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JP3374665B2 - 密閉型鉛蓄電池 - Google Patents

密閉型鉛蓄電池

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JP3374665B2
JP3374665B2 JP19318996A JP19318996A JP3374665B2 JP 3374665 B2 JP3374665 B2 JP 3374665B2 JP 19318996 A JP19318996 A JP 19318996A JP 19318996 A JP19318996 A JP 19318996A JP 3374665 B2 JP3374665 B2 JP 3374665B2
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sealed lead
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acid battery
bag
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉型鉛蓄電池に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の密閉型鉛蓄電池用セパレータは、
ガラス繊維を主成分として抄造されており、電解液量の
確保および電極から発生するガスの拡散を速やかに行な
わせるために、非常に細いガラス繊維を用いて形成され
ていることが一般的となっている。図３は、従来の密閉
型鉛蓄電池の極板群構成の一例を示すものであり、微細
ガラス繊維を用いたセパレータ１は、正極板２，負極板
３と順次積層され、電極群を構成している。ここで、活
物質が極板から剥がれ落ち、この剥がれ落ちた活物質に
より正極板２と負極板３とが短絡してしまわないよう
に、セパレータ１が正極板２の下面を包み込む構成とす
るものもあった。
【０００３】このような構成において、特に正極板２，
負極板３の格子体にその両端部に枠骨が存在ない格子体
を用いる密閉型鉛蓄電池の極板群では、放電深度の深い
充放電を繰り返すことにより、その充放電回数の増加と
共に、正極板および負極板側部の活物質が膨張し、セパ
レータのわきからはみ出して、正極板および負極板とが
接触し、側部で短絡が発生し、電池寿命が終わる原因と
なる現象が多く確認されている。この種の問題を解決す
るために、セパレータの両端部をシール化し袋状に加工
する方法が提案されている。しかしながら、セパレータ
に微細ガラス繊維を用いながら、それを袋状に加工する
ことは難しく、この方法は技術的に確立されていないた
め、実現することは難しかった。
【０００４】さらに、従来使用されている微細ガラス繊
維セパレータは、電解液の保持およびガスの拡散性を重
視したものであり、その機械的特性（引張強度および剛
性等）は合成繊維に比べ劣るため、活物質の欠片等の異
物が極板上に存在した場合、充放電の繰り返しにより、
異物がガラス繊維を折り、セパレータを貫通し短絡が発
生し、電池寿命が終わる原因となる現象も確認されてい
る。また、電動車輌などの用途に用いた場合、振動によ
り正極活物質がガラス繊維セパレータに染み込み、短絡
が発生し、電池寿命が終わる原因となる現象も確認され
ている。
【０００５】一方、密閉型鉛蓄電池用の袋状セパレータ
としては、熱可塑性で袋状に加工が可能な合成樹脂繊維
を主体とする袋状セパレータが提案されていたり（特公
平７−６０６７６号公報）、さらに合成樹脂性セパレー
タとガラスマットの整合積層セパレータに負極板を収容
することが提案されている（実開平７−３４５５５号公
報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、合成樹
脂繊維を主体とするセパレータは、袋状に加工が可能で
機械的特性に優れている反面、合成繊維がガラス繊維に
比べ親水性が低いことから、電解液の吸液性および保液
性が劣るという欠点を有している。また、この欠点を解
決する策として、合成樹脂繊維の構成比率を下げる方法
があるが、比率を下げると袋状への加工が難しくなる問
題が生じる。さらに、合成樹脂繊維を主体とするセパレ
ータの電気抵抗は、同じ厚みのガラス繊維からなるセパ
レータに比べ高いため、電池としての内部抵抗が大きく
なり、充放電特性に悪影響を与えてしまう。
【０００７】また、合成樹脂製セパレータとガラスマッ
トを同時に袋状に加工し、密閉型鉛蓄電池に用いる場
合、合成樹脂製セパレータ自体の電解液保持能力がほと
んどないため、電解液の保持はガラスマットのみで行わ
れる。従って、合成樹脂製セパレータの厚み分だけガラ
スマットの厚みが薄くなり、必要電解液量の保持が困難
となることが考えられる。
【０００８】また、合成樹脂製セパレータは最大孔径が
１．０μｍ以下と小さいため、極板群が電解液で十分に
満たされた液式鉛蓄電池での使用は可能であるが、当該
セパレータの最大孔径がガラスマットに比べて非常に小
さく、また合成樹脂自体の電解液保持能力がほとんどな
い。したがって、当該セパレータを密閉型鉛蓄電池に使
用した場合、電槽化成時に極板への電解液の拡散が十分
に行われないため、化成が十分に実施されなかった。
