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JPH08153535A - 密閉形鉛蓄電池及びその製造方法 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池及びその製造方法

Info

Publication number
JPH08153535A
JPH08153535A JP6294281A JP29428194A JPH08153535A JP H08153535 A JPH08153535 A JP H08153535A JP 6294281 A JP6294281 A JP 6294281A JP 29428194 A JP29428194 A JP 29428194A JP H08153535 A JPH08153535 A JP H08153535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode plate
electrolytic solution
silica
sealed lead
separator
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.)
Abandoned
Application number
JP6294281A
Other languages
English (en)
Inventor
Arihiko Takemasa
有彦 武政
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.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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 Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP6294281A priority Critical patent/JPH08153535A/ja
Publication of JPH08153535A publication Critical patent/JPH08153535A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 初期容量が低下したり、サイクル寿命が短く
なるのを防ぐことができる密閉形鉛蓄電池を得る。 【構成】 平均粒子径0.01〜0.1μmのシリカが
1.0重量%以下添加された極板内用電解液を極板群が
内部に配置された電槽内に注液して、この電解液の大部
分を正極板及び負極板に含浸させる。次いで平均粒子径
0.01〜0.1μmのシリカが1.5〜3.0重量%
添加された隔離体内用電解液を電槽内に注液して、この
電解液の大部分を隔離体に含浸させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に密閉形鉛蓄電池は、正極板と負極
板とがリテーナ等からなる隔離体を介して積層された極
板群が電槽内に配置された構造を有している。そして各
極板の活物質層内の細孔内(極板内)と隔離体内には希
硫酸からなる電解液が含浸されている。この種の密閉形
鉛蓄電池に深い充放電を繰り返すと、極板下部に位置す
る電解液の比重が、極板上部に位置する電解液の比重に
比べて高くなる、いわゆる電解液の成層化が生じる。こ
れは電池の充放電により電解液中に水と硫酸とが生成ま
たは消費されるうちに比重の高い硫酸が極板の下部方向
に移動するためである。このような成層化が起きると、
極板の下部では充電反応が起き難くなり、電池のサイク
ル寿命が短くなるという問題が生じる。そこで特公平5
−42113号公報に示すように、電解液に少量のシリ
カ(SiO2 )粒子を添加することが提案された。電解
液にシリカを添加すると、電解液の粘性が高くなり、硫
酸が極板下部へ移動し難くなる。そのため、電解液の成
層化を防ぐことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電解液にシリカを添加
する量は電解液に対して1.5〜3.0重量%程度が好
ましい。この量であれば、電池の初期容量を大きく低下
させることなく、電解液の成層化を防ぐことができる。
しかしながら、シリカを電解液に添加すると、極板の細
孔内の電解液にも同量(1.5〜3.0重量%)のシリ
カが含有されることになる。このような量のシリカは少
量とはいうものの、極板の細孔内に入ると、極板の細孔
を塞ぐ。そのため、電池の初期容量が低下したり、電池
のサイクル寿命が逆に短くなるおそれがある。
【0004】本発明の目的は、初期容量が低下したり、
サイクル寿命が短くなるのを防ぐことができる密閉形鉛
蓄電池を提供することにある。
【0005】本発明の目的は、初期容量が低下したり、
サイクル寿命が短くなるのを防ぐことができる密閉形鉛
蓄電池を製造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極板と負極
板とが隔離体を介して積層された極板群を有し、少なく
とも隔離体に含浸された電解液にはシリカが含有されて
いる密閉形鉛蓄電池を対象にする。本発明では、隔離体
に含有された電解液には、該電解液に対して1.5〜
3.0重量%のシリカを含有させ、正極板及び負極板内
に含浸された電解液には、該電解液に対して1.0重量
%以下のシリカを含有させる。または正極板及び負極板
内に含浸された電解液には、シリカを含有させない。こ
こでいう正極板及び負極板内に含浸された電解液とは、
極板の活物質層内の細孔に含浸された電解液である。シ
リカは平均粒子径0.01〜0.1μmを有しているの
が好ましい。シリカの平均粒子径が0.1μmを超える
と、極板の細孔がシリカにより塞がれるおそれがある。
【0007】密閉形鉛蓄電池を製造するには、正極板と
負極板とが隔離体を介して積層された極板群を内部に配
置した電槽内にシリカを含有する電解液を注入して密閉
形鉛蓄電池を製造する方法を対象にして、1.0重量%
以下のシリカが含有された極板内用電解液を電槽内に注
液した後に、1.5〜3.0重量%のシリカが含有され
た隔離体内用電解液を電槽内に注液して、電槽内に電解
液を注入する。また、シリカを含有しない極板内用電解
液を前記電槽内に注液した後に、1.5〜3.0重量%
のシリカが含有された隔離体内用電解液を電槽内に注液
する。このようにすると、最初に注液した極板内用電解
液は隔離体よりも吸液性の高い極板内に吸い込まれ、極
板内にとどまる。そして後に注液した隔離体内用電解液
の殆どは極板内に吸い込まれることなく、隔離体内にと
どまる。
【0008】シリカは平均粒子径0.01〜0.1μm
を有しているのが好ましい。シリカの平均粒子径が0.
1μmを超えると、極板の細孔がシリカにより塞がれる
おそれがある。
【0009】
【作用】本発明のように、正極板及び負極板内に含浸さ
れた電解液に、該電解液に対して1.0重量%以下のシ
リカを含有させると、極板の細孔がシリカにより塞がれ
て目詰まりするのを防ぐことができる。そのため本発明
によれば、電池の初期容量を大きく低下させることな
く、電解液の成層化を防ぐことができる。なお本発明で
は、極板内の電解液中のシリカ含有量は低くなるが、極
板は電解液の保液性が良いので極板下部への硫酸の移動
は起こり難く、極板内の電解液は成層化し難い。
【0010】
【実施例】下記の表1に示すように、正極板内の細孔及
び負極板内の細孔内(極板内)の電解液のシリカ含有量
Aと、隔離体(リテーナ)内の電解液のシリカ含有量B
とが異なる種々の密閉形鉛蓄電池を作り試験を行った。
ここで隔離体内の電解液のシリカ含有量が該電解液に対
して3重量%(表1中B欄)であり、極板内の電解液の
シリカ含有量が該電解液に対して0.5重量%(表1中
A欄)である本実施例の電池を例にして、試験に用いた
密閉形鉛蓄電池の製造方法について説明する。まず、平
均径2μmのガラス繊維と、平均径2μmのアクリル繊
維からなる繊維間結合材3重量%と混合した。そして、
これを加熱してアクリル繊維を溶かしてガラス繊維に結
着させて多孔度90%の隔離体(リテーナ)を作った。
繊維間結合材を加えるとシリカにより繊維が凝集して隔
離体の多孔部の体積が小さくなるのを防ぐことができ
る。アクリル繊維は隔離体に対して1〜10重量%含有
させるのが好ましい。1重量%を下回ると繊維が凝集を
十分に防止できない。10重量%を上回ると、群加圧す
る際にリテーナが圧縮し難く、群加圧が高くなりすぎる
という問題がある。
【0011】次に多孔度55%のペースト式正極活物質
層を有する正極板3枚と、多孔度62%のペースト式負
極活物質層を有する負極板4枚とをリテーナを介して積
層して極板群を作り、この極板群を電槽内に配置した。
なおペースト式正極活物質層及びペースト式負極活物質
層は活物質ペーストを集電体に塗布した後に熟成、乾燥
等の処理を施して形成した活物質層である。次に20℃
における比重が1.300の希硫酸に平均粒径0.01
6μmのシリカ粉末を0.5重量%添加して極板内用電
解液を作った。なおシリカ粉末の添加量は極板内用電解
液に対する量である。またシリカ粉末が電解液に対して
3.0重量%となる量を希硫酸に添加し、その他は極板
内用電解液と同じ方法で隔離体内用電解液を作った。シ
リカ粉末は平均粒子径0.01〜0.1μmを有してい
るものが好ましい。次に前述の電槽内に極板内用電解液
を注液して30秒間放置し、次いで隔離体内用電解液を
電槽内に注液して30Ah−12Vタイプの電池を作成
した。なお極板内用電解液と隔離体内用電解液は同量注
液した。また極板内用電解液を注液してから隔離体内用
電解液を注液するまでの放置時間は30〜120秒間が
好ましい。このようにして電槽内に電解液を注入する
と、最初に注液した極板内用電解液はリテーナよりも吸
液性の高い極板内に吸い込まれ、極板内にとどまる。そ
して後に注液した隔離体内用電解液の殆どは極板内に吸
い込まれることなく、隔離体(リテーナ)内にとどま
る。
【0012】そして、各電池を0.1CAの定電流で終
止電圧1.75V/セルまで放電して各電池の初期容量
を測定して、電解液中にシリカを添加していない電池の
初期容量を100としたときの値を調べた。表1はその
測定結果を示している。
【0013】
【表1】 本表より隔離体内の電解液のシリカ含有量が3.5重量
%になると電池の放電容量が低下するのが分る。
【0014】次に各電池に0.25CAの定電流で3時
間放電した後に、充電時の制限電流0.3CA、2.4
5V/セルの定電圧で8時間充電する充放電を繰り返
し、25サイクル毎に0.25CAの定電流で終止電圧
1.7V/セルまで放電して容量確認を行った。そして
定格容量の80%を下回った時点のサイクル数を測定し
た。表2はその測定結果を示している。
【0015】
【表2】 本表より、極板内の電解液のシリカ含有量が1.0重量
%を超えて1.5重量%以上になると電池のサイクル寿
命が短かくなるのが分る。これは、極板内の電解液のシ
リカにより極板の細孔が目詰まりするためである。また
本表より、隔離体内の電解液のシリカ含有量が1.0重
量%以下になると、電解液の成層化により電池のサイク
ル寿命が短かくなるのが分る。
【0016】上記表1及び表2より、隔離体内の電解液
に、該電解液に対して1.5〜3.0重量%のシリカを
含有させ、極板内の電解液には、該電解液に対して1.
0重量%以下のシリカを含有されるか、またはシリカを
含有させないと、電池の初期容量を大きく低下させるこ
となく、電解液の成層化を防ぐことができるのが分る。
【0017】次にリテーナ中にアクリル繊維(繊維間結
合材)を含有させず、その他は表1及び表2に示した電
池と同じ構造を有する電池を作り、前述と同じ条件での
各電池のサイクル寿命を測定した。表3はその測定結果
を示している。
【0018】
【表3】 本表及び表2より、リテーナ中に繊維間結合材を含有さ
せないと、繊維間結合材を含有させた場合に比べて電池
のサイクル寿命が短くなるのが分る。これは、繊維間結
合材を含有させないと、シリカによりリテーナの繊維が
凝集してリテーナの多孔度が低下するためであると思わ
れる。
【0019】以下、明細書に記載した複数の発明の中で
いくつかの発明についてその構成を示す。
【0020】(1)ペースト式正極活物質層を有する正
極板とペースト式負極活物質層を有するペースト式負極
板とがリテーナを介して積層された極板群を有し、少な
くとも前記リテーナ中に含浸された電解液には、シリカ
が含有されている密閉形鉛蓄電池において、前記リテー
ナに含浸された電解液には、該電解液に対して1.5〜
3.0重量%の平均粒子径0.01〜0.1μmのシリ
カが含有され、前記正極板内及び前記負極板内に含浸さ
れた電解液には、該電解液に対して1.0重量%以下の
平均粒子径0.01〜0.1μmのシリカが含有されて
いることを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
【0021】(2)ペースト式正極活物質層を有する正
極板とペースト式負極活物質層を有するペースト式負極
板とがリテーナを介して積層された極板群を有し、少な
くとも前記リテーナ中に含浸された電解液には、シリカ
が含有されている密閉形鉛蓄電池において、前記リテー
ナに含浸された電解液には、該電解液に対して1.5〜
3.0重量%の平均粒子径0.01〜0.1μmのシリ
カが含有され、前記正極板内及び前記負極板内に含浸さ
れた電解液にはシリカが含有されていないことを特徴と
する密閉形鉛蓄電池。
【0022】(3)前記リテーナは、複数のガラス繊維
がアクリル繊維からなる繊維間結合材により結合された
繊維体からなり、前記アクリル繊維は前記隔離体に対し
て1〜10重量%含有されていることを特徴とする上記
(1)または(2)に記載の密閉形鉛蓄電池。
【0023】(4)ペースト式正極活物質層を有する正
極板と、ペースト式負極活物質層を有する負極板とがリ
テーナを介して積層された極板群を内部に配置した電槽
内に希硫酸からなる電解液を注入して密閉形鉛蓄電池を
製造する方法において、平均粒径0.01〜0.1μm
のシリカ粉末が1.0重量%以下添加された極板内用電
解液を前記電槽内に注液して30〜120秒間放置し、
次いで平均粒径0.01〜0.1μmのシリカ粉末が
1.5〜3.0重量%添加された隔離体内用電解液を電
槽内に注液して、前記電槽内に前記電解液を注入するこ
とを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製造方法。
【0024】(5)ペースト式正極活物質層を有する正
極板と、ペースト式負極活物質層を有する負極板とがリ
テーナを介して積層された極板群を内部に配置した電槽
内に希硫酸からなる電解液を注入して密閉形鉛蓄電池を
製造する方法において、シリカ粉末を含有しない極板内
用電解液を前記電槽内に注液して30〜120秒間放置
し、次いで平均粒径0.01〜0.1μmのシリカ粉末
が1.5〜3.0重量%添加された隔離体内用電解液を
電槽内に注液して、前記電槽内に前記電解液を注入する
ことを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製造方法。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、正極板及び負極板内に
含浸された電解液に、該電解液に対して1.0重量%以
下のシリカを含有させるので、極板の細孔がシリカによ
り塞がれて目詰まりするのを防ぐことができる。そのた
め本発明によれば、電池の初期容量を大きく低下させる
ことなく、電解液の成層化を防ぐことができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極板と負極板とが隔離体を介して積層さ
    れた極板群を有し、 少なくとも前記隔離体に含浸された電解液にはシリカが
    含有されている密閉形鉛蓄電池において、 前記隔離体に含浸された電解液には該電解液に対して
    1.5〜3.0重量%のシリカが含有され、 前記正極板及び前記負極板内に含浸された電解液には該
    電解液に対して1.0重量%以下のシリカが含有されて
    いることを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
  2. 【請求項2】正極板と負極板とが隔離体を介して積層さ
    れた極板群を有し、 少なくとも前記隔離体に含浸された電解液にはシリカが
    含有されている密閉形鉛蓄電池において、 前記隔離体に含浸された電解液には該電解液に対して
    1.5〜3.0重量%のシリカが含有され、 前記正極板及び前記負極板内に含浸された電解液にはシ
    リカが含有されていないことを特徴とする密閉形鉛蓄電
    池。
  3. 【請求項3】前記シリカは平均粒子径0.01〜0.1
    μmを有していることを特徴とする請求項1または2に
    記載の密閉形鉛蓄電池。
  4. 【請求項4】正極板と負極板とが隔離体を介して積層さ
    れた極板群を内部に配置した電槽内にシリカを含有する
    電解液を注入して密閉形鉛蓄電池を製造する方法におい
    て、 1.0重量%以下のシリカが含有された極板内用電解液
    を前記電槽内に注液した後に、1.5〜3.0重量%の
    シリカが含有された隔離体内用電解液を電槽内に注液し
    て前記電槽内に前記電解液を注入することを特徴とする
    密閉形鉛蓄電池の製造方法。
  5. 【請求項5】正極板と負極板とが隔離体を介して積層さ
    れた極板群を内部に配置した電槽内に電解液を注入して
    密閉形鉛蓄電池を製造する方法において、 シリカを含有しない極板内用電解液を前記電槽内に注液
    した後に、1.5〜3.0重量%のシリカが含有された
    隔離体内用電解液を電槽内に注液して前記電槽内に前記
    電解液を注入することを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製
    造方法。
  6. 【請求項6】前記シリカは平均粒子径0.01〜0.1
    μmを有していることを特徴とする請求項4または5に
    記載の密閉形鉛蓄電池の製造方法。
JP6294281A 1994-11-29 1994-11-29 密閉形鉛蓄電池及びその製造方法 Abandoned JPH08153535A (ja)

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JP (1) JPH08153535A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006185743A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Furukawa Battery Co Ltd:The 制御弁式鉛蓄電池
US9548485B2 (en) 2011-05-02 2017-01-17 Gs Yuasa International Ltd. Valve regulated lead-acid battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006185743A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Furukawa Battery Co Ltd:The 制御弁式鉛蓄電池
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