JPH0766791B2 - 再結合形電池及びその隔離板 - Google Patents
再結合形電池及びその隔離板Info
- Publication number
- JPH0766791B2 JPH0766791B2 JP63500777A JP50077788A JPH0766791B2 JP H0766791 B2 JPH0766791 B2 JP H0766791B2 JP 63500777 A JP63500777 A JP 63500777A JP 50077788 A JP50077788 A JP 50077788A JP H0766791 B2 JPH0766791 B2 JP H0766791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- electrolyte
- separator
- container
- fiber
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 68
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 60
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 20
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 18
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 23
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000037351 starvation Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01M10/34—Gastight accumulators
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
- D04H1/43835—Mixed fibres, e.g. at least two chemically different fibres or fibre blends
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
- D04H1/4218—Glass fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4282—Addition polymers
- D04H1/4291—Olefin series
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
- D04H1/43838—Ultrafine fibres, e.g. microfibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0005—Acid electrolytes
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電池内の陽極板で電気分解によって形成され
た酸素が、電気分解による再結合のため、陰極板に移動
することのできる再結合形電池、このような電池の極板
用隔離板、及びこのような電池を製造する方法に関す
る。要約すれば、極板用隔離板は、電解液を保持するた
めに異なった能力を有する繊維から作られている。この
繊維は、例え過剰な電解液が存在する場合でも、隔離板
が電池で必要とされる電解液の量だけを保持することが
できるような比率で使用される。電解液を保持するため
の異なった能力を有する繊維には、例えば、太めのガラ
ス繊維及び非常に細いガラス繊維、またはガラス繊維と
ポリプロピレン繊維の混合物がある。
た酸素が、電気分解による再結合のため、陰極板に移動
することのできる再結合形電池、このような電池の極板
用隔離板、及びこのような電池を製造する方法に関す
る。要約すれば、極板用隔離板は、電解液を保持するた
めに異なった能力を有する繊維から作られている。この
繊維は、例え過剰な電解液が存在する場合でも、隔離板
が電池で必要とされる電解液の量だけを保持することが
できるような比率で使用される。電解液を保持するため
の異なった能力を有する繊維には、例えば、太めのガラ
ス繊維及び非常に細いガラス繊維、またはガラス繊維と
ポリプロピレン繊維の混合物がある。
次に、ここで「パーセントv/v」という用語は容積パー
セントを意味する。「パーセントw/w」という用語は重
量パーセントを意味する。温度は全て摂氏である。下記
の略語は、次に指示することを意味する。μmは、ミク
ロン(複数)である〔ミクロンとミクロン(複数)は数
字的に同じことである〕。mg=ミリグラムまたはミリグ
ラム(複数)。g=グラムまたはグラム(複数)。kg=
キログラムまたはキログラム(複数)。l=リットルま
たはリットル(複数)。ml=ミリリットルまたはミリリ
ットル(複数)。cm=センチメータまたはセンチメータ
(複数)。
セントを意味する。「パーセントw/w」という用語は重
量パーセントを意味する。温度は全て摂氏である。下記
の略語は、次に指示することを意味する。μmは、ミク
ロン(複数)である〔ミクロンとミクロン(複数)は数
字的に同じことである〕。mg=ミリグラムまたはミリグ
ラム(複数)。g=グラムまたはグラム(複数)。kg=
キログラムまたはキログラム(複数)。l=リットルま
たはリットル(複数)。ml=ミリリットルまたはミリリ
ットル(複数)。cm=センチメータまたはセンチメータ
(複数)。
背景技術 再結合形電池は、何年間も知られており、例えば、McCl
ellandに対する米国特許第3,362,861号に開示されてい
る。この特許は、またこのような電池が、過剰な内部圧
力の形成を防止するために、使用中に発生するガスが逃
げることのできるガス抜き弁を有していることを開示し
ている。Chreitzbergに対する米国特許第3,159,508号
は、水素圧力の過度の形成を防止するために設計された
容器を有する電池を開示している。この特許によれば、
酸素に対して対応する透過性を増加することなく水素に
対して実質的に増加した透過性を示す素材から作られて
いる。
ellandに対する米国特許第3,362,861号に開示されてい
る。この特許は、またこのような電池が、過剰な内部圧
力の形成を防止するために、使用中に発生するガスが逃
げることのできるガス抜き弁を有していることを開示し
ている。Chreitzbergに対する米国特許第3,159,508号
は、水素圧力の過度の形成を防止するために設計された
容器を有する電池を開示している。この特許によれば、
酸素に対して対応する透過性を増加することなく水素に
対して実質的に増加した透過性を示す素材から作られて
いる。
複数の直径を有するガラス繊維から作られた再結合形電
池の極板用隔離板及びガラス繊維とポリプロピレン繊維
の混合物から作られたそれらの極板用隔離板は、既に公
知である。例えば、Harrisに対する米国特許第4,465,74
8号は、例えば、このような電池の電気化学的電槽の隔
離板として使用され、直径1μm以下で5乃至35重量パ
ーセントのガラス繊維から作られたガラス繊維シート材
料を開示している。この特許は、また連続した範囲の繊
維直径と長さの繊維を使用し、大部分の繊維は長さが5m
