JPH10172542A - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents
密閉型鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH10172542A JPH10172542A JP8353549A JP35354996A JPH10172542A JP H10172542 A JPH10172542 A JP H10172542A JP 8353549 A JP8353549 A JP 8353549A JP 35354996 A JP35354996 A JP 35354996A JP H10172542 A JPH10172542 A JP H10172542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- active material
- positive electrode
- alloy foil
- lead
- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】円筒型鉛蓄電池で放電深度の浅いサイクル試験
を行うと、正極板の格子と活物質の界面に硫酸鉛の絶縁
層が形成され、早期に容量が低下した。 【解決手段】正極板及び負極板をセパレータを介して渦
巻き状に巻回して構成したエレメントを備える円筒型密
閉鉛電池であって、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において、正極の鉛合金箔の
開孔率を５％以上５０％以下とし、かつ正極板の活物質
厚みを０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とした正極板
を用いる。
を行うと、正極板の格子と活物質の界面に硫酸鉛の絶縁
層が形成され、早期に容量が低下した。 【解決手段】正極板及び負極板をセパレータを介して渦
巻き状に巻回して構成したエレメントを備える円筒型密
閉鉛電池であって、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において、正極の鉛合金箔の
開孔率を５％以上５０％以下とし、かつ正極板の活物質
厚みを０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とした正極板
を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形の密閉鉛蓄
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型鉛
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型鉛
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の場合には、
薄い極板を用いた電池では容量が大きく向上する。しか
し、極板を積層してエレメントを製作する従来の角形電
池では、極板を薄くすると正極格子の腐食などによって
短寿命となる。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。
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の場合には、
薄い極板を用いた電池では容量が大きく向上する。しか
し、極板を積層してエレメントを製作する従来の角形電
池では、極板を薄くすると正極格子の腐食などによって
短寿命となる。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。
【０００４】そこで帯状の極板を渦状に巻き取り、極板
の面積を大きくし高圧迫を実現することが検討されてい
る。従来エネルギー密度を高め、かつ寿命性能を維持す
るために、一般には正極格子と正極活物質の割合を０．
５前後の構成に極板を設計している。薄形極板の場合、
これに適用する正極格子を鋳造することは鋳造性の点か
ら困難なため、鉛の箔を用いることになる。酸化度７０
％の酸粉と希硫酸を混合し、これらを練膏して活物質ペ
ーストを得た後、約０．１０ｍｍの鉛箔に片面約０．２
５ｍｍとなるように活物質ペーストを充填し、負極板も
同様にして製作し、セパレータと重ね合わせ、これらを
巻き取りエレメントとし、これを用いて電池を製作し
た。
の面積を大きくし高圧迫を実現することが検討されてい
る。従来エネルギー密度を高め、かつ寿命性能を維持す
るために、一般には正極格子と正極活物質の割合を０．
５前後の構成に極板を設計している。薄形極板の場合、
これに適用する正極格子を鋳造することは鋳造性の点か
ら困難なため、鉛の箔を用いることになる。酸化度７０
％の酸粉と希硫酸を混合し、これらを練膏して活物質ペ
ーストを得た後、約０．１０ｍｍの鉛箔に片面約０．２
５ｍｍとなるように活物質ペーストを充填し、負極板も
同様にして製作し、セパレータと重ね合わせ、これらを
巻き取りエレメントとし、これを用いて電池を製作し
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この電池を用いて放電
深度の浅いサイクル試験を行ったところ、早期に容量低
下が起きてしまった。放電後の正極板をＥＰＭＡを用い
て観察すると正極板の格子と活物質の界面に硫酸鉛の絶
縁層が形成されていた。放電時に格子と活物質の界面が
なんらかの原因により活物質より優先的に放電するよう
になって、放電生成物である硫酸鉛の絶縁層が形成され
たものと思われる。
深度の浅いサイクル試験を行ったところ、早期に容量低
下が起きてしまった。放電後の正極板をＥＰＭＡを用い
て観察すると正極板の格子と活物質の界面に硫酸鉛の絶
縁層が形成されていた。放電時に格子と活物質の界面が
なんらかの原因により活物質より優先的に放電するよう
になって、放電生成物である硫酸鉛の絶縁層が形成され
たものと思われる。
【０００６】
【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鉛電
池であって、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において正極板の鉛合金箔の開孔率
を５％以上５０％以下とし、かつ活物質充填厚みを０．
０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とすることで上記密閉型
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鉛電
池であって、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において正極板の鉛合金箔の開孔率
を５％以上５０％以下とし、かつ活物質充填厚みを０．
０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とすることで上記密閉型
鉛蓄電池の問題点を解決しようとするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】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組成がＰｂ９９％−Ｓｎ１％
で、均等に孔を開けた。酸化度７０％の酸粉と希硫酸を
混合し、これらを練膏して活物質ペーストを得た後、該
鉛合金箔に活物質ペースト両面に均一に充填し正極板を
製作した。正極の活物質の密度は、通常鉛蓄電池で用い
られる３．７ｇ／ｃｍ3 とし、活物質厚みは、極板の厚
みを数カ所測定し、鉛合金箔の厚みを引き、２で割った
数字を用いた。製作した正極板に用いた鉛合金箔の開孔
率は、０、１、３、５、１０、３０、５０％とした。な
お、開孔率５０％より大きくすると、このような薄形極
板では充填がうまくできなかった。正極の鉛合金箔に
は、厚み０．１ｍｍのものをまた、正極活物質厚みは
０．１５ｍｍとした。正極板の断面を図１に示す。
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組成がＰｂ９９％−Ｓｎ１％
で、均等に孔を開けた。酸化度７０％の酸粉と希硫酸を
混合し、これらを練膏して活物質ペーストを得た後、該
鉛合金箔に活物質ペースト両面に均一に充填し正極板を
製作した。正極の活物質の密度は、通常鉛蓄電池で用い
られる３．７ｇ／ｃｍ3 とし、活物質厚みは、極板の厚
みを数カ所測定し、鉛合金箔の厚みを引き、２で割った
数字を用いた。製作した正極板に用いた鉛合金箔の開孔
率は、０、１、３、５、１０、３０、５０％とした。な
お、開孔率５０％より大きくすると、このような薄形極
板では充填がうまくできなかった。正極の鉛合金箔に
は、厚み０．１ｍｍのものをまた、正極活物質厚みは
０．１５ｍｍとした。正極板の断面を図１に示す。
【０００８】負極板は、開孔率１０％の鉛箔を用いて製
作し、セパレータと重ね合わせ、該正極板、負極板、セ
パレータを巻き取り、その状態で熟成を行った後、所定
の端子を取り付けエレメントとし、これを用いて単セル
の円筒形密閉鉛蓄電池を製作した。エレメントの断面を
図２に示す。電解液比重は通常用いられる１．３０を用
いた。電池の容量は約２Ａｈとした。
作し、セパレータと重ね合わせ、該正極板、負極板、セ
パレータを巻き取り、その状態で熟成を行った後、所定
の端子を取り付けエレメントとし、これを用いて単セル
の円筒形密閉鉛蓄電池を製作した。エレメントの断面を
図２に示す。電解液比重は通常用いられる１．３０を用
いた。電池の容量は約２Ａｈとした。
【０００９】これらの電池をサイクル寿命試験に供し
た。試験条件は、４０℃（気層中）放電：５Ａ×４分
充電：２．４７Ｖ（最大電流５Ａ）×１０分とした。実
験の結果、開孔率が５％以上であれば良好な寿命性能を
示すことがわかった。
た。試験条件は、４０℃（気層中）放電：５Ａ×４分
充電：２．４７Ｖ（最大電流５Ａ）×１０分とした。実
験の結果、開孔率が５％以上であれば良好な寿命性能を
示すことがわかった。
【００１０】次に極板厚みの影響を調べるため、正極の
活物質の厚みを変えて実験を行った。内容を表１に示
す。鉛合金箔の開孔率は、５％のものを用いた。
活物質の厚みを変えて実験を行った。内容を表１に示
す。鉛合金箔の開孔率は、５％のものを用いた。
【００１１】
【表１】 結果を図３に示す。このように、活物質層が厚いＮｏ．
５と、薄いＮｏ．１で早期に容量低下が起こった。
５と、薄いＮｏ．１で早期に容量低下が起こった。
【００１２】従来極板が厚いと早期容量低下は起こりに
くいことから、次に極板の総厚みと活物質層の厚みのど
ちらが性能に影響をおよぼしているのかを調べるため、
開孔率５％の厚みの異なる鉛合金箔に、活物質ペースト
を充填し、極板を製作し、上記同様に電池を作った。製
作した電池の内容を表２に示す。
くいことから、次に極板の総厚みと活物質層の厚みのど
ちらが性能に影響をおよぼしているのかを調べるため、
開孔率５％の厚みの異なる鉛合金箔に、活物質ペースト
を充填し、極板を製作し、上記同様に電池を作った。製
作した電池の内容を表２に示す。
【００１３】
【表２】 そして上記と同様のサイクル寿命試験を行った。結果
は、Ｎｏ．６、８、１０の電池が良好な性能を示した。
この結果から早期容量低下は、極板厚みではなく、活物
質層の厚みによることがわかった。この結果から、活物
質層の厚さは０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下が最適
であることがわかった。
は、Ｎｏ．６、８、１０の電池が良好な性能を示した。
この結果から早期容量低下は、極板厚みではなく、活物
質層の厚みによることがわかった。この結果から、活物
質層の厚さは０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下が最適
であることがわかった。
【００１４】極板を積層してエレメントを製作する従来
のタイプの鉛蓄電池では、正極鉛格子の重量が活物質重
量に比べて少なければ、また極板厚みが薄い方が早期に
容量が低下しやすい傾向があった。しかし、本発明の円
筒型電池の場合、開孔率と活物質厚みが早期の容量低下
に強く影響し、少なくとも５％以上５０％以下の開孔率
があり、活物質厚みが０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以
下であれば、格子重量この場合鉛箔厚みが薄くてもま
た、極板厚みが薄くても早期に容量低下を引き起こすこ
となく、良好なサイクル寿命を示した。
のタイプの鉛蓄電池では、正極鉛格子の重量が活物質重
量に比べて少なければ、また極板厚みが薄い方が早期に
容量が低下しやすい傾向があった。しかし、本発明の円
筒型電池の場合、開孔率と活物質厚みが早期の容量低下
に強く影響し、少なくとも５％以上５０％以下の開孔率
があり、活物質厚みが０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以
下であれば、格子重量この場合鉛箔厚みが薄くてもま