【０００９】また、電解液の保持はガラスマットのみで
行われるため、電極から発生するガスの拡散を速やかに
行わせることが難しくなり、負極板を当該袋状にしたセ
パレータに収容すると、負極板でのガス吸収（密閉化反
応）が実施されにくくなってしまう。その結果、電池内
部からの水分ロスが多くなり、早期に電解液比重が増加
し活物質の劣化が促進され、短寿命となりがちである。
【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、内部短絡がおきにくく、寿命が長い密閉型鉛蓄
電池を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、セパレータが合成繊維不織布とガラスマッ
トからなり、親水化処理した合成繊維製不織布を袋状に
加工して負極板を収容し、ガラスマットと積層し極板群
とする構成である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の密閉型鉛蓄電池は、合成
繊維製不織布を袋状に加工して負極板を収容し用いるこ
とにより、極板側部での短絡を防止することができる。
さらに、合成繊維から成る不織布に親水性処理を施した
合成繊維製不織布を用いるため、密閉型鉛蓄電池におけ
る必要電解液量の確保および電極から発生するガスの拡
散を速やかに行なわせることが可能となり、水分ロスに
よる早期劣化を防止できる。さらに、合成繊維製不織布
は機械的強度の面からも異物に対する耐貫通性を有する
ものであるため、充放電サイクル寿命の長い密閉型鉛蓄
電池を提供することができるものである。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図面と共に
説明する。
【００１４】図１は本実施例による密閉型鉛蓄電池極板
群の一例である。正極板２，負極板３は格子体両端部に
枠骨が存在しないＰｂ−Ｃａ系合金から成る格子体を用
いた。４は耐酸性の高い熱可塑性の合成繊維製不織布で
あり、２０ｋｇ／ｄｍ2加圧時の厚さが０．２ｍｍであ
る。この合成繊維製不織布は、ポリプロピレンとポリエ
チレン繊維を混抄したものであり、４〜２７ミクロン程
度の微細な空孔を有する不織布にスルフォン化処理を施
したものである。合成繊維製不織布は、負極板を包むに
足る大きさにＵ字状に２つ折りにし、対向する左右の両
端部５を熱シールし、袋状に加工する。さらに、２０ｋ
ｇ／ｄｍ2加圧時の厚さが１．０ｍｍである微細ガラス
マット（直径０．８ミクロン）１を袋状合成繊維製不織
布と正極板間に挟み込み、これらを交互に積層し、公称
電圧１２Ｖ，容量６０Ａｈ／３ＨＲの密閉型鉛蓄電池
（本実施例）を作製した。
【００１５】なお、比較のため、セパレータに厚み１．
２ｍｍの微細ガラスマット（直径０．８ミクロン）のみ
を使用した密閉型鉛蓄電池（従来例：Ａ）および厚みが
０．５ｍｍのポリエチレン製合成樹脂セパレータ（孔径
３ミクロン以下）と微細ガラスマットを整合集積した袋
状セパレータに負極板を収納した密閉型鉛蓄電池を同時
に作製した（従来例：Ｂ）。これらの電池の概要を表１
に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】また、これら電池の化成後の初期容量試験
の結果を表２に示す。なお、放電電気量は従来の電池Ａ
の容量を１００として相対値で示した。
【００１８】
【表２】
【００１９】０．３Ｃの低率放電および２．５Ｃの高率
放電において、本発明品は従来の微細ガラスマット
（Ａ）と比較して差はないことが明らかとなった。
【００２０】また、従来品Ｂでは、電槽化成を実施した
場合において、化成中に極板への電解液の拡散が十分に
行われず、化成状態が他の電池に比べ非常に悪いため、
電池としての機能を有することが難しいことが明らかと
なった。これは、今回作成した電池が密閉型であり、電
解液量が制限されていたこと、および極板群に圧迫力が
掛かっていたために拡散性が悪くなったことにより生じ
た現象であると考えられる。このことより、合成樹脂セ
パレータのみでは密閉型鉛蓄電池には、適さないセパレ
ータであることが明らかとなった。
【００２１】図２は、本実施例および従来例の電池を２
５℃の環境下において、下記の条件で充放電を行った寿
命試験の結果を示したものである。充電方式は、２段定
電流充電（１２Ａ，３Ａ：切り替え端子電圧１４．４
Ｖ）方式を実施。放電方式は、放電電流２０Ａにて端子
電圧９．９Ｖまで放電し、これを１サイクルとする。第
３図からも明らかなように、従来の方式で製造した電池
Ａが負極板側部の活物質のはみ出しにより短絡が発生
し、寿命となった３５０サイクル目において、本発明品
による電池はこのような現象は確認されず、６００を越
えたサイクル領域から若干の容量低下が確認された。
【００２２】また、正極板中央部の上部に、大きさ０．
７ｍｍ程度の活物質の欠片を置き上記と同様の方式で電
池を作製し、極板上の異物に対するセパレータの耐貫通
性の評価を行った。評価は振動試験機を用いて、周波数
領域１０〜６０Ｈｚ，加速度３．５Ｇ，スイープ速度１
Ｈｚ／ｓｅｃ．の条件下で実施した。結果、従来の微細
ガラスマット品Ａは振動試験開始後１００時間で、異物
によるセパレータ貫通により短絡が確認されたが、本発
明品では４００時間経過後も短絡は確認されなかった。
同時に、振動試験後のセパレータを観察すると、通常品
の微細ガラスマットの厚さ方向への正極活物質の染み込
みが多く、セパレータ厚み１．２ｍｍに対して０．５ｍ
ｍ以上の染み込みが確認された。しかしながら、４００
時間経過後の開発品の微細ガラスマットへの正極活物質
の染み込みは、ほとんど確認されなかった。
【００２３】なお、本実施例では、負極板を合成繊維不
織布の袋状セパレータで包む例を述べたが、正極板を袋
状セパレータで包む場合においても、同様の効果が得ら
れることを確認している。また、合成繊維不織布の厚み
が０．１〜０．７ｍｍで微細ガラスマットの厚みが２．
０〜０．５ｍｍの範囲でも同様の効果が得られることを
確認している。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、正極板
および負極板の格子体に、枠骨が存在しない格子体を用
いる密閉型鉛蓄電池において、セパレータに微細ガラス
マットと合成繊維不織布を同時に使用し、いずれか一方
の極板を袋状の耐酸性の高い熱可塑性の合成繊維不織布
で包むことを特徴とし、電解液の吸液性および保液性の
低下を抑制すると共に、活物質のはみ出しによる短絡を
抑制し、従来よりさらに長寿命化された密閉型鉛蓄電池
を供給することができる。また、セパレータの貫通強度
が向上し、異物等による短絡発生も同時に防止が可能と
なり、結果として電池の長寿命化が図れることとなる。
さらに、振動試験においても、セパレータへの活物質の
染み込みを抑制する効果が確認され、耐振動性を備える
密閉型鉛蓄電池を供給することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における密閉型鉛蓄電池に用
いる極板群の部分断面斜視図
【図２】放電容量とサイクル数との関係を示す図
【図３】従来の密閉型鉛蓄電池に用いる極板群の部分断
面斜視図
【符号の説明】
１ 微細ガラス繊維セパレータ ２ 正極板 ３ 負極板 ４ 合成繊維不織布 ５ 熱シール溶着部分
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−211764（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−218259（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−258752（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/73 H01M 2/16 H01M 2/18 H01M 10/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】密閉型鉛蓄電池において、セパレータとし
    て、微細ガラス繊維からなるガラスマットと親水化処理
    された合成繊維不織布とを用い、前記合成繊維不織布は
    極板を挟んでＵ字状に折り、左右の両端部を溶着して袋
    状セパレータをなし、前記袋状セパレータ内に一方の極
    板を収容し、平板状のガラスマットを介して他方の極板
    を積層して、極板群が形成されたことを特徴とする密閉
    型鉛蓄電池。
  2. 【請求項２】正極板および負極板の格子体には、周囲に
    枠骨がない格子体を用いることを特徴とする請求項１に
    記載の密閉型鉛蓄電池。
  3. 【請求項３】合成繊維不織布は、耐酸性の高い熱可塑性
    の合成樹脂繊維を主体として形成されたものであること
    を特徴とする請求項１または２に記載の密閉型鉛蓄電
    池。
JP19318996A 1996-07-23 1996-07-23 密閉型鉛蓄電池 Expired - Lifetime JP3374665B2 (ja)

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JP19318996A JP3374665B2 (ja) 1996-07-23 1996-07-23 密閉型鉛蓄電池
DE69706783T DE69706783T2 (de) 1996-07-23 1997-07-15 Gasdichte Bleisäurebatterie
EP97305254A EP0821422B1 (en) 1996-07-23 1997-07-15 Sealed lead-acid battery
US08/898,533 US6492059B1 (en) 1996-07-23 1997-07-22 Separator for sealed lead-acid battery
KR1019970034254A KR100299389B1 (ko) 1996-07-23 1997-07-22 밀폐형납.산전지
US10/254,127 US7132195B2 (en) 1996-07-23 2002-09-25 Separator for sealed lead-acid battery

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JP19318996A JP3374665B2 (ja) 1996-07-23 1996-07-23 密閉型鉛蓄電池

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