JP7660024B2 - Lead-acid battery and method for manufacturing the same - Google Patents
Lead-acid battery and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7660024B2 JP7660024B2 JP2021082716A JP2021082716A JP7660024B2 JP 7660024 B2 JP7660024 B2 JP 7660024B2 JP 2021082716 A JP2021082716 A JP 2021082716A JP 2021082716 A JP2021082716 A JP 2021082716A JP 7660024 B2 JP7660024 B2 JP 7660024B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rib
- separator
- plate
- lead
- height
- 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.)
- Active
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
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 Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、鉛蓄電池に関する。 The present invention relates to a lead-acid battery.
液式の鉛蓄電池は、セル室と、セル室に電解液と共に収納された極板群と、を備え、極板群は、交互に配置された正極板および負極板と、正極板と負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有する。正極板および負極板は、それぞれ、長方形の格子状基板と格子状基板から上側に突出する耳部とを有する集電体と、格子状基板に保持された活物質合剤(正極合剤、負極合剤)と、を有する。 A flooded lead-acid battery includes a cell chamber and a plate group housed in the cell chamber together with an electrolyte. The plate group has a laminate consisting of alternatingly arranged positive and negative plates and a separator arranged between the positive and negative plates. The positive and negative plates each have a current collector having a rectangular lattice substrate and ears protruding upward from the lattice substrate, and an active material mixture (positive electrode mixture, negative electrode mixture) held by the lattice substrate.
近年、鉛蓄電池は東南アジアをはじめとした高温(熱帯)地域で使用されることが多くなっている。そのような高温地域で鉛蓄電池が使用される場合、常温で使用される場合に比べて、電池の劣化が進みやすくなり、短寿命になる問題がある。
短寿命になる理由の一つとして、過充電時に正極板から発生する酸素ガスによって、セパレータが酸化劣化することで正極板と負極板が触れ合い、短絡する可能性が挙げられる。特に、高温条件下は、このようなセパレータの酸化劣化が進行しやすい環境である。また、高温環境下で使用される鉛蓄電池は、正極板の格子状基板に生じるグロースが顕著になることで正極板が湾曲し、セパレータが正極板で加圧され易い環境となっている。
In recent years, lead-acid batteries have come to be used more frequently in high-temperature (tropical) regions, such as Southeast Asia. When lead-acid batteries are used in such high-temperature regions, the batteries deteriorate more quickly than when they are used at room temperature, resulting in a shorter battery life.
One of the reasons for the short life is that oxygen gas generated from the positive plate during overcharging can cause the separator to oxidize and deteriorate, causing the positive and negative plates to come into contact with each other and cause a short circuit. In particular, high temperature conditions are an environment in which such oxidation and deterioration of the separator is likely to progress. In addition, lead-acid batteries used in high temperature environments are in an environment in which the growth occurring in the lattice substrate of the positive plate becomes significant, causing the positive plate to curve, and the separator is likely to be pressed by the positive plate.
セパレータの工夫により鉛蓄電池の寿命を向上させる従来技術としては、例えば、特許文献1に、正極板を収容する袋状セパレータが正極板と当接する面に、正極板の上下方向に平行で、かつ正極板の端部に当接する部分の間隔を他の部分より狭くした複数のリブ状突起を設けて、セパレータの酸化劣化や穴あきを抑制し、短絡を抑制することが開示されている。
また、特許文献2には、セパレータの正極板に対向する面に直線状のリブの複数本を互いに平行に形成し、リブの断面形状を台形のリブ下位部とリブ上位部とから構成させることで、高温地域・高振動下で使用したときの正極からの活物質の脱落と鉛蓄電池短寿命を抑制することが開示されている。
As an example of a conventional technique for improving the lifespan of a lead-acid battery by improving the separator,
Furthermore, Patent Document 2 discloses that a plurality of linear ribs are formed parallel to one another on the surface of the separator facing the positive electrode plate, and the cross-sectional shape of the rib is configured with a trapezoidal lower rib portion and an upper rib portion, thereby suppressing the falling off of active material from the positive electrode and shortening the life of the lead-acid battery when used in high-temperature regions and under high vibration.
しかし、特許文献1および2に記載された鉛蓄電池には、高温地域で使用された場合に、セパレータの酸化劣化の進行を抑制するという点で改善の余地がある。
本発明の課題は、高温地域で使用された場合であっても、セパレータの酸化劣化の進行が抑制されて長寿命が実現できる鉛蓄電池を提供することである。
However, the lead-acid batteries described in
An object of the present invention is to provide a lead-acid battery in which the progress of oxidative deterioration of a separator is suppressed and a long life can be achieved even when the battery is used in a high-temperature region.
上記課題を解決するために、本発明の第一態様の鉛蓄電池は、下記の構成(1)~(3)を有している。
(1)セル室と、セル室に収納された極板群と、セル室に注入された電解液と、を備え、極板群は、交互に配置された正極板および負極板と、正極板と負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有する。セパレータは、板状の基部と、基部の正極板と対向する面から突出する複数のリブと、で構成されている。リブは一方向に延びる筋状の突起であり、複数のリブは並列に配置されている。
(2)リブの無加圧時の高さH0は0.25mm以上1.15mm以下である。
(3)組み立て前にリブを上に向けてセパレータを水平な台上に置き、押し付け板をリブの上に載せた状態で、押し付け板に対して上側から9kPaの圧力を付与した際のリブの高さHが、無加圧時の高さH0の0.70倍以上0.90倍以下である。
In order to solve the above problems, a lead-acid battery according to a first aspect of the present invention has the following configurations (1) to (3).
(1) A battery comprising a cell chamber, a plate group housed in the cell chamber, and an electrolyte injected into the cell chamber, the plate group having a laminated body made up of alternatingly arranged positive and negative plate plates and a separator arranged between the positive and negative plate plates. The separator is composed of a plate-shaped base and a number of ribs protruding from the surface of the base facing the positive plate. The ribs are stripe-like protrusions extending in one direction, and the multiple ribs are arranged in parallel.
(2) The height H0 of the rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less.