た、極板厚みが薄くても早期に容量低下を引き起こすこ
となく、良好なサイクル寿命を示した。
【００１５】この理由について考えられることは、充填
後に極板を巻き取るため、ストレスがかかり活物質と鉛
合金箔界面の界面の密着性が良くないことに加え、活物
質ペーストを充填後の熟成時に極板が乾燥する際に、極
板中の水分が蒸発することによって、多孔性の活物質と
なるのであるが、この時体積の減少も起こる。この時、
鉛合金箔と活物質の密着性がいっそう損なわれるのでは
ないかと考えられる。活物質と集電体である鉛合金箔の
密着性が悪くなるため、鉛合金箔の表面で反応が起こり
やすくなってしまったのではないかと考えられる。活物
質厚みを薄くすることは、この体積減少を少なくし、活
物質と鉛合金箔の密着性が損なわれることを防ぐことに
なると考えられる。
後に極板を巻き取るため、ストレスがかかり活物質と鉛
合金箔界面の界面の密着性が良くないことに加え、活物
質ペーストを充填後の熟成時に極板が乾燥する際に、極
板中の水分が蒸発することによって、多孔性の活物質と
なるのであるが、この時体積の減少も起こる。この時、
鉛合金箔と活物質の密着性がいっそう損なわれるのでは
ないかと考えられる。活物質と集電体である鉛合金箔の
密着性が悪くなるため、鉛合金箔の表面で反応が起こり
やすくなってしまったのではないかと考えられる。活物
質厚みを薄くすることは、この体積減少を少なくし、活
物質と鉛合金箔の密着性が損なわれることを防ぐことに
なると考えられる。
【００１６】また鉛合金箔に孔を開けることもまた両者
の密着性を向上させることに寄与していると考えられ
る。また活物質厚みが０．０６ｍｍ未満では、活物質層
が薄すぎるため、放電時にセパレータ中の電解液に含ま
れる硫酸根が、鉛合金箔表面まで絶縁層を形成するに必
要な量だけ拡散してしまうためではないかと考えられ
る。
の密着性を向上させることに寄与していると考えられ
る。また活物質厚みが０．０６ｍｍ未満では、活物質層
が薄すぎるため、放電時にセパレータ中の電解液に含ま
れる硫酸根が、鉛合金箔表面まで絶縁層を形成するに必
要な量だけ拡散してしまうためではないかと考えられ
る。
【００１７】
【発明の効果】正極板及び負極板をセパレータを介して
渦巻き状に巻回して構成したエレメントを備える円筒型
密閉鉛電池であって、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において、正極の鉛合金箔
の開孔率を５％以上５０％以下とし、かつ正極板の活物
質厚みを０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とした正極
板を用いることで、早期に容量低下することなくサイク
ル寿命の優れた密閉型鉛蓄電池を実現するものである。
渦巻き状に巻回して構成したエレメントを備える円筒型
密閉鉛電池であって、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において、正極の鉛合金箔
の開孔率を５％以上５０％以下とし、かつ正極板の活物
質厚みを０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とした正極
板を用いることで、早期に容量低下することなくサイク
ル寿命の優れた密閉型鉛蓄電池を実現するものである。
【図１】正極板の断面図
【図２】円筒型の密閉鉛蓄電池のエレメントの断面図
【図３】サイクル寿命性能
Claims (1)
- 【請求項１】正極板及び負極板をセパレータを介して渦
巻き状に巻回して構成したエレメントを備える円筒型密
閉鉛電池であって、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において、正極の鉛合金箔の
開孔率を５％以上５０％以下とし、かつ正極板の活物質
厚みを０．０６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とした正極板
を用いることを特徴とした密閉型鉛蓄電池
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8353549A JPH10172542A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 密閉型鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8353549A JPH10172542A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 密閉型鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172542A true JPH10172542A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18431599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8353549A Pending JPH10172542A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 密閉型鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196066A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | 密閉鉛蓄電池 |
| CN112310411A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-02 | 陈本 | 一种高比能量铅酸蓄电池及其生产方法 |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP8353549A patent/JPH10172542A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196066A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | 密閉鉛蓄電池 |
| CN112310411A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-02 | 陈本 | 一种高比能量铅酸蓄电池及其生产方法 |
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