JP2000223145A - 鉛蓄電池用添加剤 - Google Patents
鉛蓄電池用添加剤Info
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- JP2000223145A JP2000223145A JP11059156A JP5915699A JP2000223145A JP 2000223145 A JP2000223145 A JP 2000223145A JP 11059156 A JP11059156 A JP 11059156A JP 5915699 A JP5915699 A JP 5915699A JP 2000223145 A JP2000223145 A JP 2000223145A
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- ion
- additive
- lead
- polyvinyl alcohol
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- 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.)
- Pending
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な添加操作により、鉛蓄電池の充放電に
伴う容量の低下を防止し、内部抵抗を低下させ、電池の
容量を増大せしめる。 【解決手段】 部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末
に、凝析力の大なる無機塩または／およびほう酸を分散
させることにより、電解液中へのポリビニルアルコール
の溶解性を向上し、速やかに充放電による負極活物質の
活性化を達成する。
伴う容量の低下を防止し、内部抵抗を低下させ、電池の
容量を増大せしめる。 【解決手段】 部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末
に、凝析力の大なる無機塩または／およびほう酸を分散
させることにより、電解液中へのポリビニルアルコール
の溶解性を向上し、速やかに充放電による負極活物質の
活性化を達成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は電気容量が大き
く、充放電の繰り返しに伴う電気容量の低下の少ない鉛
蓄電池用添加剤に関し、特にその添加方法が著しく簡便
な固形状の添加剤に関するものである。
く、充放電の繰り返しに伴う電気容量の低下の少ない鉛
蓄電池用添加剤に関し、特にその添加方法が著しく簡便
な固形状の添加剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 鉛蓄電池は充放電の繰り返しに伴い、
硫酸鉛の結晶が成長し、、この結晶が不活性となるた
め、電極活物質の量が減少し電池の容量が減少する。こ
の対策として微小電流で長時間過充電し硫酸鉛を再び金
属鉛にする方法があるが、この方法では結晶成長した硫
酸鉛のごく一部しか金属鉛にならず、効果に乏しいもの
であった。また電解液中に各種の添加物、例えば微粒の
カーボンを水に分散した液を添加する方法があるが、微
粒のカーボンは正極で酸化されやすく、比較的短時間で
消滅してしまい、これに伴って効果も無くなるという欠
点が有った。また本発明者等は親水性の有機物と結合し
た炭素コロイドやポリビニルアルコール等の水溶液が鉛
蓄電池の容量や内部抵抗の回復に有効であることを見い
だし、特願平９−４９５６４、特願平１０−３４９２９
８として出願したが、これらの発明に用いる添加剤はい
ずれも水溶液状であるため、取扱いの際にこぼしたり、
手や衣服を汚す等の問題があった。即ち従来の鉛蓄電池
用添加剤は殆どが液状であるため、その添加操作が煩雑
であった。
硫酸鉛の結晶が成長し、、この結晶が不活性となるた
め、電極活物質の量が減少し電池の容量が減少する。こ
の対策として微小電流で長時間過充電し硫酸鉛を再び金
属鉛にする方法があるが、この方法では結晶成長した硫
酸鉛のごく一部しか金属鉛にならず、効果に乏しいもの
であった。また電解液中に各種の添加物、例えば微粒の
カーボンを水に分散した液を添加する方法があるが、微
粒のカーボンは正極で酸化されやすく、比較的短時間で
消滅してしまい、これに伴って効果も無くなるという欠
点が有った。また本発明者等は親水性の有機物と結合し
た炭素コロイドやポリビニルアルコール等の水溶液が鉛
蓄電池の容量や内部抵抗の回復に有効であることを見い
だし、特願平９−４９５６４、特願平１０−３４９２９
８として出願したが、これらの発明に用いる添加剤はい
ずれも水溶液状であるため、取扱いの際にこぼしたり、
手や衣服を汚す等の問題があった。即ち従来の鉛蓄電池
用添加剤は殆どが液状であるため、その添加操作が煩雑
であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 本発明はこれらの従
来の方法にくらべ、取扱いが簡単で、手や衣服を汚すお
それの無い固形状の蓄電池用の添加剤を見いだしたもの
である。本発明の第一の目的は取扱いが極めて簡単な鉛
蓄電池用添加剤を提供することにある。本発明の第二の
目的は鉛蓄電池の充放電サイクル寿命を延長させること
にある。本発明の第三の目的は鉛蓄電池の容量を増大さ
せることにある。本発明の第四の目的は鉛蓄電池の内部
抵抗を減少させることにある。
来の方法にくらべ、取扱いが簡単で、手や衣服を汚すお
それの無い固形状の蓄電池用の添加剤を見いだしたもの
である。本発明の第一の目的は取扱いが極めて簡単な鉛
蓄電池用添加剤を提供することにある。本発明の第二の
目的は鉛蓄電池の充放電サイクル寿命を延長させること
にある。本発明の第三の目的は鉛蓄電池の容量を増大さ
せることにある。本発明の第四の目的は鉛蓄電池の内部
抵抗を減少させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 本発明は、部分ケン化
ポリビニルアルコールの粉末に、凝析力の大なる無機塩
または／およびほう酸を分散させた鉛蓄電池用添加剤で
ある。
ポリビニルアルコールの粉末に、凝析力の大なる無機塩
または／およびほう酸を分散させた鉛蓄電池用添加剤で
ある。
【０００５】
【作用】 本発明者等は、特願平１０−３４９２９８に
おいて、鉛蓄電池の電解液中に特定範囲の重合度のポリ
ビニルアルコール等の分子中に水酸基を持った直鎖の有
機高分子化合物を添加することにより、著しく充放電サ
イクル寿命を延長することができることを発見した。本
発明はこの添加剤を添加する際、従来の水溶液状で添加
する方法では取扱いが煩雑で、一般に普及し難い点を解
消する為になされたものである。ポリビニルアルコール
等の有機高分子はその水溶液が高い粘性を示すため、こ
れらの固体を水に溶解するのに、通常は加熱したり、長
時間攪拌することが必要である。本発明ではこれらの高
分子固体として、冷水に対する溶解性に優れた部分ケン
化ポリビニルアルコールの粉末を用い、これに凝析力の
大なる無機塩または／およびほう酸を分散させた粉末と
することにより、鉛蓄電池の電解液に混合した際に、粉
末が凝集することなく、速やかに溶解し、電極活物質の
活性化に効果を発揮することを見いだしたものである。
即ち、部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末は、冷水
に優れた溶解性を示すものの、一度に鉛電池の電解液に
投入するといわゆるままこ状になり、均一な溶液になり
にくい。この対策として本発明では、部分ケン化ポリビ
ニルアルコール粉末の溶解を促進する為の溶解助剤とし
て凝析力の大なる無機塩または／およびほう酸を粉末中
に分散させたものである。従来、ポリビニルアルコール
を洗濯仕上げ糊として使用する際に、類似の無機塩を加
え、真水への溶解性を向上させる方法が知られている
が、本発明では通常５モルの硫酸からなる電解液に対し
て、これらの無機塩が電池の特性に悪影響を与えること
なく、溶解性の向上に有効であることを見いだしたもの
である。
おいて、鉛蓄電池の電解液中に特定範囲の重合度のポリ
ビニルアルコール等の分子中に水酸基を持った直鎖の有
機高分子化合物を添加することにより、著しく充放電サ
イクル寿命を延長することができることを発見した。本
発明はこの添加剤を添加する際、従来の水溶液状で添加
する方法では取扱いが煩雑で、一般に普及し難い点を解
消する為になされたものである。ポリビニルアルコール
等の有機高分子はその水溶液が高い粘性を示すため、こ
れらの固体を水に溶解するのに、通常は加熱したり、長
時間攪拌することが必要である。本発明ではこれらの高
分子固体として、冷水に対する溶解性に優れた部分ケン
化ポリビニルアルコールの粉末を用い、これに凝析力の
大なる無機塩または／およびほう酸を分散させた粉末と
することにより、鉛蓄電池の電解液に混合した際に、粉
末が凝集することなく、速やかに溶解し、電極活物質の
活性化に効果を発揮することを見いだしたものである。
即ち、部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末は、冷水
に優れた溶解性を示すものの、一度に鉛電池の電解液に
投入するといわゆるままこ状になり、均一な溶液になり
にくい。この対策として本発明では、部分ケン化ポリビ
ニルアルコール粉末の溶解を促進する為の溶解助剤とし
て凝析力の大なる無機塩または／およびほう酸を粉末中
に分散させたものである。従来、ポリビニルアルコール
を洗濯仕上げ糊として使用する際に、類似の無機塩を加
え、真水への溶解性を向上させる方法が知られている
が、本発明では通常５モルの硫酸からなる電解液に対し
て、これらの無機塩が電池の特性に悪影響を与えること
なく、溶解性の向上に有効であることを見いだしたもの
である。
【０００６】部分ケン化ポリビニルアルコールが鉛蓄電
池の充放電サイクル寿命の延長および電池容量の増大に
寄与するメカニズムは不詳であるが、ポリビニルアルコ
ールの水酸基と鉛イオンが錯体を形成し、充電の際にこ
の錯体が電解還元される結果、微細な金属鉛が負極に析
出するものと推定する。
池の充放電サイクル寿命の延長および電池容量の増大に
寄与するメカニズムは不詳であるが、ポリビニルアルコ
ールの水酸基と鉛イオンが錯体を形成し、充電の際にこ
の錯体が電解還元される結果、微細な金属鉛が負極に析
出するものと推定する。
【０００７】本発明で用いる部分ケン化ポリビニルアル
コールはその重合度が３０以上、３０００以下のものが
好ましく、特に３０以上、４５０以下のものがより効果
が高い。またそのケン化度は４０ないし９５モル％のも
のを使用することが出来、特に７０ないし９０モル％の
ものが好ましい。これらの部分ケン化ポリビニルアルコ
ール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。またその粉末の粒
子の大きさは、電解液への分散性を確保し、且つ粉塵の
発生を抑えるために、６０ないし１００メッシュ程度と
することが望ましい。なお、本発明においては、ポリビ
ニルアルコールの各種誘導体、例えばポリビニルアルコ
ールとアリルアルコール、アクリロニトリル、メタアク
リル酸メチル等との共重合体も用いることができる。
コールはその重合度が３０以上、３０００以下のものが
好ましく、特に３０以上、４５０以下のものがより効果
が高い。またそのケン化度は４０ないし９５モル％のも
のを使用することが出来、特に７０ないし９０モル％の
ものが好ましい。これらの部分ケン化ポリビニルアルコ
ール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。またその粉末の粒
子の大きさは、電解液への分散性を確保し、且つ粉塵の
発生を抑えるために、６０ないし１００メッシュ程度と
することが望ましい。なお、本発明においては、ポリビ
ニルアルコールの各種誘導体、例えばポリビニルアルコ
ールとアリルアルコール、アクリロニトリル、メタアク
リル酸メチル等との共重合体も用いることができる。
【０００８】本発明において、部分ケン化ポリビニルア
ルコールの粉末に凝析力の大なる無機塩または／および
ほう酸を均一に分散させるには、両者を粉末のまま混合
してもよいが、部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末
に無機塩の水溶液を加えて混合した後、水を蒸発させて
も良い。
ルコールの粉末に凝析力の大なる無機塩または／および
ほう酸を均一に分散させるには、両者を粉末のまま混合
してもよいが、部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末
に無機塩の水溶液を加えて混合した後、水を蒸発させて
も良い。
【０００９】本発明で溶解助剤として用いる凝析力の大
なる無機塩は、陽イオンがナトリウムイオン、カリウム
イオン、リチウムイオン、アンモニウムイオンおよびア
ルミニウムイオンからなる群の内の少なくとも一つと、
陰イオンが硫酸イオン、亜硫酸イオン、ほう酸イオン、
炭酸イオンおよび重炭酸イオンからなる群の内の少なく
とも一つとからなる塩を用いることが出来る。これらの
電解質は有機高分子の水酸基相互間の水素結合を防止す
ることにより、溶液の粘性を下げ、溶解を促進するもの
と思われる。
なる無機塩は、陽イオンがナトリウムイオン、カリウム
イオン、リチウムイオン、アンモニウムイオンおよびア
ルミニウムイオンからなる群の内の少なくとも一つと、
陰イオンが硫酸イオン、亜硫酸イオン、ほう酸イオン、
炭酸イオンおよび重炭酸イオンからなる群の内の少なく
とも一つとからなる塩を用いることが出来る。これらの
電解質は有機高分子の水酸基相互間の水素結合を防止す
ることにより、溶液の粘性を下げ、溶解を促進するもの
と思われる。
【００１０】電解液の温度がセ氏４０度以上の場合には
かえって部分ケン化ポリビニルアルコールの溶解が阻害
されるので、この対策としては、凝析力の大なる無機塩
または／およびほう酸の他に、更に０．１ないし２重量
％のグリオキザールを添加すると、高温の電解液中でも
良好に溶解することができる。
かえって部分ケン化ポリビニルアルコールの溶解が阻害
されるので、この対策としては、凝析力の大なる無機塩
または／およびほう酸の他に、更に０．１ないし２重量
％のグリオキザールを添加すると、高温の電解液中でも
良好に溶解することができる。
【００１１】本発明において、粉末を錠剤状に成形する
ことにより、一層添加の操作が容易となり、定量性も確
保される。錠剤の成形に際しては、錠剤が電解液中で速
やかに崩壊するのを助けるために、鉛蓄電池の電解液と
反応して炭酸ガスを発生する炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム等の化合物を錠剤に混入するのが好ましい。
ことにより、一層添加の操作が容易となり、定量性も確
保される。錠剤の成形に際しては、錠剤が電解液中で速
やかに崩壊するのを助けるために、鉛蓄電池の電解液と
反応して炭酸ガスを発生する炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム等の化合物を錠剤に混入するのが好ましい。
【００１２】
【実施例１】６個の電槽を持った容量３５ＡＨの自動車
用鉛蓄電池の電解液に重合度３００、ケン化度８７％の
部分ケン化ポリビニルアルコールに硫酸ナトリウム５％
を加えた粉末０．１％を加えて溶解し、放電条件は電流
３５Ａで端子電圧６Ｖになるまで、充電条件は電流８Ａ
で４．５時間行い、充放電を繰り返し、各放電毎の時間
を測定した。比較として、同様の電池の無添加のものに
ついても同様の充放電を繰り返した。その結果、図１に
示す様に部分ケン化ポリビニルアルコールを添加した本
発明の電池（Ａ）は、無添加の従来品（Ｂ）にくらべ、
著しい充放電サイクル寿命の改善が認められた。また充
放電サイクル１００回の時点での本発明の電池（Ａ）の
電池の内部抵抗は未使用品とほぼ同等であり、従来品
（Ｂ）の３分の１であった。
用鉛蓄電池の電解液に重合度３００、ケン化度８７％の
部分ケン化ポリビニルアルコールに硫酸ナトリウム５％
を加えた粉末０．１％を加えて溶解し、放電条件は電流
３５Ａで端子電圧６Ｖになるまで、充電条件は電流８Ａ
で４．５時間行い、充放電を繰り返し、各放電毎の時間
を測定した。比較として、同様の電池の無添加のものに
ついても同様の充放電を繰り返した。その結果、図１に
示す様に部分ケン化ポリビニルアルコールを添加した本
発明の電池（Ａ）は、無添加の従来品（Ｂ）にくらべ、
著しい充放電サイクル寿命の改善が認められた。また充
放電サイクル１００回の時点での本発明の電池（Ａ）の
電池の内部抵抗は未使用品とほぼ同等であり、従来品
（Ｂ）の３分の１であった。
【００１３】
【発明の効果】 以上の説明から明らかな通り、本発明
の鉛蓄電池用添加剤は、粉末状または錠剤状であり、且
つ、鉛蓄電池の電解液に極めて容易に溶解するので、取
扱いが容易であり、例えば電気自動車、無停電電源装
置、商用電源の電力貯蔵用等の鉛蓄電池の長寿命化に有
効な電池用添加剤を提供できるものである。
の鉛蓄電池用添加剤は、粉末状または錠剤状であり、且
つ、鉛蓄電池の電解液に極めて容易に溶解するので、取
扱いが容易であり、例えば電気自動車、無停電電源装
置、商用電源の電力貯蔵用等の鉛蓄電池の長寿命化に有
効な電池用添加剤を提供できるものである。
【図１】 本発明の電池の充放電サイクル試験における
放電容量の経過を従来品と比較したグラフである。
放電容量の経過を従来品と比較したグラフである。
Ａ、 本発明の電池の充放電サイクル試験における放電
容量 Ｂ、 従来の電池の充放電サイクル試験における放電容
量
容量 Ｂ、 従来の電池の充放電サイクル試験における放電容
量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H028 AA06 EE02 EE06 FF02 FF04 HH00 HH01
Claims (5)
- 【請求項１】 部分ケン化ポリビニルアルコールの粉末
に、凝析力の大なる無機塩または／およびほう酸を分散
させたことを特徴とする鉛蓄電池用添加剤。 - 【請求項２】 請求項１において、部分ケン化ポリビニ
ルアルコールの重合度が３０以上、４５０以下である鉛
蓄電池用添加剤。 - 【請求項３】 請求項１ないし請求項２において、部分
ケン化ポリビニルアルコールのケン化度が７０ないし９
０モル％である鉛蓄電池用添加剤。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３において、凝析
力の大なる無機塩が、陽イオンがナトリウムイオン、カ
リウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオンお
よびアルミニウムイオンからなる群の内の少なくとも一
つと、陰イオンが硫酸イオン、亜硫酸イオン、ほう酸イ
オン、炭酸イオンおよび重炭酸イオンからなる群の内の
少なくとも一つとからなる塩である鉛蓄電池用添加剤。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４において、さら
にグリオキザール０．１ないし２重量％を含む鉛蓄電池
用添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059156A JP2000223145A (ja) | 1999-01-31 | 1999-01-31 | 鉛蓄電池用添加剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11059156A JP2000223145A (ja) | 1999-01-31 | 1999-01-31 | 鉛蓄電池用添加剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223145A true JP2000223145A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=13105229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11059156A Pending JP2000223145A (ja) | 1999-01-31 | 1999-01-31 | 鉛蓄電池用添加剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223145A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005089459A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | L'oreal Sa | ２相組成物およびその化粧料としての使用 |
-
1999
- 1999-01-31 JP JP11059156A patent/JP2000223145A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005089459A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | L'oreal Sa | ２相組成物およびその化粧料としての使用 |
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