JP2572964B2 - 密閉形蓄電池用セパレ−タ−、その製造装置並に密閉形蓄電池 - Google Patents
密閉形蓄電池用セパレ−タ−、その製造装置並に密閉形蓄電池Info
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、主として密閉形鉛蓄電池に使用するに適し
たセパレーター、その製造装置並にその使用法である密
閉形蓄電池に関する。
たセパレーター、その製造装置並にその使用法である密
閉形蓄電池に関する。
(従来の技術) 従来の密閉形鉛蓄電池として、セパレーターとして、
例えばガラス繊維の単度又はこれを主体としこれに耐酸
性合成繊維や合成パルプを混合し、抄紙法などにより所
定の均一な密度を有する抄紙シートを所定寸法に切断し
て得たセパレーターを陽極板と陰極板の間に介在させ極
板群を組み立て、これを電槽内に組み込み、セパレータ
ーに希硫酸電解液を含浸させて成る式のものは公知であ
る。
例えばガラス繊維の単度又はこれを主体としこれに耐酸
性合成繊維や合成パルプを混合し、抄紙法などにより所
定の均一な密度を有する抄紙シートを所定寸法に切断し
て得たセパレーターを陽極板と陰極板の間に介在させ極
板群を組み立て、これを電槽内に組み込み、セパレータ
ーに希硫酸電解液を含浸させて成る式のものは公知であ
る。
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の密閉形鉛蓄電池は、重力の影響を受けてそ
のセパレーター中の電解液は、セパレーターの上部程電
解液量が少なくなる。又蓄電池は、使用中に充放電を行
うので、電解液中の硫酸は、放電により極板活物質と反
応し、濃度が低下し、充電により極板活物質より放出さ
れた濃度は高くなるが、この過程で、濃度の高い硫酸
は、比重が高いために下方に沈漬して、セパレーター中
の電解液の濃度は、次第にその上部で低く、下部で高く
なつてくるため、上下方向に濃淡電池を形成し、蓄電池
の特性が著しく低下する。この傾向は、高さの高い蓄電
池程大きく現れ、短寿命となる。
のセパレーター中の電解液は、セパレーターの上部程電
解液量が少なくなる。又蓄電池は、使用中に充放電を行
うので、電解液中の硫酸は、放電により極板活物質と反
応し、濃度が低下し、充電により極板活物質より放出さ
れた濃度は高くなるが、この過程で、濃度の高い硫酸
は、比重が高いために下方に沈漬して、セパレーター中
の電解液の濃度は、次第にその上部で低く、下部で高く
なつてくるため、上下方向に濃淡電池を形成し、蓄電池
の特性が著しく低下する。この傾向は、高さの高い蓄電
池程大きく現れ、短寿命となる。
上記の現状に鑑み、上下方向の電解液の分布が均一
で、電解液濃度の成層化の起こらない優れた密閉形蓄電
池が望まれている。
で、電解液濃度の成層化の起こらない優れた密閉形蓄電
池が望まれている。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、かゝる要望を満足する密閉形蓄電池セパレ
ーター、その製造装置並にその密閉形蓄電池を提供する
もので、その第1発明は、1側から他側に向い密度勾配
をつけて成るセパレーターであって、密度の高い側を上
位とした密閉形蓄電池用セパレーターに存する。
ーター、その製造装置並にその密閉形蓄電池を提供する
もので、その第1発明は、1側から他側に向い密度勾配
をつけて成るセパレーターであって、密度の高い側を上
位とした密閉形蓄電池用セパレーターに存する。
その第2発明は、上記セパレーターを製造する装置を
提供するもので、抄紙機の抄紙槽内を少くとも1つの隔
壁により少くとも2つに区劃し、その夫々を互に密度の
異なる抄紙用槽部として成る。
提供するもので、抄紙機の抄紙槽内を少くとも1つの隔
壁により少くとも2つに区劃し、その夫々を互に密度の
異なる抄紙用槽部として成る。
その第3発明は、前記従来の欠点のない密閉形蓄電池
用セパレーターを提供するもので、陽極板と陰極板との
間にセパレーターを介在して成る極板群を電槽内に組み
込んで成る密閉形蓄電池において、該セパレーターとし
て1側から他側に向い密度勾配をつけて成るものを使用
し、その密度の高い側を上位にして陽極板と陰極板との
間に介在し、これに電解液を含浸せしめて成る。
用セパレーターを提供するもので、陽極板と陰極板との
間にセパレーターを介在して成る極板群を電槽内に組み
込んで成る密閉形蓄電池において、該セパレーターとし
て1側から他側に向い密度勾配をつけて成るものを使用
し、その密度の高い側を上位にして陽極板と陰極板との
間に介在し、これに電解液を含浸せしめて成る。
(実施例) 次に本発明の実施例を説明する。
製造すべきセパレーターは、ガラス繊維、合成繊維、
植物繊維の単独又は混合繊維を材料とし、合成パルプ、
ガラス粉、バインダーなどの添加材を添加し又は添加し
ないでつくられる。かゝる材料を使用し、1側から他側
に向い密度勾配をもつ本発明セパレーターを構成する。
即ち、例えば、 一般に平均繊維径0.3〜2μの範囲から選択したガラ
ス繊維単独又はこれを主体としこれに平均繊維径3〜30
μのガラス繊維、耐酸性合成繊維、合成パルプのいづれ
か1種の少量を混合したものを抄紙するに当り、本発明
によれば、抄紙機の例えば第1図示の如き丸網抄紙機
(1)の漉層(2)内を、その回転円網(3)と槽
(2)との間の半円筒状の原質液の流入路を左右に2分
し夫々の原質液通路を区劃形成するべくその中央に区劃
壁(4)を設けその流入側にその夫々の区劃槽部(2
a),(2b)に連通する原質供給ダクト(5),(6)
を設け、その流出側で共通1個のクーチロール(図示し
ない)に回転円網(3)上の左右の合体紙層を抄し上げ
るようにした本発明の抄紙機を使用する。即ち、例え
ば、平均繊維径1μのガラス繊維を用い、その紙ダネ濃
度を変えた2種の原質液を用意し、これを夫々前記抄紙
機(1)の供給ダクト(5)(6)より夫々左右の区劃
層部(2a)(2b)に供給して回転円網(3)上に、中央
部において交じり合い合体した左側半部と右側半部と
が、互に厚さがいくらか相異する紙層を得て、これをク
ーチロールにより抄き上げ、以下湿紙匹を吸引、し次で
加圧ロールにより厚さを左右均一になるようにし、次で
加熱乾燥して抄紙を得る。
植物繊維の単独又は混合繊維を材料とし、合成パルプ、
ガラス粉、バインダーなどの添加材を添加し又は添加し
ないでつくられる。かゝる材料を使用し、1側から他側
に向い密度勾配をもつ本発明セパレーターを構成する。
即ち、例えば、 一般に平均繊維径0.3〜2μの範囲から選択したガラ
ス繊維単独又はこれを主体としこれに平均繊維径3〜30
μのガラス繊維、耐酸性合成繊維、合成パルプのいづれ
か1種の少量を混合したものを抄紙するに当り、本発明
によれば、抄紙機の例えば第1図示の如き丸網抄紙機
(1)の漉層(2)内を、その回転円網(3)と槽
(2)との間の半円筒状の原質液の流入路を左右に2分
し夫々の原質液通路を区劃形成するべくその中央に区劃
壁(4)を設けその流入側にその夫々の区劃槽部(2
a),(2b)に連通する原質供給ダクト(5),(6)
を設け、その流出側で共通1個のクーチロール(図示し
ない)に回転円網(3)上の左右の合体紙層を抄し上げ
るようにした本発明の抄紙機を使用する。即ち、例え
ば、平均繊維径1μのガラス繊維を用い、その紙ダネ濃
度を変えた2種の原質液を用意し、これを夫々前記抄紙
機(1)の供給ダクト(5)(6)より夫々左右の区劃
層部(2a)(2b)に供給して回転円網(3)上に、中央
部において交じり合い合体した左側半部と右側半部と
が、互に厚さがいくらか相異する紙層を得て、これをク
ーチロールにより抄き上げ、以下湿紙匹を吸引、し次で
加圧ロールにより厚さを左右均一になるようにし、次で
加熱乾燥して抄紙を得る。
次でこの抄紙シートを第3図の鎖線示の如く所定寸法
に切断して鉛蓄電池用セパレーターとする。このように
して、平均繊維径1μのガラス繊維を原料とし、その左
右の紙種の相互の濃度を色々に変えて、上記の抄紙機を
使用して、左側半部と右側半部の抄紙密度を変えた全体
として厚さの同じ各種のセパレーターを作成したが、そ
の数例を下表1のNO.1〜NO.6として示す。比較のため、
従来の抄紙機により、平均繊維径1μのガラス繊維を原
料として作成した。同一厚さの抄紙セパレーターをNO.7
として示す。
に切断して鉛蓄電池用セパレーターとする。このように
して、平均繊維径1μのガラス繊維を原料とし、その左
右の紙種の相互の濃度を色々に変えて、上記の抄紙機を
使用して、左側半部と右側半部の抄紙密度を変えた全体
として厚さの同じ各種のセパレーターを作成したが、そ
の数例を下表1のNO.1〜NO.6として示す。比較のため、
従来の抄紙機により、平均繊維径1μのガラス繊維を原
料として作成した。同一厚さの抄紙セパレーターをNO.7
として示す。
尚NO.1〜NO.6セパレーターの中央のその左側半部と右
側半部の境界線域は、その両替のまじり合つた略中間の
密度となるのが一般である。
側半部の境界線域は、その両替のまじり合つた略中間の
密度となるのが一般である。
上記の夫々のセパレーターを、陽極板と陰極板間に介
在させて極板群として組み込み電解液の所定量をこれに
含浸させて下記表2の構成要素をもつ試験電池を夫々作
成した。この場合、NO.1〜NO.6の夫々のセパレーターは
第4図示の如くその密度の高い側を上位として陰陽極板
(5)(6)間に介在せしめた。(7)は密閉蓄電池の
電槽の底壁を示す。
在させて極板群として組み込み電解液の所定量をこれに
含浸させて下記表2の構成要素をもつ試験電池を夫々作
成した。この場合、NO.1〜NO.6の夫々のセパレーターは
第4図示の如くその密度の高い側を上位として陰陽極板
(5)(6)間に介在せしめた。(7)は密閉蓄電池の
電槽の底壁を示す。
これらの密閉鉛蓄電池につき、寿命試験と自己放電試
験を行なつた。
験を行なつた。
寿命試験: 寿命試験は、0.25Cの電流で3時間放電を行い、次い
で0.17Cの電流で5時間充電を40℃の雰囲気で行ない、2
5回毎に25℃で0.2Cを放電試験で容量を測定し、容量が
初期の40%となつた時を終期とした。その結果は第2図
に示す通りであつた。
で0.17Cの電流で5時間充電を40℃の雰囲気で行ない、2
5回毎に25℃で0.2Cを放電試験で容量を測定し、容量が
初期の40%となつた時を終期とした。その結果は第2図
に示す通りであつた。
第2図から明らかように、従来のセパレーターNO.1を
組み込んだ試験電池NO.7に比し、密度の異なるセパレー
ターNO.1〜NO.6を上記のように組み込んだ試験電池NO.1
〜NO.6は夫々、その寿命が延長することが認められる。
即ち、従来の電池NO.7では、充放電サイクル回数約110
回で寿命となるに対し、本発明の電池NO.1〜NO.6では、
約125回以上に寿命が延び、就中、電池NO.1〜NO.4につ
いては、充電サイクル回数150回でも尚70%以上の容量
を保持し得ることが認められる。
組み込んだ試験電池NO.7に比し、密度の異なるセパレー
ターNO.1〜NO.6を上記のように組み込んだ試験電池NO.1
〜NO.6は夫々、その寿命が延長することが認められる。
即ち、従来の電池NO.7では、充放電サイクル回数約110
回で寿命となるに対し、本発明の電池NO.1〜NO.6では、
約125回以上に寿命が延び、就中、電池NO.1〜NO.4につ
いては、充電サイクル回数150回でも尚70%以上の容量
を保持し得ることが認められる。
自己放電試験: 自己放電試験は、0.2C放電を5回行なつた後に、45℃
の雰囲気中に30日間放置し、その後25℃で0.2Cの放電を
行ない容量を測定したもので、その結果を下記表3に示
す。表3から明らかなように、自己放電試験の結果と類
似の傾向を示し、従来の電池に比し、本発明の電池NO.1
〜NO.6は、優れた結果を示し、就中、そのNO.1〜NO.4は
特に優れていることが認められる。
の雰囲気中に30日間放置し、その後25℃で0.2Cの放電を
行ない容量を測定したもので、その結果を下記表3に示
す。表3から明らかなように、自己放電試験の結果と類
似の傾向を示し、従来の電池に比し、本発明の電池NO.1
〜NO.6は、優れた結果を示し、就中、そのNO.1〜NO.4は
特に優れていることが認められる。
上記のような優れた電池が得られる理由は、実質上略
半部を互に密度を異にさせたセパレーターを、その比較
的高い密度の半部を上位として電池に組み込んだとき
は、セパレーターの上部は、その比較的高密度により電
解液の保持が極めて良好になり、従来のように重力など
により容易に下部に沈積することがなく、上下方向の液
分布が均一になるためと思料される。而して、多くの実
験の結果、そのセパレーターの左右半部の密度比が1:1.
1〜2の範囲、好ましくは1:1.1〜1.5であれば上記の目
的を達成することができることが分つた。又この場合の
セパレーターの密度は電解保持等の関係より、底密度の
下限は0.1g/cm3まで高密度の上限は、0.3g/cm3までが好
ましいことが分つた。
半部を互に密度を異にさせたセパレーターを、その比較
的高い密度の半部を上位として電池に組み込んだとき
は、セパレーターの上部は、その比較的高密度により電
解液の保持が極めて良好になり、従来のように重力など
により容易に下部に沈積することがなく、上下方向の液
分布が均一になるためと思料される。而して、多くの実
験の結果、そのセパレーターの左右半部の密度比が1:1.
1〜2の範囲、好ましくは1:1.1〜1.5であれば上記の目
的を達成することができることが分つた。又この場合の
セパレーターの密度は電解保持等の関係より、底密度の
下限は0.1g/cm3まで高密度の上限は、0.3g/cm3までが好
ましいことが分つた。
第3図は、前記表1の試料NO.3のセパレーターAを示
し、その1方の半部A1は0.14g/cm3の底密度を有し、そ
の他方の半部A2は0.19g/cm3の高密度を有し、密度比が
略1.3に構成したものである。
し、その1方の半部A1は0.14g/cm3の底密度を有し、そ
の他方の半部A2は0.19g/cm3の高密度を有し、密度比が
略1.3に構成したものである。
上記の実施例は、セパレーターAを、2つの密度の異
なる面域が2つから成る密度勾配をもつものに形成した
ものであるが、この場合、図示のように、セパレーター
Aの中央を境にしてその両側の等しい面域のものに限定
するものでなく、その境界域を中央より上方に或は下方
に位置せしめるように、即ち、図示例では右側の高密度
域部A2と、左側の底密度域部A1との面域比が6:4、7:3等
又はその逆になるように構成できる。
なる面域が2つから成る密度勾配をもつものに形成した
ものであるが、この場合、図示のように、セパレーター
Aの中央を境にしてその両側の等しい面域のものに限定
するものでなく、その境界域を中央より上方に或は下方
に位置せしめるように、即ち、図示例では右側の高密度
域部A2と、左側の底密度域部A1との面域比が6:4、7:3等
又はその逆になるように構成できる。
更に、本発明のセパレーターは、前記の如く、2分割
される他3分割、4分割、5分割等の適当な数に分割さ
れ、その1側から他側に向い順次密度が増大し或は減少
する密度勾配をもつものに構成した種々のものが考えら
れる。第5図は、3分割された本発明セパレーターAを
示し、その1側から他側に向い、図面で下側から上側に
向い漸次密度の増大するように比較的に底密度域部A3、
中密度域部A4、高密度域部A5をもつ密度勾配のセパレー
ターを示す。その密度比は、例えば底密度域部A31に対
し中密度域部A4は1.3、高密度域部A5は1.5とする。これ
らの域部A3A4A5の各境界域はその両域部の密度の中間の
値を有するものにつくられるのが一般であり、全体とし
てなだらかの密度勾配のものとして得られる。
される他3分割、4分割、5分割等の適当な数に分割さ
れ、その1側から他側に向い順次密度が増大し或は減少
する密度勾配をもつものに構成した種々のものが考えら
れる。第5図は、3分割された本発明セパレーターAを
示し、その1側から他側に向い、図面で下側から上側に
向い漸次密度の増大するように比較的に底密度域部A3、
中密度域部A4、高密度域部A5をもつ密度勾配のセパレー
ターを示す。その密度比は、例えば底密度域部A31に対
し中密度域部A4は1.3、高密度域部A5は1.5とする。これ
らの域部A3A4A5の各境界域はその両域部の密度の中間の
値を有するものにつくられるのが一般であり、全体とし
てなだらかの密度勾配のものとして得られる。
上記のようなセパレーターを製造する装置は、第1図
示の装置の区劃壁(4)の中央位置に代えて、鎖線示の
位置に設けるときは、6対4等の面域部の比率の異なる
2つに分割された高低密度域部から成るセパレーターを
製造することができる。又上記の3分割或はそれ以上に
分割された密度が段階的に異なるセパレーターを製造す
る場合には、2枚又はそれ以上の隔壁を所望の間隔を存
して配設し、その間に3個又はそれ以上の抄紙用槽部を
形成し、その夫々の槽部に互に密度を異にする抄紙種を
流入せしめることにより得られる。区劃壁(4)は固定
式に変え、着脱自在又は移動式としてその位置を変える
ようにしてもよい。例えばその抄紙槽(2)の幅方向に
上向の櫛歯状の嵌合部を設け、これに区劃壁(4)を着
脱自在に嵌合するようにしてその位置を適宜変えるよう
にする。セパレーターの各面域の密度は、抄紙の際の繊
維量、添加材の有無、その量、抄紙の圧縮度などにより
変えることができる。
示の装置の区劃壁(4)の中央位置に代えて、鎖線示の
位置に設けるときは、6対4等の面域部の比率の異なる
2つに分割された高低密度域部から成るセパレーターを
製造することができる。又上記の3分割或はそれ以上に
分割された密度が段階的に異なるセパレーターを製造す
る場合には、2枚又はそれ以上の隔壁を所望の間隔を存
して配設し、その間に3個又はそれ以上の抄紙用槽部を
形成し、その夫々の槽部に互に密度を異にする抄紙種を
流入せしめることにより得られる。区劃壁(4)は固定
式に変え、着脱自在又は移動式としてその位置を変える
ようにしてもよい。例えばその抄紙槽(2)の幅方向に
上向の櫛歯状の嵌合部を設け、これに区劃壁(4)を着
脱自在に嵌合するようにしてその位置を適宜変えるよう
にする。セパレーターの各面域の密度は、抄紙の際の繊
維量、添加材の有無、その量、抄紙の圧縮度などにより
変えることができる。
(発明の効果) このように本発明の密閉形蓄電池用セパレーターによ
るときは、1側から他側に向い密度勾配をつけて成るセ
パレーターであって、密度の高い側を上位とした構成を
備えているので、密閉形蓄電池に使用するときは、蓄電
池の寿命を延長する効果を有する。また、本発明の密閉
形蓄電池によるときは、1側から他側に向い密度勾配を
もつ本発明セパレーターを作成し、これを蓄電池に、そ
の密度の高い側を上位として組み込むようにすることに
より寿命の延長した蓄電池が得られる効果を有する。更
に、本発明の製造装置によるときは、抄紙槽の内部を少
くとも1つの区劃壁を設けて少くとも2つの区劃槽部を
設けたので、少くとも2つの面域部において1側から他
側に向い密度勾配をもつ前記本発明のセパレーターが得
られる効果を有する。
るときは、1側から他側に向い密度勾配をつけて成るセ
パレーターであって、密度の高い側を上位とした構成を
備えているので、密閉形蓄電池に使用するときは、蓄電
池の寿命を延長する効果を有する。また、本発明の密閉
形蓄電池によるときは、1側から他側に向い密度勾配を
もつ本発明セパレーターを作成し、これを蓄電池に、そ
の密度の高い側を上位として組み込むようにすることに
より寿命の延長した蓄電池が得られる効果を有する。更
に、本発明の製造装置によるときは、抄紙槽の内部を少
くとも1つの区劃壁を設けて少くとも2つの区劃槽部を
設けたので、少くとも2つの面域部において1側から他
側に向い密度勾配をもつ前記本発明のセパレーターが得
られる効果を有する。
第1図は、本発明のセパレーターを製造する抄紙機の1
例の要部の上面図、第2図は寿命特性を示すグラフ、第
3図は本発明実施の1例のセパレーターの斜面図、第4
図は、本発明の密閉形蓄電池の1例の要部の1部断面
図、第5図は変形例の本発明セパレーターを示す。 (1)……抄紙機、(2)……漉槽 (4)……区劃壁 A……本発明セパレーター A1,A3……底密度域部、A4……中密度域部 A2,A5……高密度域部
例の要部の上面図、第2図は寿命特性を示すグラフ、第
3図は本発明実施の1例のセパレーターの斜面図、第4
図は、本発明の密閉形蓄電池の1例の要部の1部断面
図、第5図は変形例の本発明セパレーターを示す。 (1)……抄紙機、(2)……漉槽 (4)……区劃壁 A……本発明セパレーター A1,A3……底密度域部、A4……中密度域部 A2,A5……高密度域部
Claims (9)
- 【請求項1】1側から他側に向い密度勾配をつけて成る
セパレーターであって、密度の高い側を上位とした密閉
形蓄電池用セパレーター。 - 【請求項2】該密度勾配は、少なくとも2つの密度の異
なる面域によって構成される特許請求の範囲1に記載の
セパレーター。 - 【請求項3】ガラス繊維,合成繊維,植物繊維の単独又
は混合繊維を材料とし、合成パルプ,ガラス粉,バイン
ダーなどの添加材を含み又は含まないセパレーターから
成り、1側から他側に向い順次密度の増大又は減少する
少なくとも2つの密度に高低のある面域で構成して成る
特許請求の範囲1に記載のセパレーター。 - 【請求項4】セパレーターの高密度域部と低密度域部の
密度比は1:1.1〜2、好ましくは1:1.1〜約1.5である特
許請求の範囲1に記載のセパレーター。 - 【請求項5】セパレーターの高密度域部の密度の上限は
0.3g/cm3まで、低密度域部の密度の下限は0.1g/cm3まで
である特許請求の範囲1に記載のセパレーター。 - 【請求項6】抄紙機の抄紙槽内を少なくとも1つの隔壁
により少なくとも2つに区劃し、その夫々を互に密度の
異なる抄紙用槽部として成る密閉形蓄電池用セパレータ
ー製造装置。 - 【請求項7】該隔壁は、抄紙槽の幅方向の所定位置にセ
ット自在である特許請求の範囲6に記載の製造装置。 - 【請求項8】陽極板と陰極板との間にセパレーターを介
在して成る極板群を電槽内に組み込んで成る密閉形蓄電
池において、該セパレーターとして、1側から他側に向
い密度勾配をつけて成るものを使用し、その密度の高い
側を上位にして陽極板と陰極板との間に介在し、これに
電解液を含浸せしめて成る密閉形蓄電池。 - 【請求項9】該密度勾配は、1.1〜1.5倍に構成して成る
セパレーターを使用して成る特許請求の範囲8に記載の
密閉形蓄電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29310385 | 1985-12-27 | ||
JP60-293103 | 1985-12-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62229657A JPS62229657A (ja) | 1987-10-08 |
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Family
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-
1986
- 1986-03-18 JP JP61058410A patent/JP2572964B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPS62229657A (ja) | 1987-10-08 |
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