JP2001043849A

JP2001043849A - 密閉形鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2001043849A
Application number: JP11218548A
Authority: JP
Inventors: Masaya Hazui; 真哉筈井; Hisaaki Takabayashi; 久顯高林
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2001-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】長寿命な密閉形鉛蓄電池を提供する。【解決手段】ペースト式負極板を用いる密閉形鉛蓄電池
において、前記ペースト式負極板の活物質中に、カーボ
ン又はグラファイトを0.4〜4wt.%、珪酸ナトリウム又は
珪酸カリウムを0.001〜0.06wt.%含有させる。また、カ
ーボン又はグラファイトと、珪酸ナトリウム又は珪酸カ
リウムとを含有する負極用ペースト状活物質の密度を3.
6g/cm³以上にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、密閉形鉛蓄電池に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池は安価で信頼性が高いという特
徴を有するため、無停電電源装置用やや自動車用バッテ
リーに広く使用されている。最近、これらに用いられる
鉛蓄電池の長寿命化が強く要求されている。

【０００３】鉛蓄電池を長寿命化するには、負極板の充
電受け入れ性を向上せることにより、負極活物質のサル
フェーションを防止する必要がある。そこで、負極活物
質中にカーボンやグラファイトなどの電気化学的に安定
で、導電性を有する粉末を添加する手法が用いられてい
る。なお、鉛蓄電池用のペースト式負極板は、集電体と
して鉛合金製の格子体を用い、該格子体にペースト状の
活物質を塗着し、熟成・乾燥して作製している。しかし
ながら、前記カーボンやグラファイトなどをペースト状
活物質に添加すると、該ペースト状活物質が非常に硬く
なり、前記格子体への充填が困難になるという問題点が
ある。

【０００４】一方、ペースト状活物質を軟らかくする方
法としては、ペースト状活物質中の水分量を多くするこ
とが容易に考えられる。しかしながら、ペースト状活物
質中の水分量を多くすると、単位体積あたりに充填され
る活物質量が減少するため、負極板の容量が低下する。
その結果、正極板容量とのバランスがくずれることや、
ガス吸収反応が充分に行われないために電解液量が減少
して、鉛蓄電池は短期間に寿命に至るという問題点が認
められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、カー
ボンやグラファイトを含有し、水分量が少なく、格子体
への塗着が容易な負極用ペースト状活物質を用いること
によって、長寿命な鉛蓄電池を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、第一の発明は、鉛合金製の集電体にペースト状
活物質を充填して作製するペースト式負極板を用いる密
閉形鉛蓄電池において、前記ペースト式負極板の活物質
中に、カーボン又はグラファイトを0.4〜4wt.%、珪酸ナ
トリウム又は珪酸カリウムを0.001〜0.06wt.%含有する
ことを特徴とし、第二の発明は、前記ペースト状活物質
の密度が、3.6g/cm³以上であることを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】１．負極ペースト状活物質の作製一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛粉、リグニン粉末、硫酸バ
リウム粉末、カーボン粉末、比重が1.26の希硫酸、水を
加えて混練し、負極用のペースト状活物質を作製して用
いた。この負極用のペースト状活物質に、本発明では、
後述する量の珪酸ナトリウムを添加して再び混練する。
そして、ＪＩＳ規格の針入度測定装置（離合社（株）
製）を用いて、それぞれの負極用ペースト状活物質につ
いて針入度の測定を行い、その硬さについて評価した。

【０００８】２．鉛蓄電池の作製作製した負極用ペースト状活物質を、^w108mm × ¹125mm
× ^t2.2mmの鉛−カルシウム合金製の格子体に充填し、
40℃、湿度95wt.%の大気中で24h熟成・乾燥させて未化
成の負極板を作製した。一方、正極板として従来の手法
で作製したものを用いた。

【０００９】作製した負極板11枚と正極板10枚とを、ガ
ラス繊維製のリテーナを介して積層し、極板群を組み立
て、それをＡＢＳ製の電槽に組み込み、比重が1.30（20
℃）の希硫酸電解液を注入する。その後、充電量が250
%、化成時間が48ｈ、周囲温度が25℃の条件で電槽化成
して、100Ah-2Vの密閉形鉛蓄電池を作製した。

【００１０】３．密閉形鉛蓄電池の初期試験及び寿命試
験条件作製した密閉形鉛蓄電池は、10Aで放電（30℃、放電終
止電圧：1.8V）して、初期の放電容量を測定する。初期
の放電容量を測定した密閉形鉛蓄電池は、30℃で定格容
量の70%を放電し、その放電量の110%を充電するパター
ンでサイクル寿命試験を行った。500サイクル経過後の
電池について、10Aで放電（30℃、放電終止電圧：1.8
V）して放電容量を測定した。そして、初期の放電容量
と500サイクル目の放電容量との比率（以下、500サイク
ル目容量比率（％）と呼ぶ）を比較した。

【００１１】

【実施例】（実施例１）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛粉
3kgに、リグニン粉末を0.4wt.%、硫酸バリウム粉末を１
wt.%、カーボン粉末を１wt.%、比重が1.26の希硫酸を30
0g、水を200g加えて混練し、負極用ペースト状活物質を
作製した。この負極用のペースト状活物質に珪酸ナトリ
ウムを、それぞれ0.001wt.%、0.005wt.%、0.01wt.%、0.
03wt.%、0.05wt.%、0.06wt.%、0.1wt.%添加して混練
し、負極用ペースト状活物質を作製した。

【００１２】（比較例１）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛
粉3kgに、リグニン粉末を0.4wt.%、硫酸バリウム粉末を
１wt.%、カーボン粉末を１wt.%、比重が1.26の希硫酸を
300g、水を200g加えて混練し、珪酸ナトリウムを含まな
い負極用ペースト状活物質を作製した。

【００１３】上記（実施例１）と（比較例１）の負極用
ペースト状活物質について、針入度を測定した結果を図
１に示す。負極用ペースト状活物質は、最初は珪酸ナト
リウム添加量が多くなるに従って針入度が増加する傾向
を示すものの、0.02〜0.03wt.%付近でピークとなり、そ
れ以上を添加すると針入度が逆に減少する傾向が見られ
た。現行のペースト状活物質の塗着設備では、針入度と
して80 × 10^-1mm以上であれば格子体への塗着が可能で
あるため、珪酸ナトリウムの添加量は0.001〜0.06wt.%
の範囲が好ましい。

【００１４】（比較例２）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛
粉を3kgに対して、珪酸ナトリウムを0.01wt.%、リグニ
ン粉末を0.4 wt.%、硫酸バリウムを１wt.%、カーボンを
0.2wt.%、比重1.260の希硫酸を300g、水を150g加えて混
練し、針入度が130 × 10^-1mmの負極用のペースト状活
物質を作製した。この負極用のペースト状活物質を用い
て、上記した手法で密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験
をした。

【００１５】（実施例２）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛
粉を3kgに対して、珪酸ナトリウムを0.01wt.%、リグニ
ン粉末を0.4 wt.%、硫酸バリウムを１wt.%、カーボンを
0.4wt.%、比重1.260の希硫酸を300g、水を165g加えて混
練し、針入度が130 × 10^-1mmの負極用のペースト状活
物質を作製した。この負極用のペースト状活物質を用い
て、上記した手法で密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験
をした。

【００１６】（実施例３）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛
粉を3kgに対して、珪酸ナトリウムを0.02wt.%、リグニ
ン粉末を0.4 wt.%、硫酸バリウムを１wt.%、カーボンを
1.0wt.%、比重1.260の希硫酸を300g、水を200g加えて混
練し、針入度が130 × 10^-1mmの負極用のペースト状活
物質を作製した。この負極用のペースト状活物質を用い
て、上記した手法で密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験
をした。

【００１７】（実施例４）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛
粉を3kgに対して、珪酸ナトリウムを0.01wt.%、リグニ
ン粉末を0.4 wt.%、硫酸バリウムを１wt.%、カーボンを
4.0wt.%、比重1.260の希硫酸を300g、水を400g加えて混
練し、針入度が130 × 10^-1mmの負極用のペースト状活
物質を作製した。この負極用のペースト状活物質を用い
て、上記した手法で密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験
をした。

【００１８】（比較例３）一酸化鉛を70〜80wt.%含む鉛
粉を3kgに対して、珪酸ナトリウムを0.01wt.%、リグニ
ン粉末を0.4 wt.%、硫酸バリウムを１wt.%、カーボンを
6.0wt.%、比重1.260の希硫酸を300g、水を430g加えて混
練し、針入度が130 × 10^-1mmの負極用のペースト状活
物質を作製した。この負極用のペースト状活物質を用い
て、上記した手法で密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験
をした。

【００１９】（比較例４）負極に珪酸ナトリウムを含ま
ない密閉形鉛蓄電池を作製した。すなわち、一酸化鉛を
70〜80wt.%含む鉛粉を3kgに対して、リグニン粉末を0.4
wt.%、硫酸バリウムを１wt.%、カーボンを1.0wt.%、比
重1.260の希硫酸300gと水を310g加えて混練し、針入度
が130 × 10^-1mmの負極用のペースト状活物質を作製し
た。この負極用のペースト状活物質を用いて、上記した
手法で密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験をした。

【００２０】上記の手法で実施した結果を、表１に示
す。表１より、本発明を用いた（実施例３）は（比較例
４）に比べて、カーボン量と針入度が同程度であるにも
かかわらず、水分量を減らすことができ、負極活物質密
度が大きく、500サイクル目容量比率(%)を高くできる。
また、負極活物質中のカーボン量が0.4〜4wt.%、負極活
物質密度が3.6g/cm³以上のものが長寿命であることがわ
かる。なお、本実施例では、珪酸ナトリウムを使用した
場合を示したが、珪酸カリウムを使用した場合において
も同様の効果が認められた。また、カーボンの代わり
に、グラファイトを用いた場合でも同様の傾向を示し
た。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明を用いると、水分量が少なくても
負極用ペースト状活物質の針入度を高くできる。したが
って、単位体積あたりの負極活物質の密度を高くするこ
とができ、密閉形鉛蓄電池のサイクル寿命性能が向上す
る点において優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】珪酸ナトリウム添加量と針入度との関係であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉛合金製の集電体にペースト状活物質を充
填して作製するペースト式負極板を用いる密閉形鉛蓄電
池において、前記ペースト式負極板の活物質中に、カー
ボン又はグラファイトを0.4〜4wt.%、珪酸ナトリウム又
は珪酸カリウムを0.001〜0.06wt.%含有することを特徴
とする密閉形鉛蓄電池。
【請求項２】前記ペースト状活物質の密度が、3.6g/cm³
以上であることを特徴とする請求項１記載の密閉形鉛蓄
電池。