m以下であるこのような用途のガラス繊維シートを開示
している。Kono他に対する米国特許第4,216,280号は、
このような電池で極板用隔離板として使用され、直径1
μm以下で50乃至95重量パーセントのガラス繊維及び50
乃至5重量パーセントのより太いガラス繊維で作られた
ガラス繊維シート材料を開示している。この参考資料
は、このより太いガラス繊維は、5μmを以上の繊維直
径、望ましくは10μmを以上の繊維直径を有し、そのう
ち若干の繊維は10μm乃至30μmの直径を有することが
有利であると述べている。Peters他に対する米国特許第
4,373,015号には、このような電池で隔離板として使用
され「有機高分子繊維によって構成される」シート材料
を開示しており、この参考資料の両方の例は、「約3mm
の厚さの短ステーブルファイバーポリエステルマット」
としてのシート材料を説明し、ポリエステル繊維は、直
径が、約1μm乃至約6μmであることを示している。
最後に、従来の(細結合形でない)電池に使用され、ガ
ラス繊維と有機繊維の両方で構成されているシート隔離
板が、下記の米国特許の全てに開示されている。すなわ
ちそれらは、Bodendorfに対する第4,529,677号、Waterh
ouseに対する第4,363,856号、及びStrzempkoに対する第
4,359,511号である。Hasegawaに対する米国特許第4,36
7,271号は、最高10重量パーセントのアクリル原繊維、
すなわちバランスガラス繊維で構成された蓄電池用隔離
板を開示している。日本特許第55/146,872は、ガラス繊
維(50-85重量パーセント)と有機繊維(50-15重量パー
セント)で構成された隔離板の材料を開示している。Ci
egg他に対する米国特許第4,245,013号は、ポリエチレン
繊維を含む繊維状材料の第1シートとポリエチレンを含
み第1シートより高い合成パルプの含有量を有する繊維
状材料の第2シートを重ねることによって作られる隔離
板を開示している。判明している限り、隔離板は全ての
空隙を充満するのに十分な電解液の量を保持することが
できないために、電解液で飽和された場合、ガスが1つ
の極板から他の極板に移動することのできる充満されて
いない残留物の空隙を残る電極隔離板についての示唆は
これまでに存在していない。
池の極板用隔離板及びガラス繊維とポリプロピレン繊維
の混合物から作られたそれらの極板用隔離板は、既に公
知である。例えば、Harrisに対する米国特許第4,465,74
8号は、例えば、このような電池の電気化学的電槽の隔
離板として使用され、直径1μm以下で5乃至35重量パ
ーセントのガラス繊維から作られたガラス繊維シート材
料を開示している。この特許は、また連続した範囲の繊
維直径と長さの繊維を使用し、大部分の繊維は長さが5m
m以下であるこのような用途のガラス繊維シートを開示
している。Kono他に対する米国特許第4,216,280号は、
このような電池で極板用隔離板として使用され、直径1
μm以下で50乃至95重量パーセントのガラス繊維及び50
乃至5重量パーセントのより太いガラス繊維で作られた
ガラス繊維シート材料を開示している。この参考資料
は、このより太いガラス繊維は、5μmを以上の繊維直
径、望ましくは10μmを以上の繊維直径を有し、そのう
ち若干の繊維は10μm乃至30μmの直径を有することが
有利であると述べている。Peters他に対する米国特許第
4,373,015号には、このような電池で隔離板として使用
され「有機高分子繊維によって構成される」シート材料
を開示しており、この参考資料の両方の例は、「約3mm
の厚さの短ステーブルファイバーポリエステルマット」
としてのシート材料を説明し、ポリエステル繊維は、直
径が、約1μm乃至約6μmであることを示している。
最後に、従来の(細結合形でない)電池に使用され、ガ
ラス繊維と有機繊維の両方で構成されているシート隔離
板が、下記の米国特許の全てに開示されている。すなわ
ちそれらは、Bodendorfに対する第4,529,677号、Waterh
ouseに対する第4,363,856号、及びStrzempkoに対する第
4,359,511号である。Hasegawaに対する米国特許第4,36
7,271号は、最高10重量パーセントのアクリル原繊維、
すなわちバランスガラス繊維で構成された蓄電池用隔離
板を開示している。日本特許第55/146,872は、ガラス繊
維(50-85重量パーセント)と有機繊維(50-15重量パー
セント)で構成された隔離板の材料を開示している。Ci
egg他に対する米国特許第4,245,013号は、ポリエチレン
繊維を含む繊維状材料の第1シートとポリエチレンを含
み第1シートより高い合成パルプの含有量を有する繊維
状材料の第2シートを重ねることによって作られる隔離
板を開示している。判明している限り、隔離板は全ての
空隙を充満するのに十分な電解液の量を保持することが
できないために、電解液で飽和された場合、ガスが1つ
の極板から他の極板に移動することのできる充満されて
いない残留物の空隙を残る電極隔離板についての示唆は
これまでに存在していない。
発明の要約 要約すれば、本発明は、電池の極板用隔離板として有用
な繊維性シートである。このシートは、基本的に第1と
第2の繊維によって構成され、これらはいずれも特定の
水性電解液に対して不活性である。第1の繊維は、界面
活性剤のない場合、特定の電解液に対して90%以上の所
定の吸収力をこのシートに与え、一方、第2の繊維は、
界面活性剤のない場合、この電解液に対して80%以下の
異なった吸収力をこのシートに与える。第1及び第2の
繊維は、界面活性剤のない場合、シートがこの電解液に
対して75乃至95パーセントの吸収力を持つような比率で
シート中に存在している。第1の繊維は、ガラス繊維で
あることが望ましく、5μm以下の平均直径を有するガ
ラス繊維であることが最も望ましい。1つの好適な実施
例において、第2の繊維は、界面活性剤のない場合、電
解液に対して疎水性である有機繊維であり、ポリエチレ
ンまたはポリプロピレン繊維であることが最も望ましい
実施例では、第2のガラス繊維は、例えば、10μm乃至
20μmの直径を有する比較的太いガラス繊維である。第
3の実施例では、界面活性剤のない場合、電解液に対し
て疎水性である有機繊維と5μm以下の平均直径を有す
るガラス繊維に加えて、大直径のガラス繊維の両方が存
在する。
な繊維性シートである。このシートは、基本的に第1と
第2の繊維によって構成され、これらはいずれも特定の
水性電解液に対して不活性である。第1の繊維は、界面
活性剤のない場合、特定の電解液に対して90%以上の所
定の吸収力をこのシートに与え、一方、第2の繊維は、
界面活性剤のない場合、この電解液に対して80%以下の
異なった吸収力をこのシートに与える。第1及び第2の
繊維は、界面活性剤のない場合、シートがこの電解液に
対して75乃至95パーセントの吸収力を持つような比率で
シート中に存在している。第1の繊維は、ガラス繊維で
あることが望ましく、5μm以下の平均直径を有するガ
ラス繊維であることが最も望ましい。1つの好適な実施
例において、第2の繊維は、界面活性剤のない場合、電
解液に対して疎水性である有機繊維であり、ポリエチレ
ンまたはポリプロピレン繊維であることが最も望ましい
実施例では、第2のガラス繊維は、例えば、10μm乃至
20μmの直径を有する比較的太いガラス繊維である。第
3の実施例では、界面活性剤のない場合、電解液に対し
て疎水性である有機繊維と5μm以下の平均直径を有す
るガラス繊維に加えて、大直径のガラス繊維の両方が存
在する。
本発明は、また密閉容器に入った複数の電極、上述の文
中で説明した電極の中で隣接する電極の間の繊維状シー
ト隔離板、及びそれに対してシート隔離板が不活性であ
り、各々のシート隔離板によって吸収され、電極の中で
隣接する電極に接触して保持される電解液体によって構
成される再結合形蓄電池である。
中で説明した電極の中で隣接する電極の間の繊維状シー
ト隔離板、及びそれに対してシート隔離板が不活性であ
り、各々のシート隔離板によって吸収され、電極の中で
隣接する電極に接触して保持される電解液体によって構
成される再結合形蓄電池である。
本発明は、また再結合形蓄電池を製造する方法である。
この方法は、少なくとも1つの壁に開口部を有する容器
中の電極の中で隣接する電極の間で、上述したように複
数の電極をシート隔離板と共に組立てるステップ、電極
を覆うのに十分な量の電解液を容易に注入するステッ
プ、シート隔離板、極板、及び電解液によって湿らされ
たその他の内面によって吸収されない電解液を除去する
ステップ、及び容器を密閉するステップによって構成さ
れている。若し希望されるなら、電解液の注入される前
に、容器は部分的に排気されてもよい。事実、これは、
通常電槽が充満される速度を増加するために望ましい。
この方法の1つの望ましい実施例において、電解液が電
極を覆っている間に電池が形成される。他の実施例にお
いて、隔離板、極板及び湿らされている内部表面によっ
て保持されていない電解液の一部が容器内に残され、ま
たは保持されていない電解液は全て除去され、容器が密
閉される前に所望量の電解液が注入され、その結果いず
れの場合においても、電池は吸収された電解液と吸収さ
れていない電解液の液だめを含んでいる。電解液の液だ
めは、比較的小さくても、比較的大きくてもよく、それ
は、電池の意図しているサービスによることが望まし
い。
この方法は、少なくとも1つの壁に開口部を有する容器
中の電極の中で隣接する電極の間で、上述したように複
数の電極をシート隔離板と共に組立てるステップ、電極
を覆うのに十分な量の電解液を容易に注入するステッ
プ、シート隔離板、極板、及び電解液によって湿らされ
たその他の内面によって吸収されない電解液を除去する
ステップ、及び容器を密閉するステップによって構成さ
れている。若し希望されるなら、電解液の注入される前
に、容器は部分的に排気されてもよい。事実、これは、
通常電槽が充満される速度を増加するために望ましい。
この方法の1つの望ましい実施例において、電解液が電
極を覆っている間に電池が形成される。他の実施例にお
いて、隔離板、極板及び湿らされている内部表面によっ
て保持されていない電解液の一部が容器内に残され、ま
たは保持されていない電解液は全て除去され、容器が密
閉される前に所望量の電解液が注入され、その結果いず
れの場合においても、電池は吸収された電解液と吸収さ
れていない電解液の液だめを含んでいる。電解液の液だ
めは、比較的小さくても、比較的大きくてもよく、それ
は、電池の意図しているサービスによることが望まし
い。
最後に、本発明は、また酸素よりも水素に対して一層透
過性のあるポリエチレン、ポリプロピレン、またはその
他の材料の比較的薄いフィルムによって密閉される開口
部を有する再結合形蓄電池である。McClelland他によっ
て開示されている通気孔を必要とするガスは、主として
水の電気分解によって作られる水素と酸素であることが
知られている。水素は陰電極における酸素の反応の結
果、化学量論的な比率よりも実質的に多く存在している
こと、及び過剰な水素は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等の薄いフィルムを通して排気されることができ、基
本的には、再結合能力が、水素の過剰な解放が停止し、
再結合が過剰な圧力の形成を防止する程度にまで増加す
るまで、電解液から水を除去することが知られている。
本発明による極板用隔離板を有する再結合形電池は、以
前に知られている再結合形電池に比べて、例え自由で吸
収されていない電解液が存在していても、動作中により
少ない水素の蓄積しかうけないこと、及び再結合は、こ
の隔離板を有する電池では、動作の非常に初期から、酸
素の再結合能力を増加するための乾燥に対する何等の必
要性もなく、適当な速度で発生することがまた知られて
いる。
過性のあるポリエチレン、ポリプロピレン、またはその
他の材料の比較的薄いフィルムによって密閉される開口
部を有する再結合形蓄電池である。McClelland他によっ
て開示されている通気孔を必要とするガスは、主として
水の電気分解によって作られる水素と酸素であることが
知られている。水素は陰電極における酸素の反応の結
果、化学量論的な比率よりも実質的に多く存在している
こと、及び過剰な水素は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等の薄いフィルムを通して排気されることができ、基
本的には、再結合能力が、水素の過剰な解放が停止し、
再結合が過剰な圧力の形成を防止する程度にまで増加す
るまで、電解液から水を除去することが知られている。
本発明による極板用隔離板を有する再結合形電池は、以
前に知られている再結合形電池に比べて、例え自由で吸
収されていない電解液が存在していても、動作中により
少ない水素の蓄積しかうけないこと、及び再結合は、こ
の隔離板を有する電池では、動作の非常に初期から、酸
素の再結合能力を増加するための乾燥に対する何等の必
要性もなく、適当な速度で発生することがまた知られて
いる。
好適な実施例の説明 本発明は、下記の例から一層十分に理解されるが、これ
らは説明及び開示の目的のためにのみ提供されるもので
あり、制約的に解釈されるべきではない。
らは説明及び開示の目的のためにのみ提供されるもので
あり、制約的に解釈されるべきではない。
例1 繊維状シートの極板用隔離板材料が、5パートのグレー
ド210のガラス繊維、2パートのグレード206のガラス繊
維、1パートのグレードA-20BCの切断ガラスストラン
ド、0.7パートのグレードA-121のポリエチレン繊維及び
製造されるスラリーのpHを約3に下げるために比重が1.
835の約0.06パートの硫酸から作られた。使用されてい
るガラス繊維は、全てManville社で市販されているもの
である。グレード206及びグレード210の繊維は、電池の
隔離板を製造するためにTEMPSTRANの商標で市販されて
いる。それらは耐酸ボロシリケートガラスから作られて
いる。グレード206の繊維は、グラム当たり1.80m2の表
面積を有し、繊維の直径は0.85μmである。グレード21
0の繊維は、グラム当たり0.47m2の表面積を有し、繊維
の直径は3.25μmである。使用されているポリエチレン
繊維は、Hercules社からPULPEX A-121の商標で市販され
ている。それらは、0.6から1.2mmの平均長さで最高2.0m
mの長さ、10から20μmの平均直径を有している。
ド210のガラス繊維、2パートのグレード206のガラス繊
維、1パートのグレードA-20BCの切断ガラスストラン
ド、0.7パートのグレードA-121のポリエチレン繊維及び
製造されるスラリーのpHを約3に下げるために比重が1.
835の約0.06パートの硫酸から作られた。使用されてい
るガラス繊維は、全てManville社で市販されているもの
である。グレード206及びグレード210の繊維は、電池の
隔離板を製造するためにTEMPSTRANの商標で市販されて
いる。それらは耐酸ボロシリケートガラスから作られて
いる。グレード206の繊維は、グラム当たり1.80m2の表
面積を有し、繊維の直径は0.85μmである。グレード21
0の繊維は、グラム当たり0.47m2の表面積を有し、繊維
の直径は3.25μmである。使用されているポリエチレン
繊維は、Hercules社からPULPEX A-121の商標で市販され
ている。それらは、0.6から1.2mmの平均長さで最高2.0m
mの長さ、10から20μmの平均直径を有している。
ガラス及びポリエチレンの繊維、硫酸及び250パートの
水は、製紙用のパルパーに投入され、投入されたもの
は、損傷を生じることなく繊維を分散させるために約5
分間打たれた。その結果得られた分散物は、約250パー
トの水で薄められ、薄められた分散物は、長網抄紙機の
頂部のチェストにポンプで送られ、200g/m2の秤量を有
する隔離板の材料を作るために機械のスクリーン上に流
された。
水は、製紙用のパルパーに投入され、投入されたもの
は、損傷を生じることなく繊維を分散させるために約5
分間打たれた。その結果得られた分散物は、約250パー
トの水で薄められ、薄められた分散物は、長網抄紙機の
頂部のチェストにポンプで送られ、200g/m2の秤量を有
する隔離板の材料を作るために機械のスクリーン上に流
された。
グループ26の電池は、約0.4パーセントのスズと0.07パ
ーセントのカルシウム、バランス鉛を含む鋳物グリッド
を有する7個の陰極板と6個の陽極板によって構成され
る1電槽当たり13個の極板を使用して作られた。各極板
は、幅が5.625インチ、高さが4.75インチであった。陽
極板は、厚さが0.057インチであり、一方陰極板は、厚
さが0.051インチであった。上述のようにして作られ、
長さが10.5インチ、幅が6.22インチの隔離板の材料のシ
ートは、陽極板の周りに折り曲げられ、その結果、折り
曲げたものは、隔離板の材料を、極板の底にあって陽極
板の上に約1/2インチ伸び、陽極板の各側の向こうに約
0.3インチある状態にした。隣接した極板の間にある隔
離板の材料を有する13個の極板の各スタックは、1.184
インチのリブとリブとの寸法を有する電槽に挿入され、
その結果隔離板の材料の各層は、極板の間で0.040イン
チに圧縮された。電槽間の接続を行い電池の容器上のカ
バーをシールすることによって、組み立ては完了した。
電層には、硫酸の電解液が極板の頂部上約1インチのレ
ベルに充填された。電解液は、硫酸に15g/lの亜硫酸ナ
トリウムを加えることによって作られ、それは1.235の
比重を有していた。電池はそこで形成された。余分の電
解液は捨てられ、電池はシールされた。
ーセントのカルシウム、バランス鉛を含む鋳物グリッド
を有する7個の陰極板と6個の陽極板によって構成され
る1電槽当たり13個の極板を使用して作られた。各極板
は、幅が5.625インチ、高さが4.75インチであった。陽
極板は、厚さが0.057インチであり、一方陰極板は、厚
さが0.051インチであった。上述のようにして作られ、
長さが10.5インチ、幅が6.22インチの隔離板の材料のシ
ートは、陽極板の周りに折り曲げられ、その結果、折り
曲げたものは、隔離板の材料を、極板の底にあって陽極
板の上に約1/2インチ伸び、陽極板の各側の向こうに約
0.3インチある状態にした。隣接した極板の間にある隔
離板の材料を有する13個の極板の各スタックは、1.184
インチのリブとリブとの寸法を有する電槽に挿入され、
その結果隔離板の材料の各層は、極板の間で0.040イン
チに圧縮された。電槽間の接続を行い電池の容器上のカ
バーをシールすることによって、組み立ては完了した。
電層には、硫酸の電解液が極板の頂部上約1インチのレ
ベルに充填された。電解液は、硫酸に15g/lの亜硫酸ナ
トリウムを加えることによって作られ、それは1.235の
比重を有していた。電池はそこで形成された。余分の電
解液は捨てられ、電池はシールされた。
例2 パルパーに対する投入物が、5.5パートのグレード210の
ガラス繊維、3.5パートのグレード206のガラス繊維、1
パートのA-20BC切断ガラスストランド、0.06パートの硫
酸及び250パートの水であることを除いて、電池は例1
の手順で作られた。
ガラス繊維、3.5パートのグレード206のガラス繊維、1
パートのA-20BC切断ガラスストランド、0.06パートの硫
酸及び250パートの水であることを除いて、電池は例1
の手順で作られた。
例3 拡大された金属グリッドを有する陰極板が使用されたこ
とを除いて、電池は例2の手順で作られた。
とを除いて、電池は例2の手順で作られた。
本発明に従うのではなく、比較の目的のために、制御電
池は、パルパーに対する投入物が、5パートのグレード
210のガラス繊維、2.5パートのグレード206のガラス繊
維、0.06パートの硫酸及び250パートの水であることを
除いて、例1の手順で作られた。
池は、パルパーに対する投入物が、5パートのグレード
210のガラス繊維、2.5パートのグレード206のガラス繊
維、0.06パートの硫酸及び250パートの水であることを
除いて、例1の手順で作られた。
上述の手順で作られた電池に対し、平均値が、グラム単
位の乾電池重量、グラム単位の液体を排出した電池重
量、グラム単位の保持されている酸、グラム単位の極板
に吸収された酸、ミリリットル単位の隔離板に保持され
ている酸、ミリリットル単位の隔離板の合計容積(既知
の寸法から計算された)、ミリリットル単位の隔離板の
空隙の容積(隔離板の合計容積及び隔離板の材料中の繊
維の計算された容積から計算された)、及び隔離板の充
填されていない空隙の容積パーセントについて求められ
た。これらの平均値は、下記の表に示されている。
位の乾電池重量、グラム単位の液体を排出した電池重
量、グラム単位の保持されている酸、グラム単位の極板
に吸収された酸、ミリリットル単位の隔離板に保持され
ている酸、ミリリットル単位の隔離板の合計容積(既知
の寸法から計算された)、ミリリットル単位の隔離板の
空隙の容積(隔離板の合計容積及び隔離板の材料中の繊
維の計算された容積から計算された)、及び隔離板の充
填されていない空隙の容積パーセントについて求められ
た。これらの平均値は、下記の表に示されている。
上記の表を参照して、ここ及び添付の請求の範囲に使用
され、パーセントで表されている「吸収力」という用語
は、上述の手順で求められ、100マイナス未充填空隙の
容積パーセントである。
され、パーセントで表されている「吸収力」という用語
は、上述の手順で求められ、100マイナス未充填空隙の
容積パーセントである。
例1において上述したようにして作られた電池は、自動
車に対するサービスで現場試験を行っている。それら
は、過剰なガスの排出もなく、過剰な圧力の形成もな
く、満足に動作し、陽極板で形成される酸素は、電気分
解による再結合のために隔離板を経由して陽極板に移動
することができることを示してある。しかし、制御法に
よって作られた電池は、不満足であることが分かった。
これには、過剰な圧力の形成があり、ガスが排出される
ことを必要とし、酸素は、隔離板を経路して陰極板に移
動することができないことを示している。例1における
説明に従って製造された電池の現場試験による実際の試
験データは、これらの電池が、ブレーキ中に通常の動作
で、電池に高電波の充電を課するコンピュータ制御の交
流発電機と共に使用可能であることを示している。この
ような充電の結果、若干のガスの形成があるが、過剰な
圧力は発生せず、一度高電流充電が停止すると、再結合
が速やかに行われる。本発明による電池は、いずれの場
所でも動作することが可能であり、従来の電池では実現
可能でなかった多くの形状で作ることができる。本発明
による電池は、再結合形でない従来の電池に比べて爆発
の危険が極めて少ない。
車に対するサービスで現場試験を行っている。それら
は、過剰なガスの排出もなく、過剰な圧力の形成もな
く、満足に動作し、陽極板で形成される酸素は、電気分
解による再結合のために隔離板を経由して陽極板に移動
することができることを示してある。しかし、制御法に
よって作られた電池は、不満足であることが分かった。
これには、過剰な圧力の形成があり、ガスが排出される
ことを必要とし、酸素は、隔離板を経路して陰極板に移
動することができないことを示している。例1における
説明に従って製造された電池の現場試験による実際の試
験データは、これらの電池が、ブレーキ中に通常の動作
で、電池に高電波の充電を課するコンピュータ制御の交
流発電機と共に使用可能であることを示している。この
ような充電の結果、若干のガスの形成があるが、過剰な
圧力は発生せず、一度高電流充電が停止すると、再結合
が速やかに行われる。本発明による電池は、いずれの場