(3) Before assembly, the separator is placed on a horizontal table with the ribs facing up, and a pressure plate is placed on the ribs. When a pressure of 9 kPa is applied from above to the pressure plate, the height H of the rib is between 0.70 and 0.90 times the height H0 of the rib when no pressure is applied.
本発明の第二態様は、上記構成(1)を有する鉛蓄電池の製造方法であって、下記の構成(11)を有している。
(11)セパレータとして、リブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であり、組み立て前にリブを上に向けてセパレータを水平な台上に置き、押し付け板をリブの上に載せた状態で、押し付け板に対して上側から9kPaの圧力を付与した際のリブの高さHが、無加圧時の高さH0の0.70倍以上0.90倍以下であるものを使用する。
A second aspect of the present invention is a method for producing a lead-acid battery having the above configuration (1), and has the following configuration (11).
(11) A separator is used in which the height H0 of the rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less, and when, before assembly, the separator is placed on a horizontal table with the rib facing up and a pressure plate is placed on the rib, and a pressure of 9 kPa is applied from above to the pressure plate, the height H of the rib is 0.70 to 0.90 times the height H0 when no pressure is applied.
本発明の鉛蓄電池によれば、高温地域で使用された場合であっても、セパレータの酸化劣化の進行が抑制されて長寿命となることが期待できる。 The lead-acid battery of the present invention is expected to have a long life even when used in high-temperature regions, as the oxidation degradation of the separator is suppressed.
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。 The following describes embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the embodiments described below. In the embodiments described below, technically preferable limitations are imposed for implementing the present invention, but these limitations are not essential requirements for the present invention.
〔全体構成の説明〕
この実施形態の鉛蓄電池は、モノブロックタイプの電槽と、蓋と、六個の極板群とを有する。電槽は、隔壁により六個のセル室に区画されている。六個のセル室は電槽の長手方向に沿って配列されている。各セル室に一つの極板群が収納され、電解液が注入されている。各極板群は、交互に配置された複数枚の正極板および負極板と、正極板と負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有する。
[Explanation of overall configuration]
The lead-acid battery of this embodiment has a monoblock-type battery case, a lid, and six plate groups. The battery case is divided into six cell chambers by partitions. The six cell chambers are arranged along the longitudinal direction of the battery case. Each cell chamber contains one plate group and is filled with an electrolyte. Each plate group has a laminate consisting of multiple positive and negative plates arranged alternately and a separator arranged between the positive and negative plates.
正極板は、正極集電体と正極合剤(正極活物質を含む合剤)で構成され、正極集電体は、長方形の格子状基板と、格子状基板から上側に突出する耳部とを有し、格子状基板に正極合剤が保持されている。負極板は、負極集電体と負極合剤(負極活物質を含む合剤)で構成され、負極集電体は、長方形の格子状基板と、格子状基板から上側に突出する耳部とを有し、格子状基板に負極合剤が保持されている。複数枚の正極板および負極板は、セパレータを介して交互に配置されている。
負極板は袋状セパレータ内に収納されている。この負極板が入った袋状セパレータと正極板とが交互に積層されて、正極板と負極板との間にセパレータが配置された状態となっている。なお、負極板ではなく、正極板が袋状のセパレータ内に収納されていても良い。
The positive electrode plate is composed of a positive electrode current collector and a positive electrode mixture (a mixture containing a positive electrode active material), and the positive electrode current collector has a rectangular lattice substrate and an ear portion protruding upward from the lattice substrate, and the positive electrode mixture is held by the lattice substrate. The negative electrode plate is composed of a negative electrode current collector and a negative electrode mixture (a mixture containing a negative electrode active material), and the negative electrode current collector has a rectangular lattice substrate and an ear portion protruding upward from the lattice substrate, and the negative electrode mixture is held by the lattice substrate. The multiple positive and negative electrode plates are alternately arranged with separators between them.
The negative electrode plate is housed in a pouch-shaped separator. The pouch-shaped separator containing the negative electrode plate and the positive electrode plate are alternately stacked, with the separator disposed between the positive and negative electrode plates. Note that the positive electrode plate may be housed in the pouch-shaped separator instead of the negative electrode plate.
また、各極板群は、積層体の正極板および負極板をそれぞれ幅方向の別の位置で連結する正極ストラップおよび負極ストラップと、正極ストラップおよび負極ストラップからそれぞれ立ち上がる正極中間極柱および負極中間極柱を有する。正極ストラップおよび負極ストラップは、正極板および負極板の耳部をそれぞれ連結している。セル配列方向の両端のセル室に配置された正極ストラップおよび負極ストラップには、正極極柱および負極極柱がそれぞれ小片部を介して形成され、外部端子となる正極極柱および負極極柱と接続している。 Each plate group also has positive and negative straps that connect the positive and negative plates of the stack at different positions in the width direction, and positive and negative intermediate poles that rise from the positive and negative straps, respectively. The positive and negative straps connect the ears of the positive and negative plates, respectively. The positive and negative straps are arranged in the cell chambers at both ends in the cell arrangement direction, and the positive and negative poles are formed with small pieces, respectively, and are connected to the positive and negative poles that serve as external terminals.
〔セパレータについて〕
図1には、正極板1、負極板4、および袋状のセパレータ5からなる積層体が示されている。図2には、セパレータ5の外面(正極板1と対向する面)が示されている。図3には、図2のA-A断面が示されている。これらの図において、Xは積層体の積層方向を、Yは積層体の幅方向を、Zはセル室の上下方向を示している。
[About the separator]
Fig. 1 shows a laminate consisting of a
図1に示すように、正極板1は、正極集電体2と正極合剤3で構成されている。正極集電体2は、長方形の格子状基板21と、格子状基板21から上側に突出する耳部22で構成されている。負極板4は袋状のセパレータ5の中に収納されている。
図2に示すように、セパレータ5は、板状の基部51と、基部51の外面(正極板1と対向する面)511からX方向に突出する複数本のリブ52と、で構成されている。リブ52は、セル室の上下方向Zに延びる筋状の突起である。同じ形状および寸法を有する複数本のリブ52が、Y方向(正極板の幅方向)に並列に等間隔で形成されている。また、Y方向の両端部がシール部511aとなっている。
As shown in Fig. 1, the
As shown in Fig. 2, the
図3に示すように、リブ52のY方向に沿った断面形状は等脚台形であり、基部51の外面511側の幅(下底)W1が先端の幅(上底)W2より大きい。また、Y方向の両端部のシール部511aより内側の部分に、リブ52より高さが低い小突起54を備えている。この小突起54を備えることで、セパレータ5のY方向両端部の強度が向上する。小突起54の高さ(X方向の寸法)は0.05mm以上0.3mm以下であることが好ましく、幅(Y方向の寸法)は、0.1mm以上0.4mm以下であることが好ましい。なお、セパレ-タ5は、基部51の内面(負極板4と対向する面)に小突起54を備えていてもよい。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the
リブ52の無加圧時の高さ(X方向の寸法)H0は0.25mm以上1.15mm以下である。
組み立て前のリブ52を上に向けてセパレータ5を水平な台上に置き、押し付け板をリブ52の上に載せた状態で、押し付け板に対して上側から9kPaの圧力を付与した際のリブの高さHは、無加圧時の高さH0の0.70倍以上0.90倍以下である。つまり、リブ52の無加圧時の高さH0に対する加圧状態での高さHの比(H/H0)が0.70以上0.90以下である。
基部51の厚さ(X方向の寸法)Tは0.15mm以上0.3mm以下である。
なお、正極板1を袋状のセパレータ5内に収納する場合、セパレータ5の基部51の内面(正極板1と対向する面)にリブ52を設ける。
The height (dimension in the X direction) H 0 of the
When the
The thickness (dimension in the X direction) T of the
When the
〔電解液について〕
電解液は、アルミニウムイオンを0.01mol/L以上0.3mol/Lの濃度で含む希硫酸、またはナトリウムイオンを0.002mol/L以上0.05mol/Lの濃度で含む希硫酸である。
[About the electrolyte]
The electrolyte is dilute sulfuric acid containing aluminum ions at a concentration of 0.01 mol/L to 0.3 mol/L, or dilute sulfuric acid containing sodium ions at a concentration of 0.002 mol/L to 0.05 mol/L.
〔実施形態の作用、効果〕
高温環境下で使用される鉛蓄電池は、正極板の格子状基板に生じるグロースが顕著になることで正極板が湾曲し、セパレータが正極板で加圧され易い環境となっている。この実施形態の鉛蓄電池では、セパレータ5のリブ52の無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であることと、セパレータのリブ側が板状物で押された時に全てのリブにより発揮される弾性力(以下、「全リブによる弾性力」と称する。)を示す比(H/H0)が0.70以上0.90以下であることにより、高温環境下の使用時に、セパレータおよび正極板の耐久性を確保しつつ、セパレータ5の基部51と正極板1の格子状基板21との間に必要な空間が確保されて、過充電時に正極板から発生する酸素ガスによるセパレータの基部の酸化劣化の進行を抑制することができる。その結果、高温地域で使用された場合の寿命を長くすることができる。
[Functions and Effects of the Embodiments]
In a lead-acid battery used in a high-temperature environment, the growth occurring in the lattice-shaped substrate of the positive plate becomes significant, causing the positive plate to bend, and the separator is easily pressurized by the positive plate. In the lead-acid battery of this embodiment, the height H 0 of the
リブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下を満たす場合であっても、比(H/H0)が0.70未満であると、高温環境下の使用時に上記必要な空間が確保できず、過充電時に正極板から発生する酸素ガスによるセパレータの基部の酸化劣化を抑制できる効果が得られない。一方、比(H/H0)が0.90を超えると、全リブによる弾性力が不十分となり、高温環境下で正極板の湾曲によりセパレータが加圧された場合に、リブが、当接する正極板を破損させる可能性が高くなる。 Even if the height H0 of the rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less, if the ratio (H/ H0 ) is less than 0.70, the necessary space cannot be secured during use in a high-temperature environment, and the effect of suppressing oxidation deterioration of the separator base due to oxygen gas generated from the positive electrode plate during overcharge cannot be obtained. On the other hand, if the ratio (H/ H0 ) exceeds 0.90, the elastic force of all the ribs becomes insufficient, and when the separator is pressurized due to the bending of the positive electrode plate in a high-temperature environment, the ribs are more likely to damage the abutting positive electrode plate.
全リブによる弾性力を示す比(H/H0)が0.70以上0.90以下を満たす場合であっても、リブの無加圧時の高さH0が0.25mm未満であると、積層体における正極板とセパレータの基部との距離が極端に短くなることで、高温環境下の使用時に上記必要な空間が確保できず、過充電時に正極板から発生する酸素ガスによりセパレータの基部が酸化劣化するリスクが著しく高くなる。また、この観点から、リブの無加圧時の高さH0は0.30mm以上であることが好ましく、0.40mm以上であることがより好ましい。 Even if the ratio (H/H 0 ) indicating the elastic force of all ribs is 0.70 or more and 0.90 or less, if the height H 0 of the ribs when no pressure is applied is less than 0.25 mm, the distance between the positive electrode plate and the base of the separator in the laminate becomes extremely short, making it impossible to ensure the necessary space when used in a high-temperature environment, and significantly increasing the risk of the base of the separator being oxidized and deteriorated by oxygen gas generated from the positive electrode plate during overcharge. From this viewpoint, the height H 0 of the ribs when no pressure is applied is preferably 0.30 mm or more, and more preferably 0.40 mm or more.
リブの無加圧時の高さH0が高いほど、高温環境下の過充電時に正極板から発生する酸素ガスによるセパレータの基部の酸化劣化を抑制できる効果が大きくなる。しかし、高さH0が1.15mmを超えると、積層体における正極板とセパレータの基部との距離が極端に長くなることで、高温環境下で正極板の湾曲によりセパレータが加圧されることで生じるリブの撓み量が、極端に大きくなるため、リブと基部との境界部に亀裂が生じ易くなって、セパレータの耐久性が確保できない。また、この観点から、リブの無加圧時の高さH0は0.80mm以下であることが好ましく、0.60mm以下であることがより好ましい。 The higher the height H 0 of the rib when no pressure is applied, the greater the effect of suppressing oxidation deterioration of the separator base due to oxygen gas generated from the positive plate during overcharge in a high-temperature environment. However, if the height H 0 exceeds 1.15 mm, the distance between the positive plate and the base of the separator in the laminate becomes extremely long, and the amount of deflection of the rib caused by the separator being pressurized due to the curvature of the positive plate in a high-temperature environment becomes extremely large, so that cracks are likely to occur at the boundary between the rib and the base, and the durability of the separator cannot be ensured. From this viewpoint, the height H 0 of the rib when no pressure is applied is preferably 0.80 mm or less, more preferably 0.60 mm or less.
また、この実施形態の鉛蓄電池は、アルミニウムイオンを0.01mol/L以上0.3mol/Lの濃度で含む希硫酸、またはナトリウムイオンを0.002mol/L以上0.05mol/Lの濃度で含む希硫酸を、電解液として使用することにより、充電受入れ性に優れたものとなっている。電解液の希硫酸に含まれるアルミニウムイオンの濃度が0.01mol/L未満であると、充電受入れ性の向上効果が得られず、0.3mol/Lを超えると、極板群の内部に生じたガスが外部に排出されにくくなる。
以上のことから、この実施形態の鉛蓄電池によれば、高温地域で使用された場合の寿命を長くすることができ、充電受入れ性にも優れたものとなる。
In addition, the lead-acid battery of this embodiment has excellent charge acceptance by using dilute sulfuric acid containing aluminum ions at a concentration of 0.01 mol/L to 0.3 mol/L or dilute sulfuric acid containing sodium ions at a concentration of 0.002 mol/L to 0.05 mol/L as an electrolyte. If the concentration of aluminum ions contained in the dilute sulfuric acid in the electrolyte is less than 0.01 mol/L, the effect of improving charge acceptance cannot be obtained, and if it exceeds 0.3 mol/L, gas generated inside the electrode plate group is difficult to discharge to the outside.
As described above, the lead-acid battery of this embodiment can extend its life when used in high-temperature regions, and also has excellent charge acceptance.
なお、リブ52のY方向に沿った断面形状が等脚台形でW1>W2であることにより、加圧下においても、リブがたわみにくく、倒れにくく、変形しにくくなり、セパレータ自体が傷みにくくなるという効果が得られる。リブの寸法W1は0.3mm以上0.8mm以下であることが好ましく、リブの寸法W2は0.1mm以上0.4mm以下であることが好ましい。また、W2/W1は、リブの形状保持特性およびセパレータ耐酸化優位性の観点から、0.25以上0.85以下であることが好ましい。
また、基部51の厚さTが0.15mm以上0.3mm以下であるため、0.15mm未満である場合よりも耐酸化性能に優れ、0.3mmを超える場合よりも電池内部抵抗を低減することができる。
In addition, since the cross-sectional shape of the
Furthermore, since the thickness T of the
〔その他〕
比(H/H0)を0.70以上0.90以下に調整する方法としては、リブの先端面の面積(上記実施形態では先端の幅W2)、リブの形成密度、およびリブ(セパレータ全体)の材料を適切に選定する方法が挙げられる。
〔others〕
Methods for adjusting the ratio (H/ H0 ) to be 0.70 or more and 0.90 or less include appropriately selecting the area of the tip face of the rib (the tip width W2 in the above embodiment), the formation density of the rib, and the material of the rib (the entire separator).
[試験電池の作製]
サンプルNo.1~60の鉛蓄電池として、実施形態の鉛蓄電池と同じ構造でD23サイズの鉛蓄電池を作製した。
<化成前の正極板および負極板の作製>
先ず、鉛合金からなる正極集電体をブックモールド式の鋳造方式により作製した。また、鉛合金からなる負極集電体を連続鋳造方式により作製した。次に、正極集電体の格子状基板に、通常の方法で作製した正極活物質を含む合剤(正極合剤)のペーストを充填し、熟成乾燥させて、化成前の正極板(正極充填板)を得た。また、負極集電体の格子状基板に、通常の方法で作製した負極活物質を含む合剤(負極合剤)のペーストを充填し、熟成乾燥させて、化成前の負極板(負極充填板)を得た。
[Preparation of test battery]
As the lead-acid batteries of Samples No. 1 to 60, D23 size lead-acid batteries having the same structure as the lead-acid battery of the embodiment were manufactured.
<Preparation of Positive and Negative Electrode Plates before Chemical Formation>
First, a positive electrode collector made of a lead alloy was produced by a book mold casting method. A negative electrode collector made of a lead alloy was produced by a continuous casting method. Next, a paste of a mixture (positive electrode mixture) containing a positive electrode active material produced by a normal method was filled into the lattice-shaped substrate of the positive electrode collector, and the mixture was aged and dried to obtain a positive electrode plate (positive electrode filled plate) before chemical formation. A paste of a mixture (negative electrode mixture) containing a negative electrode active material produced by a normal method was filled into the lattice-shaped substrate of the negative electrode collector, and the mixture was aged and dried to obtain a negative electrode plate (negative electrode filled plate) before chemical formation.
<セパレータの作製>
袋状のセパレータは以下の方法で作製した。先ず、基部の厚みが0.25mmで、幅が152mmの帯状であって、サンプル毎に寸法が異なるリブを有する多孔性合成樹脂製セパレータがロール状に巻かれたもの(セパレータロール)を用意した。いずれのサンプル用のセパレータロールにおいても、リブは7mm間隔で18本形成されている。各セパレータロールから長さ240mmに切り出したセパレータを、リブ側を外側に折って重ねて縁部をギヤシールすることで、Z方向が120mmでY方向が152mmである袋状セパレータを得た。
リブの断面形状である等脚台形の下底W1、上底W2、および高さH0,Hを、サンプル毎に表1および表2に示す。
<Preparation of separator>
The pouch-shaped separators were prepared by the following method. First, a porous synthetic resin separator with a base thickness of 0.25 mm and a width of 152 mm was prepared as a strip with ribs of different dimensions for each sample, wound into a roll (separator roll). In each separator roll for each sample, 18 ribs were formed at intervals of 7 mm. Separators cut out to a length of 240 mm from each separator roll were folded with the rib side facing outward, and the edges were gear-sealed to obtain pouch-shaped separators with a Z direction of 120 mm and a Y direction of 152 mm.
The lower base W1, upper base W2, and heights H 0 and H of the isosceles trapezoidal cross-sectional shape of the rib are shown in Tables 1 and 2 for each sample.
<組み立て前のH0,Hの測定>
組み立て前のリブの高さH0,Hは、セパレータロールから長さ240mmに切り出した試験片を用いて、以下の方法で測定した。
無加圧時の高さH0については、先ず、リブを上に向けてセパレータを水平な台上に置き、マイクロメーターを用いて、リブの上面と基部の下面とを挟んでリブの高さと基部の厚さの合計値(図3の「H0+T」)を測定した。次に、基部のみを挟んで基部の厚さTを測定し、その値を合計値から差し引いた値を、リブの無加圧時の高さH0とした。
加圧状態での高さHは、リブを上に向けてセパレータを水平な台上に置き、押し付け板をリブの上に載せた状態で、押し付け板に対して上側から9kPa(より正確には8.889kPa)の圧力を付与した際の値である。この高さHを、ミネベア製の引張圧縮試験機を使用して次の方法で測定した。
<Measurement of H 0 and H before assembly>
The heights H 0 and H of the ribs before assembly were measured by the following method using a test piece cut to a length of 240 mm from a separator roll.
For the height H0 without pressure, first, the separator was placed on a horizontal table with the rib facing up, and the sum of the rib height and base thickness (" H0 + T" in Fig. 3) was measured by sandwiching the top surface of the rib and the bottom surface of the base using a micrometer. Next, the base thickness T was measured by sandwiching only the base, and the value obtained by subtracting this value from the total was determined as the height H0 of the rib without pressure.
The height H in the pressurized state is the value when the separator is placed on a horizontal table with the ribs facing up, the pressing plate is placed on the ribs, and a pressure of 9 kPa (more precisely, 8.889 kPa) is applied from above to the pressing plate. This height H was measured using a Minebea tensile compression tester in the following manner.
先ず、引張圧縮試験機の本体基盤の上にリブを上に向けてセパレータを置き、その上に、押し付け板として、長さ150mm、幅150mm、厚み9mmの金属製の平板を置き、平板の上に5kNのロードセルが丁度接触する状態とした後、5kNのロードセルを0.01mm/minの速度で降下させ、押し付け板に対して0.2kNの圧力が掛かった時点でロードセルの移動を停止した。この時のロードセルの移動距離から、セパレータのリブの加圧状態での高さHと基部の厚さTの合計値(H+T)を算出した。また、この状態で基部には圧力が掛からないため、無加圧時の高さH0の測定時に測定した基部の厚さTを、算出した「H+T」から差し引いた値が、加圧状態での高さHとなる。
長さ150mm、幅150mmの押し付け板の押し付け面積は0.0225m2(=0.15m×0.15m)であるため、この押し付け板に対して0.2kNの圧力を掛けることは、0.2kN/0.0225m2=8.889kPaの圧力を掛けることを意味する。
First, the separator was placed on the main base of the tensile compression tester with the ribs facing up, and a metal plate with a length of 150 mm, width of 150 mm, and thickness of 9 mm was placed on top of it as a pressing plate, and a 5 kN load cell was placed so that it was just in contact with the plate. The 5 kN load cell was then lowered at a speed of 0.01 mm/min, and the movement of the load cell was stopped when a pressure of 0.2 kN was applied to the pressing plate. From the movement distance of the load cell at this time, the total value (H+T) of the height H of the separator's ribs in the pressurized state and the thickness T of the base was calculated. In addition, since no pressure is applied to the base in this state, the height H in the pressurized state is calculated by subtracting the thickness T of the base measured when the height H 0 without pressure is measured from the calculated "H+T".
A pressing plate that is 150 mm long and 150 mm wide has a pressing area of 0.0225 m 2 (=0.15 m×0.15 m), so applying a pressure of 0.2 kN to this pressing plate means applying a pressure of 0.2 kN/0.0225 m 2 =8.889 kPa.
<極板群の作製とそれ以降の工程>
上述の方法で作製した5枚の正極充填板と、6枚の負極充填板を用意した。次に、6枚の負極充填板をそれぞれ袋状セパレータ内に収納し、この負極充填板入りセパレータと正極充填板とを交互に積層することで、正極充填板を5枚、および負極充填板を6枚有する積層体を六個得た。なお、袋状セパレータのリブが正極充填板に当接するように積層した。
<Production of electrode plates and subsequent processes>
Five positive electrode packed plates and six negative electrode packed plates were prepared by the above-mentioned method. Next, the six negative electrode packed plates were each housed in a pouch-shaped separator, and the separators containing the negative electrode packed plates and the positive electrode packed plates were alternately stacked to obtain six stacks each having five positive electrode packed plates and six negative electrode packed plates. The stacking was performed so that the ribs of the pouch-shaped separators were in contact with the positive electrode packed plates.
次に、COS(キャストオンストラップ)方式の鋳造装置を用いて、得られた六個の積層体の正極充填板および負極充填板に、それぞれストラップ、中間極柱、端子極柱を形成することで、六個の極板群を得た。次に、得られた六個の極板群を、ポリプロピレン製のモノブロックタイプの電槽の六個のセル室にそれぞれ入れた。なお、積層体の各セル室内での圧迫力が5kPa以上10kPa以下の範囲で一定になるように、電槽内壁のガイドリブの突出寸法を調整した。 Next, using a COS (cast-on-strap) casting device, straps, intermediate poles, and terminal poles were formed on the positive and negative electrode filled plates of the six resulting stacks, respectively, to obtain six electrode plate groups. Next, the six resulting electrode plate groups were placed into six cell chambers of a polypropylene monoblock-type battery case. The protruding dimension of the guide rib on the inner wall of the battery case was adjusted so that the compression force in each cell chamber of the stack was constant, within the range of 5 kPa to 10 kPa.
その後、通常の方法で、隣接するセル室間の中間極柱の抵抗溶接、電槽と蓋の熱溶着を行った。次に、比重が1.245である希硫酸に硫酸アルミニウムを添加することにより、アルミニウムイオンの濃度が0.1mol/Lである電解液(比重は1.255)を得て、この電解液を蓋の注液孔から各セル室内へ注入した。次に、注液孔を塞いで未化成の鉛蓄電池を組み立てた後、通常の方法で電槽化成を行うことで、正極充填板および負極充填板を正極板および負極板にした。
以上のようにして、No.1~No.60の鉛蓄電池を二体ずつ得た。
Then, resistance welding of the intermediate poles between adjacent cell chambers and heat welding of the battery case and the lid were performed in a normal manner. Next, aluminum sulfate was added to dilute sulfuric acid with a specific gravity of 1.245 to obtain an electrolyte with an aluminum ion concentration of 0.1 mol/L (specific gravity of 1.255), and this electrolyte was injected into each cell chamber through the injection hole in the lid. Next, the injection hole was blocked to assemble an unformed lead-acid battery, and then the battery case was formed in a normal manner to turn the positive and negative electrode filled plates into positive and negative plates.
In this manner, two each of lead-acid batteries No. 1 to No. 60 were obtained.
<化成後のH0,Hの測定>
得られたNo.1~No.60の各二体の鉛蓄電池のうちの一体を解体して、化成後のリブの高さH0,Hを測定した。具体的には、先ず、正極端子極柱を有する極板群が収納されたセル室(一番目のセル室)の二つ隣のセル室(三番目のセル室)から極板群を取り出して分解し、四番目のセル室側に配置されていた袋状セパレータから負極板を取り出して、袋状セパレータのギヤシール部を切断して伸ばしたものを用意した。次に、これを使用して、組み立て前の測定方法と同じ方法で、リブの高さH0,Hを測定した。
<Measurement of H 0 and H after chemical formation>
One of the two lead-acid batteries No. 1 to No. 60 obtained was disassembled to measure the rib heights H 0 and H after chemical formation. Specifically, the plate group was first removed from the cell chamber (third cell chamber) two cells away from the cell chamber (first cell chamber) in which the plate group having the positive terminal pole was housed, and disassembled. The negative plate was removed from the bag-shaped separator arranged on the fourth cell chamber side, and the gear seal portion of the bag-shaped separator was cut and stretched to prepare a battery. Next, the rib heights H 0 and H were measured using the same method as that used before assembly.
[評価試験]
得られたNo.1~No.60の各二体の鉛蓄電池の残りの一体は、解体せずに、これを用いて高温耐久サイクル寿命試験を実施した。
具体的には、「JIS D5301:2019 始動用鉛蓄電池」で規定する軽負荷寿命試験を、40℃ではなく75℃で行った。つまり、各鉛蓄電池を75℃±2℃に保持された水槽中に置き、試験温度以外は上記規格で規定された条件で試験を実施し、寿命に至るまでのサイクル数を調べた。なお、精製水による補水を、一週間に一度の頻度で行った。
また、この寿命試験後に各鉛蓄電池を解体し、セパレータのリブと基部との接続部に亀裂が発生しているかどうかと、正極板のリブが当接している面に破損が生じているかどうかを、目視で確認した。
これらの試験の結果も表1および表2に示す。
[Evaluation test]
The remaining one of the two lead-acid batteries No. 1 to No. 60 obtained was used to carry out a high-temperature durability cycle life test without being disassembled.
Specifically, the light load life test specified in "JIS D5301:2019 Lead-acid starting batteries" was performed at 75°C instead of 40°C. In other words, each lead-acid battery was placed in a water tank maintained at 75°C ± 2°C, and the test was performed under the conditions specified in the above standard except for the test temperature, and the number of cycles until the battery reached the end of its life was examined. In addition, rehydration with purified water was performed once a week.
In addition, after this life test, each lead-acid battery was disassembled and visually inspected to see whether there were any cracks in the connection between the separator rib and the base, and whether there was any damage on the surface of the positive plate where the rib was in contact.
The results of these tests are also shown in Tables 1 and 2.
これらの結果から以下のことが分かる。
組み立て前と解体後で、セパレータのリブの無加圧時の高さH0は変化しなかったが、加圧時の高さHは解体後に組み立て前よりも低くなった。
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.20mmであって、組み立て前の比(H/H0)が0.60~0.95であるNo.1~No.6の鉛蓄電池は、リブに亀裂は発生しなかったが、高温寿命サイクル数が1500~1990であり、必要なサイクル数である2300サイクルに達しないものであった。また、組み立て前の比(H/H0)が0.95であるNo.6の鉛蓄電池では、正極板に破損が生じていた。
These results reveal the following:
The height H 0 of the separator ribs when no pressure is applied did not change before and after assembly and disassembly, but the height H when pressure is applied became lower after disassembly than before assembly.
Lead-acid batteries No. 1 to No. 6, in which the separator rib height H0 without pressure was 0.20 mm and the ratio (H/ H0 ) before assembly was 0.60 to 0.95, did not develop cracks in the ribs, but the high-temperature life cycle count was 1500 to 1990, which did not reach the required number of cycles of 2300. Furthermore, lead-acid battery No. 6, in which the ratio (H/ H0 ) before assembly was 0.95, had damage to the positive plate.
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が1.30mmであって、組み立て前の比(H/H0)が0.60~0.95であるNo.55~No.60の鉛蓄電池は、高温寿命サイクル数が1400~1970であるとともに、リブに亀裂が発生していた。また、組み立て前の比(H/H0)が0.95であるNo.60の鉛蓄電池では、正極板に破損が生じていた。
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であるNo.7~No.54の鉛蓄電池についても、リブに亀裂は発生しなかった。
The lead-acid batteries No. 55 to No. 60, in which the separator rib height H0 without pressure was 1.30 mm and the ratio (H/ H0 ) before assembly was 0.60 to 0.95, had high-temperature life cycles of 1400 to 1970 and had cracks in the ribs. Also, the lead-acid battery No. 60, in which the ratio (H/ H0 ) before assembly was 0.95, had damage to the positive plate.
In the lead-acid batteries No. 7 to No. 54 in which the separator rib height H0 when no pressure was applied was 0.25 mm or more and 1.15 mm or less, no cracks were generated in the ribs.
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であるNo.7~No.54の鉛蓄電池において、組み立て前の比(H/H0)が0.70以上であるNo.8~No.12、No.14~No.18、No.20~No.24、No.26~No.30、No.32~No.36、No.38~No.42、No.44~No.48、No.50~No.54の鉛蓄電池は、高温寿命サイクル数が2370以上であったのに対して、組み立て前の比(H/H0)が0.60であるNo.7、No.13、No.19、No.25、No.31、No.37、No.43、No.49の鉛蓄電池は、高温寿命サイクル数が1900以下であった。 Among the lead-acid batteries No. 7 to No. 54 in which the height H0 of the separator rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less, the lead-acid batteries No. 8 to No. 12, No. 14 to No. 18, No. 20 to No. 24, No. 26 to No. 30, No. 32 to No. 36, No. 38 to No. 42, No. 44 to No. 48, and No. 50 to No. 54 in which the ratio (H/H0) before assembly is 0.70 or more had a high-temperature life cycle number of 2,370 or more, whereas the lead-acid batteries No. 7, No. 13, No. 19, No. 25, No. 31, No. 37, No. 43, and No. 49 in which the ratio (H/ H0 ) before assembly is 0.60 had a high-temperature life cycle number of 1,900 or less.
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であるNo.7~No.54の鉛蓄電池において、組み立て前の比(H/H0)が0.70以上0.90以下であるNo.8~No.11、No.14~No.17、No.20~No.23、No.26~No.29、No.32~No.35、No.38~No.41、No.44~No.47、No.50~No.53の鉛蓄電池では、正極板に破損が生じていなかったのに対して、組み立て前の比(H/H0)が0.95であるNo.12、No.18、No.24、No.30、No.36、No.42、No.48、No.54の鉛蓄電池では、正極板に破損が生じていた。 Among the lead-acid batteries No. 7 to No. 54 in which the height H0 of the separator rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less, the positive plates of the lead-acid batteries No. 8 to No. 11, No. 14 to No. 17, No. 20 to No. 23, No. 26 to No. 29, No. 32 to No. 35, No. 38 to No. 41, No. 44 to No. 47, and No. 50 to No. 53 in which the ratio (H/H0) before assembly is 0.70 or more and 0.90 or less, were not damaged. In contrast, the positive plates of the lead-acid batteries No. 12, No. 18, No. 24, No. 30, No. 36, No. 42, No. 48, and No. 54 in which the ratio (H/ H0 ) before assembly is 0.95 were damaged.
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.30mm以上0.80mm以下で、組み立て前の比(H/H0)が0.70以上であるNo.14~No.18、No.20~No.24、No.26~No.30、No.32~No.36、No.38~No.42、No.44~No.48の鉛蓄電池は、高温寿命サイクル数が2500以上であった。
セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.40mm以上0.60mm以下で、組み立て前の比(H/H0)が0.70以上であるNo.20~No.24、No.26~No.30、No.32~No.36の鉛蓄電池は、高温寿命サイクル数が2860以上であった。
The lead-acid batteries No. 14 to No. 18, No. 20 to No. 24, No. 26 to No. 30, No. 32 to No. 36, No. 38 to No. 42, and No. 44 to No. 48, in which the unpressurized height H0 of the separator rib was 0.30 mm or more and 0.80 mm or less and the ratio (H/ H0 ) before assembly was 0.70 or more, had a high-temperature life cycle count of 2,500 or more.
The lead-acid batteries Nos. 20 to 24, 26 to 30, and 32 to 36, in which the separator rib height H0 without pressure was 0.40 mm or more and 0.60 mm or less and the ratio (H/ H0 ) before assembly was 0.70 or more, had a high-temperature life cycle count of 2,860 or more.
つまり、組み立て前の比(H/H0)が0.70以上である鉛蓄電池は、セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であることで、高温環境下の使用でリブに亀裂が生じることが防止されるとともに、優れた高温寿命性能が得られ、この高さH0が0.30mm以上0.80mm以下であるとより優れた高温寿命性能が得られ、この高さH0が0.40mm以上0.60mm以下であるとさらに優れた高温寿命性能が得られる。 In other words, in a lead-acid battery having a ratio (H/ H0 ) before assembly of 0.70 or more, if the height H0 of the separator rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less, the occurrence of cracks in the rib during use in a high temperature environment is prevented and excellent high temperature life performance is obtained, if this height H0 is 0.30 mm or more and 0.80 mm or less, even better high temperature life performance is obtained, and if this height H0 is 0.40 mm or more and 0.60 mm or less, even better high temperature life performance is obtained.
また、セパレータのリブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であって、組み立て前の比(H/H0)が0.70以上0.90以下である鉛蓄電池は、高温環境下の使用でリブに亀裂が生じることが防止されるとともに、優れた高温寿命性能が得られることに加えて、高温環境下の使用で正極板の破損も防止できるものとなる。 In addition, a lead-acid battery in which the height H0 of the separator rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less and the ratio (H/ H0 ) before assembly is 0.70 or more and 0.90 or less prevents the occurrence of cracks in the ribs when used in a high-temperature environment, and in addition to achieving excellent high-temperature life performance, it also prevents damage to the positive plate when used in a high-temperature environment.
1 正極板
2 正極集電体
21 格子状基板
22 正極板の耳部
3 正極合剤
4 負極板
5 セパレータ
51 セパレータの基部
511 基部の外面(正極板と対向する面)
511a シール部
52 セパレータのリブ
54 セパレータの小突起
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記極板群は、交互に配置された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有し、
前記セパレータは、板状の基部と、前記基部の前記正極板と対向する面から突出する複数のリブと、で構成され、前記リブは一方向に延びる筋状の突起であり、前記複数のリブは並列に配置され、
前記リブの無加圧時の高さH0は0.25mm以上1.15mm以下であり、
組み立て前に前記リブを上に向けて前記セパレータを水平な台上に置き、押し付け板を前記リブの上に載せた状態で、前記押し付け板に対して上側から9kPaの圧力を付与した際の前記リブの高さHが、前記無加圧時の高さH0の0.70倍以上0.90倍以下である鉛蓄電池。 The battery includes a cell chamber, a plate group housed in the cell chamber, and an electrolyte injected into the cell chamber;
the electrode plate group has a laminate including positive electrode plates and negative electrode plates arranged alternately and a separator arranged between the positive electrode plates and the negative electrode plates;
the separator is composed of a plate-shaped base and a plurality of ribs protruding from a surface of the base facing the positive electrode plate, the ribs being stripe-like protrusions extending in one direction, and the plurality of ribs being arranged in parallel;
The height H 0 of the rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less,
a lead-acid battery in which, before assembly, the separator is placed on a horizontal table with the rib facing up, and a pressing plate is placed on the rib, and a pressure of 9 kPa is applied from above to the pressing plate, the height H of the rib being 0.70 to 0.90 times the height H0 of the rib when no pressure is applied.
前記アルミニウムイオンの濃度は0.01mol/L以上0.3mol/Lである請求項1~3のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。 The electrolyte is dilute sulfuric acid containing aluminum ions,
The lead acid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration of the aluminum ions is 0.01 mol/L or more and 0.3 mol/L or less.
前記ナトリウムイオンの濃度は0.002mol/L以上0.05mol/Lである請求項1~4のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。 The electrolyte is dilute sulfuric acid containing sodium ions,
The lead acid battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the concentration of the sodium ions is 0.002 mol/L or more and 0.05 mol/L or less.
前記極板群は、交互に配置された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有し、
前記セパレータは、板状の基部と、前記基部の前記正極板と対向する面から突出する複数のリブと、で構成され、前記リブは一方向に延びる筋状の突起であり、前記複数のリブは並列に配置されている鉛蓄電池の製造方法であって、
前記セパレータとして、
前記リブの無加圧時の高さH0が0.25mm以上1.15mm以下であり、
組み立て前に前記リブを上に向けて前記セパレータを水平な台上に置き、押し付け板を前記リブの上に載せた状態で、前記押し付け板に対して上側から9kPaの圧力を付与した際の前記リブの高さHが、前記無加圧時の高さH0の0.70倍以上0.90倍以下であるものを使用する鉛蓄電池の製造方法。 The battery includes a cell chamber, a plate group housed in the cell chamber, and an electrolyte injected into the cell chamber;
the electrode plate group has a laminate including positive electrode plates and negative electrode plates arranged alternately and a separator arranged between the positive electrode plates and the negative electrode plates;
The separator is composed of a plate-shaped base and a plurality of ribs protruding from a surface of the base facing the positive electrode plate, the ribs being stripe-shaped protrusions extending in one direction, and the plurality of ribs being arranged in parallel.
The separator may include
The height H 0 of the rib when no pressure is applied is 0.25 mm or more and 1.15 mm or less,
A manufacturing method for a lead-acid battery using the separator, the separator being placed on a horizontal table with the rib facing up before assembly, a pressing plate being placed on the rib, and a pressure of 9 kPa being applied from above to the pressing plate, the height H of the rib being 0.70 to 0.90 times the height H0 of the rib when no pressure is applied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021082716A JP7660024B2 (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Lead-acid battery and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021082716A JP7660024B2 (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Lead-acid battery and method for manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022175933A JP2022175933A (en) | 2022-11-25 |
| JP7660024B2 true JP7660024B2 (en) | 2025-04-10 |
Family
ID=84145240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021082716A Active JP7660024B2 (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Lead-acid battery and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7660024B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016139455A (en) | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 古河電池株式会社 | Lead acid battery |
| WO2021086810A1 (en) | 2019-10-29 | 2021-05-06 | Daramic, Llc | Lead acid separators, battery systems and their manufacturing methods. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4927722A (en) * | 1988-09-09 | 1990-05-22 | Grace G.M.B.H. | Separator for starter batteries |
| JP3239556B2 (en) * | 1993-09-30 | 2001-12-17 | 松下電器産業株式会社 | Lead storage battery |
-
2021
- 2021-05-14 JP JP2021082716A patent/JP7660024B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016139455A (en) | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 古河電池株式会社 | Lead acid battery |
| WO2021086810A1 (en) | 2019-10-29 | 2021-05-06 | Daramic, Llc | Lead acid separators, battery systems and their manufacturing methods. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022175933A (en) | 2022-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6637225B1 (en) | Liquid lead storage battery | |
| JP5387666B2 (en) | Lattice plate for lead-acid battery, electrode plate and lead-acid battery provided with this electrode plate | |
| JP6665465B2 (en) | Lead storage battery | |
| JP7331410B2 (en) | Liquid lead-acid battery separator and liquid lead-acid battery | |
| JP2021072252A (en) | Lead-acid battery | |
| JP6954879B2 (en) | Lead-acid battery | |
| JP5016306B2 (en) | Lead acid battery | |
| KR20180034660A (en) | Lead accumulator | |
| EP3203572B1 (en) | Positive electrode plate for lead-acid battery, lead-acid battery and method of manufacturing positive electrode plate for lead-acid battery | |
| JP7660024B2 (en) | Lead-acid battery and method for manufacturing the same | |
| JP7111107B2 (en) | Lead storage battery for idling stop | |
| JP2020123447A (en) | Lead acid battery | |
| US20240055671A1 (en) | Bipolar Lead-Acid Storage Battery And Method For Manufacturing Bipolar Lead-Acid Storage Battery | |
| JP6572711B2 (en) | Lead acid battery | |
| JP7424371B2 (en) | Separators for liquid lead-acid batteries and liquid lead-acid batteries | |
| JP5824632B1 (en) | Lead acid battery | |
| JP7660053B2 (en) | Flooded lead-acid battery | |
| JP7717502B2 (en) | Lead-acid batteries and battery cases | |
| JP2021068533A (en) | Lead-acid battery | |
| JP7478877B1 (en) | Flooded lead-acid battery | |
| JP7113037B2 (en) | liquid lead acid battery | |
| JP2021163537A (en) | Lead-acid battery | |
| JP7105218B2 (en) | lead acid battery | |
| JP5025317B2 (en) | Lattice substrate for lead acid battery | |
| JP2023020656A (en) | Liquid lead-acid battery and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250325 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250331 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7660024 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |