows the measurement results for various properties of this separator.

なお、実施例及び比較例における各種特性値の測定法は
次の通りである。
The methods for measuring various characteristic values in Examples and Comparative Examples are as follows.

■ 厚さ(mm) 試料をその厚み方向に20kg/dm’の荷重で押圧し
た状態で測定する。  (JIS(ニー2202)■ 
目付(g/crn’) 試料重量を試料面積で除して得られる値である。
■ Thickness (mm) Measure the sample while pressing it in the thickness direction with a load of 20 kg/dm'. (JIS (knee 2202)■
Fabric weight (g/crn') This is a value obtained by dividing the sample weight by the sample area.

■ 含液量(g/cc) 第6図に示すようなプレート1に試料2をセットしく充
填密度0.1−6g/crn’)、上方から比重1.3
の硫酸50gを流す、36時間放置後、プレート21か
ら試料2を外し、No、1 (上部)、No、2(中部
)、No、3 (下部)の区域の含液量をそれぞれ求め
、これを該区域の試料体積で除した値で表示する。
■ Liquid content (g/cc) Set sample 2 on plate 1 as shown in Figure 6. Packing density: 0.1-6 g/crn'), specific gravity: 1.3 from above.
After leaving it for 36 hours, remove sample 2 from plate 21, determine the liquid content in areas No. 1 (top), No. 2 (middle), and No. 3 (bottom), respectively. is divided by the sample volume in the area.

実施例で用いたEガラスの組成は次の通りである。(重
量%) SiO254,9%、 AIL20314.3%、 CaO22,8%、 B20t        5.8%、 Na2O及びに200.5%、 Fe20z       O,4% なお、このEガラスの繊維と粉末についてそれぞれ比!
1,2の硫酸中に浸漬して経時的な重量減を測定したと
ころ、6時間経過するまでは重量は徐々に減少するが、
6時間経過すると重量減はほとんどないこと、72時間
経過しても繊維径や粒径はほとんど変化しないこと、6
時間〜72時間経通時の重量減は約44%であることが
認められた。これらのことから、本実施例で製造された
セパレータには、気孔率が約40%程度の多孔質のガラ
ス繊維又は粉末が混合されているものと考えられる。
The composition of the E glass used in the examples is as follows. (Weight %) SiO254.9%, AIL20314.3%, CaO22.8%, B20t 5.8%, Na2O and 200.5%, Fe20zO, 4% The ratios of the fiber and powder of this E glass are respectively !
When immersed in sulfuric acid No. 1 and 2 and measured the weight loss over time, the weight gradually decreased until 6 hours passed, but
There is almost no weight loss after 6 hours, and there is almost no change in fiber diameter or particle size even after 72 hours.
A weight loss of about 44% was observed over a period of 72 hours. From these facts, it is considered that porous glass fiber or powder having a porosity of about 40% is mixed in the separator manufactured in this example.

又、酸可溶分がなくなっているので、処理後ガラスは耐
酸性は良好となる。
Furthermore, since the acid-soluble content is eliminated, the glass after treatment has good acid resistance.

実施例2 Eガラス8a維として平均直径9μmのものを用いるこ
と以外は実施例1と同様にしてセパレータを製造し、そ
の特性を測定した6結果を第2表に示す。
Example 2 A separator was manufactured in the same manner as in Example 1 except that E-glass 8a fibers having an average diameter of 9 μm were used, and the six results of measuring the properties are shown in Table 2.

実施例3 Eガラス繊維の代わりに平均粒径13μmのEガラス粉
末を用いたこと以外は実施例1と同様にしてセパレータ
を製造し、その特性を測定した。
Example 3 A separator was manufactured in the same manner as in Example 1 except that E-glass powder having an average particle size of 13 μm was used instead of E-glass fiber, and its characteristics were measured.

結果を第2表に示す。The results are shown in Table 2.

実施例4 平均粒径5μmのEガラス粉末を比重1.2の硫酸中に
72時間浸漬して多孔質化処理した。この多孔質Eガラ
ス粉末30重量部と、実施例1で用いたものと同じ含ア
ルカリガラス繊維70重量部とを実施例1と同様にして
湿式抄造及び加熱処理してセパレータを製造した。その
特性の測定結果を第2表に示す、なお、Eガラス組成は
実施例1で示した通りである。
Example 4 E-glass powder having an average particle size of 5 μm was immersed in sulfuric acid having a specific gravity of 1.2 for 72 hours to make it porous. 30 parts by weight of this porous E-glass powder and 70 parts by weight of the same alkali-containing glass fibers used in Example 1 were wet-formed and heat-treated in the same manner as in Example 1 to produce a separator. The measurement results of the properties are shown in Table 2. The E glass composition is as shown in Example 1.

実施例5 第2図に示すホウケイ酸ソーダガラスの分担域組成のガ
ラス粉末を用い、耐可溶相を溶出させた。多孔質ガラス
粉末30重量部と組成が第1表のAである平均直径0.
8μの含アルカリガラス繊維70重量部とにより本発明
に係る蓄電池用セパレータを製造した。
Example 5 A soluble phase was eluted using a glass powder having the distribution area composition of sodium borosilicate glass shown in FIG. 30 parts by weight of porous glass powder and composition A in Table 1 with an average diameter of 0.
A separator for a storage battery according to the present invention was manufactured using 70 parts by weight of 8μ alkali-containing glass fiber.

その測定結果を第2表に示す。The measurement results are shown in Table 2.

実施例6 平均粒径が約3μm(0,1〜11.0μmに分布)の
多孔質ケイ酸マイクロバルーン粉末30重量部と、実施
例1で用いたものと同じ含アルカリガラス線維フO3i
量部とを実施例1と同様にして湿式抄造及び加熱乾燥し
てセパレータを製造した。その特性の測定結果を第2表
に示す、なお用いた多孔質ケイ酸マイクロバルーン粉末
は、かざ密度0.23、比表面積808ni’/g、細
孔容積1.53cc/gであり、中空の壁には20〜2
00Aの微細孔を有しており、中空部の内外はこの微細
孔によって連通しているものである。
Example 6 30 parts by weight of porous silicate microballoon powder with an average particle size of about 3 μm (distributed from 0.1 to 11.0 μm) and the same alkali-containing glass fiber film O3i as used in Example 1
A separator was produced by wet paper forming and heating drying in the same manner as in Example 1. The measurement results of its properties are shown in Table 2. The porous silicate microballoon powder used had a density of 0.23, a specific surface area of 808 ni'/g, a pore volume of 1.53 cc/g, and a hollow 20-2 on the wall
It has micropores of 00A, and the inside and outside of the hollow part are communicated through these micropores.

比較例1 実施例1で用いたものと同じ含アルカリガラス繊維のみ
を実施例1と同じ方法で湿式抄造及び加熱処理し、セパ
レータを製造した。その特性の測定結果を第2表に示す
Comparative Example 1 Only the alkali-containing glass fibers used in Example 1 were subjected to wet paper forming and heat treatment in the same manner as in Example 1 to produce a separator. The measurement results of its characteristics are shown in Table 2.

/ 第2表 / 第2表より明らかな通り、実施例1〜6に係るセパレー
タにおいては、平均含液量が比較例1のものに比べ10
〜20%も増大している。また、平均含液量に対するN
011〜3の各部分の含液量の偏差は、比較例1では8
9〜108%に広がっているのに対し、実施例1〜3で
は95〜103%の範囲に納まっており、セパレータ上
下方向の保液特性が均等化されていることが明らかであ
る。
/ Table 2 / As is clear from Table 2, in the separators according to Examples 1 to 6, the average liquid content was 10% lower than that of Comparative Example 1.
It has increased by ~20%. Also, N with respect to the average liquid content
The deviation of the liquid content of each part of 011 to 3 is 8 in Comparative Example 1.
While it ranges from 9 to 108%, in Examples 1 to 3 it falls within the range of 95 to 103%, and it is clear that the liquid retention characteristics in the vertical direction of the separator are equalized.

[発明の効果コ 以上の通り、本発明の密閉形鉛蓄電池は、セパレータの
保液性が高いと共に、セパレータ上下方向での保液性が
均等化されるようになり、成層化現象が防止される。
[Effects of the Invention] As described above, in the sealed lead-acid battery of the present invention, the separator has a high liquid retention property, and the liquid retention property is equalized in the vertical direction of the separator, thereby preventing the stratification phenomenon. Ru.

従って、小容量の密閉形鉛蓄電池はもちろん、極板高さ
が高い大容量の密閉形鉛蓄電池においても安定したかつ
優れた電池性能を有する長寿命のものとなる。この密閉
形鉛蓄電池は、セパレータの素材コストが廉価である。
Therefore, not only small-capacity sealed lead-acid batteries but also large-capacity sealed lead-acid batteries with high plate heights can have stable and excellent battery performance and have a long life. In this sealed lead-acid battery, the material cost of the separator is low.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は含液量の測定法を説明する斜視図である。第2
図はガラス組成図である。 1・・・プレート、    2・・・試着。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a method for measuring liquid content. Second
The figure is a glass composition diagram. 1... Plate, 2... Trying on.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 電池容器内に極板とセパレータとが積層配置され、該セ
パレータ及び極板の多孔内に電解液が保持されている密
閉形鉛蓄電池において、 該セパレータは、平均繊維径が2μm以下であり、アル
カリ含有量が8〜20重量%の含アルカリ珪酸塩ガラス
繊維を主体とし、かつセパレータ重量の3〜70%の多
孔質ガラス繊維、多孔質ガラス粉末及び/又は多孔質ケ
イ酸粉末を含んだものであることを特徴とする密閉形鉛
蓄電池。
[Claims] A sealed lead-acid battery in which an electrode plate and a separator are stacked in a battery container, and an electrolyte is retained in the pores of the separator and the electrode plate, wherein the separator has an average fiber diameter of Porous glass fiber, porous glass powder, and/or porous silicic acid that is 2 μm or less and is mainly composed of alkali-containing silicate glass fiber with an alkali content of 8 to 20% by weight, and 3 to 70% of the weight of the separator. A sealed lead acid battery characterized by containing powder.
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