所でも動作することが可能であり、従来の電池では実現
可能でなかった多くの形状で作ることができる。本発明
による電池は、再結合形でない従来の電池に比べて爆発
の危険が極めて少ない。
例1、2及び3における説明に従って製造された電池及
び制御電池は、陽極板で解放された酸素が陰極板で再結
合される速度を比較するために、試験される。この試験
は、電解液が満杯で電槽が6個をる電池を16時間13.8V
の一定の電圧で充電することで行われた。充電中、電池
の温度を11度に維持するために水槽が使用された。充電
電流は、16時間の充電期間の終了時点で測定された。電
池中の大部分の自由電解液は、そこで速やかに排出さ
れ、カバーのキャビティー内に補足され、または内部電
槽の部品の表面を湿らせている少量の未吸収電解液のみ
を残した。液を排出された電池は、そこでシールされ、
圧力逃がし弁が取り付けられ、再び16時間、13.8V、11
度で充電された。充電電流は、2回目の充電終了時点に
求められた。「リコンビネーション電流」と言う用語
は、2回目の16時間の充電の終了時点における充電電流
マイナス1回目の16時間の充電の終了時点における充電
電流を意味するためにここで実質的に使用されている。
リコンビネーション電流は、酸素ガスが陽極板で解放さ
れている速度と、酸素ガスが陰極板で再結合されている
速度の合計に関連している。リコンビネーション電流の
平均値は、例1-3の説明に従って説明された電池及び制
御電池に対する下記の表に与えられている。
び制御電池は、陽極板で解放された酸素が陰極板で再結
合される速度を比較するために、試験される。この試験
は、電解液が満杯で電槽が6個をる電池を16時間13.8V
の一定の電圧で充電することで行われた。充電中、電池
の温度を11度に維持するために水槽が使用された。充電
電流は、16時間の充電期間の終了時点で測定された。電
池中の大部分の自由電解液は、そこで速やかに排出さ
れ、カバーのキャビティー内に補足され、または内部電
槽の部品の表面を湿らせている少量の未吸収電解液のみ
を残した。液を排出された電池は、そこでシールされ、
圧力逃がし弁が取り付けられ、再び16時間、13.8V、11
度で充電された。充電電流は、2回目の充電終了時点に
求められた。「リコンビネーション電流」と言う用語
は、2回目の16時間の充電の終了時点における充電電流
マイナス1回目の16時間の充電の終了時点における充電
電流を意味するためにここで実質的に使用されている。
リコンビネーション電流は、酸素ガスが陽極板で解放さ
れている速度と、酸素ガスが陰極板で再結合されている
速度の合計に関連している。リコンビネーション電流の
平均値は、例1-3の説明に従って説明された電池及び制
御電池に対する下記の表に与えられている。
リコンビネーション電流 ミリアンペア 例1 87 例2 99 例3 92 制御 −7 リコンビネーション電流を得るために、上述した試験及
び上記の表のデータは、本発明に従って製造された電池
が、制御電池よりもはるかに優れた再結合性能を示して
いるという定量的指標を与えている。しかし、この試験
は、再結合に対する酸素の局部的な圧力を考慮していな
い。従って、再結合に対する電池の性能の更に近い定量
的指標を得るために、上述の例に従って製造された電池
について別の試験が行われた。酸素の再結合速度は、電
池容器における酸素の局部的な圧力の直接の関数である
ことが観察された。
び上記の表のデータは、本発明に従って製造された電池
が、制御電池よりもはるかに優れた再結合性能を示して
いるという定量的指標を与えている。しかし、この試験
は、再結合に対する酸素の局部的な圧力を考慮していな
い。従って、再結合に対する電池の性能の更に近い定量
的指標を得るために、上述の例に従って製造された電池
について別の試験が行われた。酸素の再結合速度は、電
池容器における酸素の局部的な圧力の直接の関数である
ことが観察された。
試験に従って、充電電圧が、窒素の流れが極板、隔離板
及び電解液に接触して電池を通って流れている間に、完
全に充電された電池に加えられた。電池によって引き出
された電流が測定された。窒素の流れは、再結合が発生
するために酸素が入手可能でなければならないために、
実質的に再結合を妨げる。電池における酸素の局部的な
圧力が、ゼロに低下する場合、再結合の速度もゼロにな
る。
及び電解液に接触して電池を通って流れている間に、完
全に充電された電池に加えられた。電池によって引き出
された電流が測定された。窒素の流れは、再結合が発生
するために酸素が入手可能でなければならないために、
実質的に再結合を妨げる。電池における酸素の局部的な
圧力が、ゼロに低下する場合、再結合の速度もゼロにな
る。
窒素の流れの中で電池によって引き出された電流が測定
された後、窒素の流れは、空気と置き換えられ、充電電
圧が再び電池に加えられ、電池によって引き出された電
流が再び測定された。2つの測定値の間の差は、今後
「リコンバイニング電流」と呼ばれる。酸素が再結合さ
れない場合に、ゼロのリコンバイニング電流が発生す
る。例2の手順に従って製造された5個の電池は、138
ミリアンペアの平均リコンバイニング電流を有している
ことが分かった。
された後、窒素の流れは、空気と置き換えられ、充電電
圧が再び電池に加えられ、電池によって引き出された電
流が再び測定された。2つの測定値の間の差は、今後
「リコンバイニング電流」と呼ばれる。酸素が再結合さ
れない場合に、ゼロのリコンバイニング電流が発生す
る。例2の手順に従って製造された5個の電池は、138
ミリアンペアの平均リコンバイニング電流を有している
ことが分かった。
例4a及び4b 電池は、パルパーに対する投入物が、64パーセントのグ
レード210のガラス繊維、26パーセントのグレード206の
ガラス繊維、5パーセントのA-20BCの切断ガラスストラ
ンド及び5パーセントのA-121ポリプロピレン繊維、22,
609kgの水及び投入物のpHを約2.6に下げるのに十分な量
の硫酸の混合物であることを除いて、例1の手順によっ
て作られた。例4aの場合、隔離板の材料の秤量は220g/m
2、例4bの場合、隔離板の材料の秤量は200g/m2であっ
た。例4の手順によって製造された2個の電池に対し
て、グラム単位の乾電池重量、グラム単位の液体を排出
した電池重量、グラム単位の保持されている酸、グラム
単位の極板に吸収された酸、ミリリットル単位の隔離板
に保持されている酸、ミリリットル単位の隔離板の合計
容積(既知の寸法から計算された)、ミリリットル単位
の隔離板の空隙の容積(隔離板の合計容積及び隔離板の
材料中の繊維の計算された容積から計算された)、及び
隔離板の充填されていない空隙の容積パーセントの値が
求められた。これらの値は下記の表に示された。
レード210のガラス繊維、26パーセントのグレード206の
ガラス繊維、5パーセントのA-20BCの切断ガラスストラ
ンド及び5パーセントのA-121ポリプロピレン繊維、22,
609kgの水及び投入物のpHを約2.6に下げるのに十分な量
の硫酸の混合物であることを除いて、例1の手順によっ
て作られた。例4aの場合、隔離板の材料の秤量は220g/m
2、例4bの場合、隔離板の材料の秤量は200g/m2であっ
た。例4の手順によって製造された2個の電池に対し
て、グラム単位の乾電池重量、グラム単位の液体を排出
した電池重量、グラム単位の保持されている酸、グラム
単位の極板に吸収された酸、ミリリットル単位の隔離板
に保持されている酸、ミリリットル単位の隔離板の合計
容積(既知の寸法から計算された)、ミリリットル単位
の隔離板の空隙の容積(隔離板の合計容積及び隔離板の
材料中の繊維の計算された容積から計算された)、及び
隔離板の充填されていない空隙の容積パーセントの値が
求められた。これらの値は下記の表に示された。
リコンバイニング電流は、例4a及び4bの説明に従って、
製造された電池に対して、幾つかの異なった電解液の量
で求められた。これらの決定が行われる直前に、電池に
は電解液が補充され、その結果各電槽の極板は沈められ
た。余分の電解液はそこで捨てられ、リコンバイニング
電流の1回目の決定が行われた。次に、幾らかの電解液
の追加が各電池に行われ、それに続く2回目のリコンバ
イニング電流の決定が各追加の後1回行われた。リコン
バイニング電流の1回目の決定は、極板及び隔離板の材
料が電解液で飽和した時に行うことと、2回目のそれに
続く決定は、極板及び隔離板を飽和するのに必要とされ
る以上の余分の電解液の存在する時に行うことが望まし
い。これらの試験の各々に対するリコンバイニング電流
は、余分の電解液が最初に捨てられた後追加された量
(若しあれば)と共に下記の表に示されている。
製造された電池に対して、幾つかの異なった電解液の量
で求められた。これらの決定が行われる直前に、電池に
は電解液が補充され、その結果各電槽の極板は沈められ
た。余分の電解液はそこで捨てられ、リコンバイニング
電流の1回目の決定が行われた。次に、幾らかの電解液
の追加が各電池に行われ、それに続く2回目のリコンバ
イニング電流の決定が各追加の後1回行われた。リコン
バイニング電流の1回目の決定は、極板及び隔離板の材
料が電解液で飽和した時に行うことと、2回目のそれに
続く決定は、極板及び隔離板を飽和するのに必要とされ
る以上の余分の電解液の存在する時に行うことが望まし
い。これらの試験の各々に対するリコンバイニング電流
は、余分の電解液が最初に捨てられた後追加された量
(若しあれば)と共に下記の表に示されている。
例4a及び4bの電池は、電解液を満たされ、その結果極板
が沈められ余分の電解液が捨てられた後、それぞれ549
と498ミリアンペアのリコンバイニング電流を示した。
それらは、電解液のレベルが極板と隔離板が保持される
量以上に増加された後も実質的なリコンバイニング電流
を示し続けた。
が沈められ余分の電解液が捨てられた後、それぞれ549
と498ミリアンペアのリコンバイニング電流を示した。
それらは、電解液のレベルが極板と隔離板が保持される
量以上に増加された後も実質的なリコンバイニング電流
を示し続けた。
本発明に従うのではなく比較の目的のために、リコンバ
イニング電流がいくつかの電池について測定されたが、
それらのあるものは、現在商業的に使用されている隔離
板の材料で作られたものであり、あるものは市販の再結
合形電池であった。試験の目的は、従来の隔離板の材料
を含む再結合形電池において、McClellandが電解液の
「欠乏量」と呼ぶものを使用する必要性を評価すること
であった。幾つかの場合において、試験された電池は、
65パーケントのグレード210の繊維と35パーセントのグ
レード206の繊維によって構成される隔離板の材料を含
んでいた。他の場合には、電池は市販のものであり、こ
れは、60乃至65パーセントのグレード210の繊維と、35
乃至40パーセントのグレード206の繊維によって構成さ
れていると信じられている。隔離板の材料で作られてい
た。試験された電池は、全て約1パーセントの亜硫酸ナ
トリウムを含む従来の硫酸電解液を有していた。電池中
における電解液の量は、極板及び隔離板の空隙を充填す
るのに必要な量の87.9パーセントから100パーセントに
変化した。空隙を充填するのに必要な電解液の量は、隔
離板の材料及び極板の吸収力にかんする入手可能なデー
タから計算された。換言すれば、100パーセントにおい
て、隔離板の材料及び極板は飽和されたが、電池の電槽
中には余分の電解液はなかった。電解液のレベル及びリ
コンバイニング電流に関するデータは下記に示されてい
る。
イニング電流がいくつかの電池について測定されたが、
それらのあるものは、現在商業的に使用されている隔離
板の材料で作られたものであり、あるものは市販の再結
合形電池であった。試験の目的は、従来の隔離板の材料
を含む再結合形電池において、McClellandが電解液の
「欠乏量」と呼ぶものを使用する必要性を評価すること
であった。幾つかの場合において、試験された電池は、
65パーケントのグレード210の繊維と35パーセントのグ
レード206の繊維によって構成される隔離板の材料を含
んでいた。他の場合には、電池は市販のものであり、こ
れは、60乃至65パーセントのグレード210の繊維と、35
乃至40パーセントのグレード206の繊維によって構成さ
れていると信じられている。隔離板の材料で作られてい
た。試験された電池は、全て約1パーセントの亜硫酸ナ
トリウムを含む従来の硫酸電解液を有していた。電池中
における電解液の量は、極板及び隔離板の空隙を充填す
るのに必要な量の87.9パーセントから100パーセントに
変化した。空隙を充填するのに必要な電解液の量は、隔
離板の材料及び極板の吸収力にかんする入手可能なデー
タから計算された。換言すれば、100パーセントにおい
て、隔離板の材料及び極板は飽和されたが、電池の電槽
中には余分の電解液はなかった。電解液のレベル及びリ
コンバイニング電流に関するデータは下記に示されてい
る。
上記の表のデータは、従来の隔離板の材料を有する再結
合形電池の各電槽の電解液の量が、再結合の速度に対し
て臨界的であることを示している。実際、このような電
池の各電槽の電解液の量が、隔離板の材料及び極板を飽
和させる量の100パーセントに接近するにしたがって、
再結合の速度はゼロに接近する。これと対比して、例4
の手順に従って製造された電池に対して与えられたデー
タに示されるように、例えば各電槽における電解液のレ
ベルが、極板及び隔離板の材料の100パーセント飽和に
対応する量を超過した場合でも、再結合は比較的速い速
度で発生する。
合形電池の各電槽の電解液の量が、再結合の速度に対し
て臨界的であることを示している。実際、このような電
池の各電槽の電解液の量が、隔離板の材料及び極板を飽
和させる量の100パーセントに接近するにしたがって、
再結合の速度はゼロに接近する。これと対比して、例4
の手順に従って製造された電池に対して与えられたデー
タに示されるように、例えば各電槽における電解液のレ
ベルが、極板及び隔離板の材料の100パーセント飽和に
対応する量を超過した場合でも、再結合は比較的速い速
度で発生する。
制御電池の過剰な圧力の形成は、ポリエチレン、ポリピ
ロピレン等の比較的薄いフィルムが容器を貫通する開口
部に対する唯一のクロージャーであるように電池を組み
立てることによって、McClelland他によって開示され
た、または本発明の他の局面による種類の通気孔によっ
て軽減されることができる。このようなフィルムは、ポ
リエチレン、ポリプロピレンが酸素に対して透過性があ
るよりもはるかに大きい程度に水素に対して透過性があ
るために、電池の内部からの、電池を放電させる水素の
優先的な解放を可能にする。この水素の優先的な解放
は、電気化学的な均衡が達成され、その後水素、酸素ま
たはその両方の過剰な解放が停止するまで、継続する。
0.025mmの厚さのポリエチレンフィルムによって密閉さ
れた65cm2の面積を有する通気孔の開口が、通常の自動
車に対するサービスにおいて、40アンペア時の制御電池
で必要とされる水素の優先的な排気を行うことができ
る。
ロピレン等の比較的薄いフィルムが容器を貫通する開口
部に対する唯一のクロージャーであるように電池を組み
立てることによって、McClelland他によって開示され
た、または本発明の他の局面による種類の通気孔によっ
て軽減されることができる。このようなフィルムは、ポ
リエチレン、ポリプロピレンが酸素に対して透過性があ
るよりもはるかに大きい程度に水素に対して透過性があ
るために、電池の内部からの、電池を放電させる水素の
優先的な解放を可能にする。この水素の優先的な解放
は、電気化学的な均衡が達成され、その後水素、酸素ま
たはその両方の過剰な解放が停止するまで、継続する。
0.025mmの厚さのポリエチレンフィルムによって密閉さ
れた65cm2の面積を有する通気孔の開口が、通常の自動
車に対するサービスにおいて、40アンペア時の制御電池
で必要とされる水素の優先的な排気を行うことができ
る。
下記の請求の範囲に規定されている本発明の精神と範囲
から逸脱することなく、種々の変更と変形が、ここにお
ける詳細な説明から可能である。
から逸脱することなく、種々の変更と変形が、ここにお
ける詳細な説明から可能である。
Claims (15)
- 【請求項1】電池の極板用隔離板としての繊維状シート
に於いて、上記の繊維状シートは基本的に、 特定の水性電解液に対して不活性であり、界面活性剤の
ない場合、上記のシートに上記の電解液に対して90パー
セント以上の所定の吸収力を与える第1の繊維と、 電解液に対して不活性であり、界面活性剤のない場合、
上記のシートに上記の電解液に対して80パーセント以下
の異なった吸収力を与える第2の繊維によって構成さ
れ、第1と第2の繊維は、上記のシートが上記の電解液
に対して、界面活性剤のない場合、75乃至95パーセント
の吸収力を有するような比率で存在することを特徴とす
る電池の極板用隔離板としての繊維状シート。 - 【請求項2】第1の繊維はガラス繊維であり、第2の繊
維は、界面活性剤のない場合、電解液に対して疎水性の
ある合成樹脂繊維であることを特徴とする請求の範囲第
1項記載の電池の極板用隔離板としての繊維状シート。 - 【請求項3】第2の繊維は、ポリプロピレン繊維であ
り、これは更に、直径の大きいガラス繊維を含み、それ
らは、界面活性剤のない場合、上記のシートに電解液に
対して80パーセント以下の吸収力を与え、大直径のガラ
ス繊維は、それらが、上記のシートに圧縮された後シー
トの弾性を増加するような比率で存在することを特徴と
する請求の範囲第2項記載の電池の極板用隔離板として
の繊維状シート。 - 【請求項4】再結合形蓄電池において、上記の再結合形
蓄電池は、 密閉容器内の複数の電極、 上記の電極の中の隣接する電極の間の繊維状シートの極
板用隔離板、及び 上記のシート隔離板がそれに対して不活性であり、上記
の隔離板の各々によって吸収されると共に、上記の電極
の中の隣接する電極の各々と接触して保持される電解液
体によって構成される再結合形蓄電池であって、上記の
隔離板シートの各々は、上記のシートに上記の電解液に
対して、90パーセント以上の所定の吸収力を与える第1
の繊維と、上記のシートに上記の電解液に対して、80パ
ーセント以下の異なった吸収力を与える第2の繊維によ
って構成され、第1と第2の繊維は、上記のシート隔離
板の各々が上記の電解液に対して、75乃至95パーセント
の吸収力を有するような比率で存在することを特徴とす
る再結合形蓄電池。 - 【請求項5】上記のシート隔離板の各々の第1の繊維
は、ガラス繊維であり、第2の繊維は、上記の電解液に
対して疎水性である合成樹脂繊維であることを特徴とす
る請求の範囲第4項記載の再結合形蓄電池。 - 【請求項6】上記のシート隔離板の各々の第2の繊維は
ポリオレフィン繊維であり、そこにおいて上記のシート
隔離板の各々は、更に直径の大きいガラス繊維を含み、
それらは、シートに上記の電解液に対して80パーセント
以下の吸収力を与え、上記の大直径の繊維は、それら
が、上記の隔離板のシートが圧縮された後、上記の隔離
板シートの弾性を増加するような比率で存在することを
特徴とする請求の範囲第5項記載の再結合形蓄電池。 - 【請求項7】再結合形蓄電池の製造方法において、上記
の方法は、 複数の電極を少なくとも1つの壁に開口部を有する容器
における電極の中の隣接すに電極の間の繊維状シート隔
離板と共に組み立てるステップ、 電極を覆うのに十分な量の電解液を注入するステップ、 シートの隔離板によって吸収されない電解液を容器から
除去するステップ、及び 容器を密閉するステップによって構成され、シートの隔
離板は、電解液に対して不活性であって、上記のシート
に上記の電解液に対して90パーセント以上の所定の吸収
力を与える第1の繊維と、上記のシートに上記の電解液
に対して80パーセント以下の異なった吸収力を与える第
2の繊維によって構成され、第1と第2の繊維は、上記
のシート隔離板が上記の電解液に対して、75乃至95パー
セントの吸収力を有するような比率で存在することを特
徴とする方法。 - 【請求項8】隔離板のシートによって吸収されない電解
液の一部分のみが、容器から電解液を除去するステップ
によって除去され、容器は、隔離板のシートによって吸
収された電解液と、吸収されていない液だめの電解液を
含んだまま密閉されることを特徴とする請求の範囲第7
項記載の方法。 - 【請求項9】隔離板のシートによって吸収されない電解
液の全てが、容器から電解液を除去するステップによっ
て除去され、その後少量の電解液が容器に注入され、容
器は、隔離板シートによって吸収された電解液と、吸収
されていない液だめの電解液を含んだまま密閉されるこ
とを特徴とする請求の範囲第7項記載の方法。 - 【請求項10】電解液が注入される前に、容器を部分的
に排気するステップを更に有することを特徴とする請求
の範囲第7項記載の方法。 - 【請求項11】電解液が注入される前に、容器を部分的
に排気するステップを更に有することを特徴とする請求
の範囲第8項記載の方法。 - 【請求項12】電解液が注入される前に、容器を部分的
に排気するステップを更に有することを特徴とする請求
の範囲第9項記載の方法。 - 【請求項13】電極を覆うために電解液が容器に注入さ
れた後、シート隔離板によって吸収されない電解液が容
器から除去される前に、電池を形成するステップを更に
有することを特徴とする請求の範囲第7項記載の方法。 - 【請求項14】電極を覆うために電解液が容器に注入さ
れた後、シート隔離板によって吸収されない電解液が容
器から除去される前に、電池を形成するステップを更に
有することを特徴とする請求の範囲第8項記載の方法。 - 【請求項15】電極を覆うために電解液が容器に注入さ
れた後、シート隔離板によって吸収されない電解液が容
器から除去される前に、電池を形成するステップを更に
有することを特徴とする請求の範囲第9項記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US92964886A | 1986-11-12 | 1986-11-12 | |
| US929,648 | 1986-11-12 | ||
| PCT/US1987/002941 WO1988003710A1 (en) | 1986-11-12 | 1987-11-12 | Recombinant battery and plate separator therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01501824A JPH01501824A (ja) | 1989-06-22 |
| JPH0766791B2 true JPH0766791B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=25458226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63500777A Expired - Fee Related JPH0766791B2 (ja) | 1986-11-12 | 1987-11-12 | 再結合形電池及びその隔離板 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0289596B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0766791B2 (ja) |
| AR (1) | AR243297A1 (ja) |
| AU (1) | AU596885B2 (ja) |
| BR (1) | BR8707530A (ja) |
| CA (1) | CA1304123C (ja) |
| DE (1) | DE3751910T2 (ja) |
| ES (1) | ES2005687A6 (ja) |
| WO (1) | WO1988003710A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA878420B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4873157A (en) * | 1988-07-05 | 1989-10-10 | East Penn Manufacturing Co., Inc. | Recombinant electric storage battery |
| US5281498A (en) * | 1991-05-23 | 1994-01-25 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Sheet-like separator and valve regulated lead acid battery |
| JPH05266941A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-15 | Amp Japan Ltd | 防水コネクタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52125614A (en) * | 1976-03-10 | 1977-10-21 | Aco Laekemedel Ab | Simultaneously producing and packaging method of medical dosage unit |
| JPS55105614A (en) * | 1979-01-12 | 1980-08-13 | Kawai Seiyaku Kk | Preparation of food or pharmaceutical small spherical jelly and its device |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1047274B (de) * | 1952-08-14 | 1958-12-24 | Georg Neumann | Staendig gasdicht geschlossene Akkumulatorenzelle mit alkalischem Elektrolyt |
| BE630614A (ja) * | 1962-04-05 | 1900-01-01 | ||
| US3532557A (en) * | 1967-07-26 | 1970-10-06 | Furukawa Battery Co Ltd | Battery with electrolyte passageway between cells |
| US4053695A (en) * | 1974-10-31 | 1977-10-11 | Chloride Group Limited | Lead acid cells and batteries |
| JPS5445755A (en) * | 1977-09-19 | 1979-04-11 | Yuasa Battery Co Ltd | Separator for storage battery |
| US4245013A (en) * | 1978-05-11 | 1981-01-13 | Chloride Group Limited | Battery separators |
| JPS55146872A (en) * | 1979-05-01 | 1980-11-15 | Hitachi Maxell Ltd | Organic electrolyte battery |
| JPS5699968A (en) * | 1980-01-12 | 1981-08-11 | Nippon Muki Kk | Separator for battery |
| WO1981003397A1 (en) * | 1980-05-12 | 1981-11-26 | Dexter Corp | Battery separator for lead-acid type batteries |
| US4359511A (en) * | 1980-06-30 | 1982-11-16 | Texon Inc. | Battery separator material |
| US4529677A (en) * | 1982-02-02 | 1985-07-16 | Texon Incorporated | Battery separator material |
| JPS6091572A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-22 | Yuasa Battery Co Ltd | 密閉形鉛蓄電池 |
| JPS60189861A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Nippon Muki Kk | シ−ル型鉛蓄電池用セパレ−タ−並にシ−ル型鉛蓄電池 |
-
1987
- 1987-11-10 AR AR87309247A patent/AR243297A1/es active
- 1987-11-10 ZA ZA878420A patent/ZA878420B/xx unknown
- 1987-11-10 CA CA000551465A patent/CA1304123C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-12 DE DE3751910T patent/DE3751910T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-12 EP EP88900619A patent/EP0289596B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-12 ES ES8703227A patent/ES2005687A6/es not_active Expired
- 1987-11-12 BR BR8707530A patent/BR8707530A/pt not_active Application Discontinuation
- 1987-11-12 AU AU10899/88A patent/AU596885B2/en not_active Ceased
- 1987-11-12 JP JP63500777A patent/JPH0766791B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-12 WO PCT/US1987/002941 patent/WO1988003710A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52125614A (en) * | 1976-03-10 | 1977-10-21 | Aco Laekemedel Ab | Simultaneously producing and packaging method of medical dosage unit |
| JPS55105614A (en) * | 1979-01-12 | 1980-08-13 | Kawai Seiyaku Kk | Preparation of food or pharmaceutical small spherical jelly and its device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8707530A (pt) | 1988-12-06 |
| ZA878420B (en) | 1989-05-10 |
| CA1304123C (en) | 1992-06-23 |
| ES2005687A6 (es) | 1989-03-16 |
| AU596885B2 (en) | 1990-05-17 |
| AR243297A1 (es) | 1993-07-30 |
| EP0289596A1 (en) | 1988-11-09 |
| EP0289596B1 (en) | 1996-09-18 |
| DE3751910D1 (de) | 1996-10-24 |
| DE3751910T2 (de) | 1997-02-20 |
| EP0289596A4 (en) | 1989-08-16 |
| WO1988003710A1 (en) | 1988-05-19 |
| JPH01501824A (ja) | 1989-06-22 |
| AU1089988A (en) | 1988-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4908282A (en) | Recombinant battery and plate separator therefor | |
| US4871428A (en) | Method for in situ forming lead-acid batteries having absorbent separators | |
| US4637966A (en) | Sealed lead-acid cell | |
| US4373015A (en) | Electric storage batteries | |
| HK1005198B (en) | High capacity maintenance-free lead accumulator | |
| HK1005198A1 (en) | High capacity maintenance-free lead accumulator | |
| JP2003077445A (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JPS63500132A (ja) | 電解液として揺変性ゲルを有する蓄電池及びその製造方法 | |
| JPH0766791B2 (ja) | 再結合形電池及びその隔離板 | |
| CA1179013A (en) | Sealed, maintenance-free, lead-acid batteries for float applications | |
| GB2129192A (en) | Manufacturing recombination electric storage cells | |
| EP0036421B1 (en) | Assembling electric batteries | |
| EP0024407B1 (en) | Lead acid electric storage batteries | |
| KR870000967B1 (ko) | 무 보수 밀폐형 납산-전지 | |
| KR0138533B1 (ko) | 재결합 밧데리 및 그 극판 세파레이터 | |
| JP5023482B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JPH0628169B2 (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| GB2054250A (en) | Electric storage batteries | |
| GB2051463A (en) | Electric storage batteries | |
| WO1981001075A1 (en) | Electric storage batteries | |
| AU530843B2 (en) | Electric storage batteries | |
| GB2072929A (en) | Lead acid electric storage batteries | |
| JPS601757A (ja) | 密閉式鉛電池の製造方法 | |
| GB2127613A (en) | Lead acid electric storage batteries | |
| GB2048556A (en) | Lead acid electric storage batteries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |