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技術 鉛蓄電池およびその活性化法

出願人 ジェーイーシーサービス有限会社
発明者 小沢昭弥間瀬俊三
出願日 1998年11月15日 (22年1ヶ月経過) 出願番号 1998-363769
公開日 2000年5月30日 (20年7ヶ月経過) 公開番号 2000-149980
状態 未査定
技術分野 二次電池(鉛及びアルカリ蓄電池)
主要キーワード ガラスウール製 微粒炭素 リング状突起 ガス抜き穴 鎖式化合物 小型容器 プラスチック膜 非流動化
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年5月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

鉛蓄電池活性化剤の添加を簡単且つ正確に行うかとができる電池構造を提供する。

解決手段

水溶性耐酸化性有機高分子化合物または微粒炭素コロイドを含む添加剤を、予め電槽内部に設けられた容器内に前記添加剤を封入しておき、これを徐々に、あるいは所定の期間の後電解液中に放出するか、鉛蓄電池の電槽上部にから挿入した小穴の開いたパイプを介して電解液に浸透させるかして充放電を行う。

概要

背景

鉛蓄電池充放電の繰り返しに伴い、正極および負極の電極活物質電気化学反応に伴い、活物質再結晶化が進行する結果、これらの粒子成長し、電気的導通が断たれたり活物質の表面積が減少し、電池の容量が減少したり内部抵抗が増大する。本発明者等は特公平10−228922、および特公平10−241677において、鉛蓄電池の電解液中および/または正極活物質成形体中に水溶性耐酸性有機高分子化合物、例えばポリビニルアルコール等や炭素微粒子等の活性化剤を添加することにより、従来の無添加の場合に比べ著しく充放電サイクル寿命延長することができることを発見した。これらの活性化剤を実際に使用する場合、例えば最も一般的な乗用車用の電池では、個々の電槽への添加量はそれぞれ数CCと少量であり、この僅かな量を6個の電槽に正確に添加するには熟練を必要とした。またその作業中に活性化剤がこぼれ着衣、手、周辺等を汚す場合が多く、活性化剤の普及の妨げとなっていた。

概要

鉛蓄電池の活性化剤の添加を簡単且つ正確に行うかとができる電池構造を提供する。

水溶性で耐酸化性の有機高分子化合物または微粒炭素コロイドを含む添加剤を、予め電槽内部に設けられた容器内に前記添加剤を封入しておき、これを徐々に、あるいは所定の期間の後電解液中に放出するか、鉛蓄電池の電槽上部にから挿入した小穴の開いたパイプを介して電解液に浸透させるかして充放電を行う。

目的

本発明はこれらの従来の方法にくらべ、遙に容易に所定量の活性化剤を添加することが出来、且つ作業の際に手や周囲を汚すおそれの無い構造と方法を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

正極、負極、セパレーター電解液およびこれらを収容する電槽と蓋部よりなる鉛蓄電池において、有機高分子を含む活性化剤電槽内への裂開機構を有する小型密閉容器封入し、該小型密閉容器を電槽または蓋部に装着したことを特徴とする鉛蓄電池。

請求項2

正極、負極、セパレーター、電解液およびこれらを収容する電槽と蓋部よりなる鉛蓄電池において、炭素微粒子を含む懸濁液よりなる活性化剤を電槽内への裂開機構を有する小型密閉容器に封入し、該小型密閉容器を電槽内または蓋部に装着したことを特徴とする鉛蓄電池。

請求項3

正極、負極、セパレーター、電解液およびこれらを収容する電槽と蓋部よりなる鉛蓄電池において、有機高分子を含む活性化剤、または炭素の微粒子を含む懸濁液よりなる活性化剤を電槽内と連通する小穴を有する小型容器に入れ、該小型容器を電槽または蓋部に装着したことを特徴とする鉛蓄電池。

請求項4

鉛蓄電池の電解液に、有機高分子を含む活性化剤、または炭素の微粒子を含む懸濁液よりなる活性化剤を添加する方法であって、電槽の蓋部に設けた貫通穴より所定位置に小穴を設けたパイプを挿入し、該パイプを経由して前記添加剤または活性化剤を混合した電解液をセパレーター中に含浸せしめ、充放電を繰り返すことを特徴とする鉛蓄電池の活性化法。

技術分野

0001

本発明は鉛蓄電池活性化剤を添加するに際し、簡単な操作で所定量を正確に添加できる電池の構造、およびその活性化法に関するものである。

背景技術

0002

鉛蓄電池は充放電の繰り返しに伴い、正極および負極の電極活物質電気化学反応に伴い、活物質再結晶化が進行する結果、これらの粒子成長し、電気的導通が断たれたり活物質の表面積が減少し、電池の容量が減少したり内部抵抗が増大する。本発明者等は特公平10−228922、および特公平10−241677において、鉛蓄電池の電解液中および/または正極活物質成形体中に水溶性耐酸性有機高分子化合物、例えばポリビニルアルコール等や炭素微粒子等の活性化剤を添加することにより、従来の無添加の場合に比べ著しく充放電サイクル寿命延長することができることを発見した。これらの活性化剤を実際に使用する場合、例えば最も一般的な乗用車用の電池では、個々の電槽への添加量はそれぞれ数CCと少量であり、この僅かな量を6個の電槽に正確に添加するには熟練を必要とした。またその作業中に活性化剤がこぼれ着衣、手、周辺等を汚す場合が多く、活性化剤の普及の妨げとなっていた。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明はこれらの従来の方法にくらべ、遙に容易に所定量の活性化剤を添加することが出来、且つ作業の際に手や周囲を汚すおそれの無い構造と方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、正極、負極、セパレーター、電解液およびこれらを収容する電槽と蓋部よりなる鉛蓄電池において、有機高分子を含む活性化剤、または炭素微粒子を含む懸濁液よりなる活性化剤を、電槽内への裂開機構を有する小型密閉容器に内蔵し、該小型密閉容器を電槽または蓋部に装着した鉛蓄電池、および前記活性化剤を電槽内と連通する小穴を有する小型容器に入れ、該小型容器を電槽または蓋部に装着した鉛蓄電池、および鉛蓄電池の電解液に、有機高分子を含む活性化剤、または炭素の微粒子を含む懸濁液よりなる活性化剤を添加する方法であって、電槽の蓋部に設けた貫通穴より所定位置に小穴を設けたパイプを挿入し、該パイプを経由して前記活性化剤、または活性化剤を混合した電解液をセパレーター中に含浸せしめ、充放電を繰り返す鉛蓄電池の活性化法である。

0005

以下本発明について、図面により説明する。図1は有機高分子を含む活性化剤を電槽内への裂開機構を有する小型密閉容器に封入し、該小型密閉容器を鉛蓄電池の蓋部に装着した一具体例を示す。プラスチック製の小型密閉容器1は活性化剤2が入っており、薄い膜状の裂開部3で密封されている。この裂開部3は蓋部4の電槽内側5に面しており、鉛蓄電池を長期間使用して内部抵抗が高くなったり、放電容量が小さくなった場合に、これを活性化するため、小型密閉容器1を押し下げることにより、裂開部3が突起6に接触して膜が破れ、活性化剤2が電槽内へ放出される。なお小型密閉容器1の外側にリング状突起7を設けてO−リングの働きをさせることにより、押し下げ前と押し下げ後の位置を固定し、且つ電槽内の気密性を保つことができる。小型密閉容器1に封入する活性化剤は水溶液でも粉末でも錠剤状でも良い。

0006

図2は鉛蓄電池の蓋部に通常設けられている補水の為の栓に活性化剤を複数封入した一具体例である。栓11には複数の円柱状の穴12が設けられており、穴12の中には一端がったプラスチック容器13がO−リング14により気密に保持され、プラスチック容器13に中には活性化剤2が入っている。栓11の電槽内側に面する側には薄いプラスチック膜15が設けられて、活性化剤2が電槽内に漏れるのを防止している。鉛蓄電池が劣化した場合には、プラスチック容器13を押し下げ、プラスチック容器13の先端がプラスチック膜15を破ることにより活性化剤2が電槽内に放出される。この後更に所定の期間使用して鉛蓄電池が劣化した場合、別の未使用のプラスチック容器を押し下げて再び活性化剤を注入することができ、何度も鉛蓄電池を再活性化して使用することができる。

0007

図3は活性化剤2を電槽内と連通する小穴21を有する小型容器22に入れ、該小型容器22を電槽23内に装着した一具体例を示す。活性化剤2は濃厚な水溶液または粉末状で小型容器22に入れ、小穴21を電解液24中に浸けておく。小型容器22中の高濃度の活性化剤水溶液は極めて粘性が高く、鉛蓄電池の使用期間中に小穴21をを介して極めてゆっくりと電解液中に拡散し、負極に到達して電極を活性化する。小穴21はごみ等による目詰まりを防止するため、複数の穴や、多孔質セラミックス等の栓を用いても良く、また小型容器22全体を多孔質の材料で構成しても良い。

0008

図4ガラスウール製のセパレーターを電解液のリテーナーマットとして電解液を含浸させ、電解液を非流動化させたシール型蓄電池に本発明を適用した一具体例である。この構造の電池では電槽23内に流動する電解液が殆ど無いので、活性化剤は蓋部4を貫通して電槽23内に配置されたパイプ31により供給される。パイプ31にはセパレーター32に対向する位置に小穴33が設けられており、活性化剤は小穴33からセパレーターに滴下し、セパレーター32中を徐々に拡散し、セパレーター中に含浸されている電解液と混合される。なおパイプ31の一端はキャップ34で通常は塞がれており、活性化剤を注入する際のみキャップ34を開ける。

0009

本発明で用いる水溶性で耐酸性かつ耐酸化性の有機高分子化合物は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンポリアクリル酸およびそのエステルソルビトールポリエチレンイミンポリエチレングリコールおよびそのエーテル類またはエステル類ポリプロピレングリコールおよびそのエーテル類またはエステル類、カーボキシメチルセルロースカゼインアラビアゴムリグニン等を用いることができる。これらの化合物のうち、直鎖が炭素−炭素結合のみよりなる鎖式化合物は特に鉛電池の電解液である希硫酸中での安定性が高く好ましい。耐酸化性に優れ、効果が長期間持続する点で特にポリビニルアルコールが最も優れ、次いでポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびそのエステル、ソルビトールが優れ、これらに次いで膠、カゼイン、アラビアゴム、ポリエチレンイミン、リグニンも好ましい。なお前記の有機高分子化合物に更に微粒硫酸バリウム等を加えてその効果を高めた活性化剤も当然本発明の範囲に属する。また炭素微粒子は特開平10−228922および特開平10−241677に記載されているものが望ましい。

0010

これらの有機高分子化合物は電解液中に添加する場合は通常0.1%前後の濃度となる様な量を添加するが、0.01ないし10%の広い範囲で十分な効果が認められる。また正極活物質中に含ませる場合は、正極活物質に対し、0.001ないし1%を添加して混合するのが望ましい。

発明の効果

0011

以上の説明から明らかな通り、本発明の鉛蓄電池では、簡単な操作により所定量の活性化剤を正確に添加することができ、周囲を汚損するおそれも無く、例えば電気自動車無停電電源装置等の電池として好適な電池構造を提供するものである。

図面の簡単な説明

0012

図1本発明の鉛蓄電池の一具体例を示す断面図。
図2本発明の鉛蓄電池の別の一具体例を示す断面図。
図3本発明の鉛蓄電池の別の一具体例を示す断面図。
図4本発明の鉛蓄電池の活性化法の一具体例を示す電池の断面図。

--

0013

1、小型密閉容器2、活性化剤
3、裂開部 4、蓋部
5、電槽内側 6、突起
7、リング状突起
11、栓 12、穴
13、プラスチック容器14、O−リング
15、プラスチック膜16、ガス抜き穴
21、小穴22、小型容器
23、電槽24、電解液
31、パイプ32、セパレーター
33、小穴 34、キャップ
35、電極

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