JP2001068117A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- 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
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】小形・軽量であるとともに、長寿命で、高率放
電特性に優れた鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】正極用集電体に鉛−カルシウム−錫合金を
用い、前記正極用集用電体の厚みを3mm以下にし、前記
正極用集用電体の縦内骨1は、厚み方向6の寸法に対する
幅方向の寸法7の比率を2.0以上にする。そして、正極用
集電体の体積とペースト式正極板の体積との比率を0.25
以上にし、電槽化成後における正極活物質層の多孔度を
60〜70%にする。
電特性に優れた鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】正極用集電体に鉛−カルシウム−錫合金を
用い、前記正極用集用電体の厚みを3mm以下にし、前記
正極用集用電体の縦内骨1は、厚み方向6の寸法に対する
幅方向の寸法7の比率を2.0以上にする。そして、正極用
集電体の体積とペースト式正極板の体積との比率を0.25
以上にし、電槽化成後における正極活物質層の多孔度を
60〜70%にする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池に関する
ものである。
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、無停電電源装置や自動車用などに広く
使用されている。最近、これらに使用される鉛蓄電池
は、小形・軽量であるとともに、長寿命であり、高率放
電特性に優れていることが強く要求されている。
徴を有するため、無停電電源装置や自動車用などに広く
使用されている。最近、これらに使用される鉛蓄電池
は、小形・軽量であるとともに、長寿命であり、高率放
電特性に優れていることが強く要求されている。
【０００３】鉛蓄電池の主な寿命の要因は、ペースト式
正極板に用いる集電体の腐食によるものである。すなわ
ち、正極用の集電体が腐食すると、ペースト式正極板に
伸びが発生して負極板とショートしたり、内部抵抗が増
加したり、活物質が脱落して放電容量が低下するなどの
問題点がある。
正極板に用いる集電体の腐食によるものである。すなわ
ち、正極用の集電体が腐食すると、ペースト式正極板に
伸びが発生して負極板とショートしたり、内部抵抗が増
加したり、活物質が脱落して放電容量が低下するなどの
問題点がある。
【０００４】正極用集電体の耐食性を向上させる手法と
して、使用する鉛合金組成の最適化が検討されている。
しかしながら、この方法を用いても正極用集電体の大幅
な耐腐食性能の向上は得られていないのが現状である。
して、使用する鉛合金組成の最適化が検討されている。
しかしながら、この方法を用いても正極用集電体の大幅
な耐腐食性能の向上は得られていないのが現状である。
【０００５】正極用集電体の耐食性を向上させる手法と
して、正極用集電体を形成する骨格を太くして、腐食を
進みにくくさせる手法も検討されてきた。しかしなが
ら、前記骨格を太くすると、鉛蓄電池の重量が重くなる
ことや、充填される活物質量が少なくなるために放電容
量が低下するという問題点がある。
して、正極用集電体を形成する骨格を太くして、腐食を
進みにくくさせる手法も検討されてきた。しかしなが
ら、前記骨格を太くすると、鉛蓄電池の重量が重くなる
ことや、充填される活物質量が少なくなるために放電容
量が低下するという問題点がある。
【０００６】一方、鉛蓄電池を小型・軽量化するには、
正極用活物質の利用率を高くする手法がある。そして、
正極用活物質の利用率を高くするには、使用する電極板
を薄型化する手法が有効である。しかしながら、電極板
を薄型化するには正極用の集電体を薄くする必要があ
る。その結果、正極用の集電体が腐食しやすくなり、寿
命が短くなるという問題点がある。
正極用活物質の利用率を高くする手法がある。そして、
正極用活物質の利用率を高くするには、使用する電極板
を薄型化する手法が有効である。しかしながら、電極板
を薄型化するには正極用の集電体を薄くする必要があ
る。その結果、正極用の集電体が腐食しやすくなり、寿
命が短くなるという問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した課題
を解決するものであり、小形・軽量であるとともに、長
寿命で、高率放電特性に優れた鉛蓄電池を提供するもの
である。
を解決するものであり、小形・軽量であるとともに、長
寿命で、高率放電特性に優れた鉛蓄電池を提供するもの
である。
【０００８】
【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、第一の発明は、正極用集電体に鉛−カルシウム−
錫合金を用い、ペースト状活物質を充填して作成するペ
ースト式正極板を用いた鉛蓄電池において、前記正極用
集電体は、厚み方向の寸法が3mm以下であり、前記正極
用集電体の縦内骨は、厚み方向の寸法に対する幅方向の
寸法の比率が2.0以上であることを特徴とし、第二の発
明は、前記ペースト式正極板の体積に対する、前記正極
用集電体の体積の比率が、0.25以上であることを特徴と
し、第三の発明は、電槽化成後における、前記ペースト
式正極板の活物質層の多孔度が、60〜70%であることを
特徴としている。
ため、第一の発明は、正極用集電体に鉛−カルシウム−
錫合金を用い、ペースト状活物質を充填して作成するペ
ースト式正極板を用いた鉛蓄電池において、前記正極用
集電体は、厚み方向の寸法が3mm以下であり、前記正極
用集電体の縦内骨は、厚み方向の寸法に対する幅方向の
寸法の比率が2.0以上であることを特徴とし、第二の発
明は、前記ペースト式正極板の体積に対する、前記正極
用集電体の体積の比率が、0.25以上であることを特徴と
し、第三の発明は、電槽化成後における、前記ペースト
式正極板の活物質層の多孔度が、60〜70%であることを
特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】正極用集電体として、鉛−カルシ
ウム−錫合金を用いて密閉形鉛蓄電池を作成した。以下
に、本発明の実施の形態を説明する。
ウム−錫合金を用いて密閉形鉛蓄電池を作成した。以下
に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】１．正極用集電体の作製 カルシウム量が0.09wt.%、錫量が1.2wt.%、残部が鉛か
らなる組成の鉛合金を使用した。後述する彫り込み形状
の異なる各種の鋳型を180℃〜200℃にあらかじめ加熱し
ておき、約500℃の溶融した前記鉛合金を前記鋳型に流
し込んで凝固させた後、離型して、図１に示す形状をし
た正極用集電体を作製する。正極用集電体は、上部には
耳部5が形成され、長辺8の方向に平行な縦内骨1と縦枠
骨3、短辺9の方向に平行な横内骨2と横枠骨4で形成され
ている。
らなる組成の鉛合金を使用した。後述する彫り込み形状
の異なる各種の鋳型を180℃〜200℃にあらかじめ加熱し
ておき、約500℃の溶融した前記鉛合金を前記鋳型に流
し込んで凝固させた後、離型して、図１に示す形状をし
た正極用集電体を作製する。正極用集電体は、上部には
耳部5が形成され、長辺8の方向に平行な縦内骨1と縦枠
骨3、短辺9の方向に平行な横内骨2と横枠骨4で形成され
ている。
【００１１】２．正極板及び密閉形鉛蓄電池の作製 一酸化鉛を主成分とする鉛粉と、希硫酸とを混練して正
極用のペースト状活物質を作製する。なお、後述するよ
うに、このペースト状活物質に適量のシリカ(SiO2)を添
加することにより、正極活物質層の多孔度を変えて実験
した。前記ペースト状活物質を、後述する各種の正極用
集電体の厚みよりも約0.1mm厚くなるように充填し、40
℃、相対湿度95%以上の環境で40時間熟成した後、60℃
で10時間乾燥して未化成のペースト式正極板を得た。な
お、使用した正極用集電体の寸法は、w140×h240mmであ
る。
極用のペースト状活物質を作製する。なお、後述するよ
うに、このペースト状活物質に適量のシリカ(SiO2)を添
加することにより、正極活物質層の多孔度を変えて実験
した。前記ペースト状活物質を、後述する各種の正極用
集電体の厚みよりも約0.1mm厚くなるように充填し、40
℃、相対湿度95%以上の環境で40時間熟成した後、60℃
で10時間乾燥して未化成のペースト式正極板を得た。な
お、使用した正極用集電体の寸法は、w140×h240mmであ
る。
【００１２】作製したペースト式正極板と、従来から使
用していたペースト式負極板とを、ガラス繊維製のリテ
ーナを介して組み合わせて積層して極板群を作製する。
前記極板群を電槽に挿入し、電解液を注液した後、電槽
化成をして密閉し、体積が約６リットルで2V-200Ah（公
称容量；ただし、10時間率容量）の密閉形鉛蓄電池を作
製した。なお、ペースト式正極板の活物質層の多孔度
は、電槽化成後に密閉形鉛蓄電池を解体して測定した。
用していたペースト式負極板とを、ガラス繊維製のリテ
ーナを介して組み合わせて積層して極板群を作製する。
前記極板群を電槽に挿入し、電解液を注液した後、電槽
化成をして密閉し、体積が約６リットルで2V-200Ah（公
称容量；ただし、10時間率容量）の密閉形鉛蓄電池を作
製した。なお、ペースト式正極板の活物質層の多孔度
は、電槽化成後に密閉形鉛蓄電池を解体して測定した。
【００１３】３．初期の放電試験 電槽化成した密閉形鉛蓄電池は、満充電した後、25℃、
200A(1CA)の定電流で放電して（放電終止電圧：1.6
V）、初期の高率放電容量を測定した。
200A(1CA)の定電流で放電して（放電終止電圧：1.6
V）、初期の高率放電容量を測定した。
【００１４】４．寿命試験 初期の高率放電試験をした密閉形鉛蓄電池は、満充電し
た後、25℃、32A(0.16CA)の定電流で放電して（放電終
止電圧：1.75V）、初期の低率放電容量を測定した。そ
して、60℃の環境下において、2.23Vの定電圧で連続的
に過充電し、30日毎に、25℃で32A(0.16CA) の定電流で
放電して（放電終止電圧：1.75V）して放電容量を確認
する。そして、前記した過充電試験後の放電容量と、初
期の低率放電容量との比率を比較し（以下、容量比と呼
ぶ）、該容量比が50%以下となった時点を寿命とした。
た後、25℃、32A(0.16CA)の定電流で放電して（放電終
止電圧：1.75V）、初期の低率放電容量を測定した。そ
して、60℃の環境下において、2.23Vの定電圧で連続的
に過充電し、30日毎に、25℃で32A(0.16CA) の定電流で
放電して（放電終止電圧：1.75V）して放電容量を確認
する。そして、前記した過充電試験後の放電容量と、初
期の低率放電容量との比率を比較し（以下、容量比と呼
ぶ）、該容量比が50%以下となった時点を寿命とした。
【００１５】
【実施例】（実施例１〜３；比較例１、２）正極用集電
体の厚み方向6の寸法を、それぞれ1、2、3、4、5mmとし
た。そして、縦内骨1の幅方向7の寸法と厚み方向6の寸
法との比率（以下、（幅／厚み）比率と呼ぶ）を2.0に
した。すなわち、縦内骨1の断面を略菱形にした正極用
集電体を用いた（図１）。その他の密閉形鉛蓄電池の作
製条件や試験条件は上記したものである。
体の厚み方向6の寸法を、それぞれ1、2、3、4、5mmとし
た。そして、縦内骨1の幅方向7の寸法と厚み方向6の寸
法との比率（以下、（幅／厚み）比率と呼ぶ）を2.0に
した。すなわち、縦内骨1の断面を略菱形にした正極用
集電体を用いた（図１）。その他の密閉形鉛蓄電池の作
製条件や試験条件は上記したものである。
【００１６】作製した各種密閉形鉛蓄電池を、200A(1C
A)の定電流で高率放電したときの放電容量を表１に示
す。正極用集電体の厚みが3mm以下のところで、放電容
量が高いことがわかる。
A)の定電流で高率放電したときの放電容量を表１に示
す。正極用集電体の厚みが3mm以下のところで、放電容
量が高いことがわかる。
【００１７】
【表１】
【００１８】（実施例１、４；比較例３〜５）正極用集
電体の厚み方向6の寸法を3mmとした。そして、（幅／厚
み）比率が、0.5〜2.5である正極用集電体を用いて密閉
形鉛蓄電池を作製して寿命試験をした。その他の密閉形
鉛蓄電池の作製条件や試験条件は、上記したものであ
る。
電体の厚み方向6の寸法を3mmとした。そして、（幅／厚
み）比率が、0.5〜2.5である正極用集電体を用いて密閉
形鉛蓄電池を作製して寿命試験をした。その他の密閉形
鉛蓄電池の作製条件や試験条件は、上記したものであ
る。
【００１９】これらの密閉形鉛蓄電池の寿命試験結果を
表２に示す。（幅／厚み）比率が、2.0を超えると、密
閉形鉛蓄電池の寿命が長く、好ましいことがわかる。
表２に示す。（幅／厚み）比率が、2.0を超えると、密
閉形鉛蓄電池の寿命が長く、好ましいことがわかる。
【００２０】
【表２】
【００２１】（実施例１、５〜８）正極用集電体の厚み
方向6の寸法を3mm、（幅／厚み）比率が２で、横内骨2
の断面積を変えて実験した。すなわち、ペースト式正極
板の体積に対する、正極用集電体の体積比率（以下、
（集電体体積／正極板体積）比率と呼ぶ）が、0.15〜0.
35となる密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験をした。そ
の他の密閉形鉛蓄電池の作製条件や試験条件は、上記し
たものである。
方向6の寸法を3mm、（幅／厚み）比率が２で、横内骨2
の断面積を変えて実験した。すなわち、ペースト式正極
板の体積に対する、正極用集電体の体積比率（以下、
（集電体体積／正極板体積）比率と呼ぶ）が、0.15〜0.
35となる密閉形鉛蓄電池を作製して寿命試験をした。そ
の他の密閉形鉛蓄電池の作製条件や試験条件は、上記し
たものである。
【００２２】これらの密閉形鉛蓄電池の寿命試験結果を
表３に示す。（集電体体積／正極板体積）比率が、0.25
以上のところで密閉形鉛蓄電池の寿命が長く、好ましい
ことがわかる。
表３に示す。（集電体体積／正極板体積）比率が、0.25
以上のところで密閉形鉛蓄電池の寿命が長く、好ましい
ことがわかる。
【００２３】
【表３】
【００２４】（実施例１、９〜１４）正極用集電体の厚
み方向6の寸法を3mm、（幅／厚み）比率が２、（集電体
体積／極板体積）比率が0.25の、（実施例１）で使用し
た正極用集電体を用いた。
み方向6の寸法を3mm、（幅／厚み）比率が２、（集電体
体積／極板体積）比率が0.25の、（実施例１）で使用し
た正極用集電体を用いた。
【００２５】上記した正極用のペースト状活物質に、平
均粒子径が10〜20nmのSiO2の粉末粒子を添加し、適量の
水を加えて混練する。なお、SiO2の粉末粒子は、前記一
酸化鉛を主成分とする鉛粉重量に対して、表４に示す仕
様で添加した。このペースト状活物質を前記した正極用
集電体に充填して、未化成のペースト式正極板を作製す
る。このようにして作成したペースト式正極板を用い
て、密閉形鉛蓄電池を作製して高率放電試験（200A(1C
A)）をした。その他の密閉形鉛蓄電池の作製条件や試験
条件は、上記したものである。
均粒子径が10〜20nmのSiO2の粉末粒子を添加し、適量の
水を加えて混練する。なお、SiO2の粉末粒子は、前記一
酸化鉛を主成分とする鉛粉重量に対して、表４に示す仕
様で添加した。このペースト状活物質を前記した正極用
集電体に充填して、未化成のペースト式正極板を作製す
る。このようにして作成したペースト式正極板を用い
て、密閉形鉛蓄電池を作製して高率放電試験（200A(1C
A)）をした。その他の密閉形鉛蓄電池の作製条件や試験
条件は、上記したものである。
【００２６】作製した密閉形鉛蓄電池の高率放電試験結
果を表４に示す。正極活物質層の多孔度が、60〜70%の
領域での高率放電容量が高く優れている。
果を表４に示す。正極活物質層の多孔度が、60〜70%の
領域での高率放電容量が高く優れている。
【００２７】
【表４】
【００２８】
【発明の効果】上述したように、本発明の正極用集電体
を用いると、小形・軽量であるとともに、長寿命であ
り、かつ高率放電特性に優れた鉛蓄電池を提供すること
ができるため工業上優れたものである。
を用いると、小形・軽量であるとともに、長寿命であ
り、かつ高率放電特性に優れた鉛蓄電池を提供すること
ができるため工業上優れたものである。
【図１】正極用集電体の概略図を示す。
１：縦内骨、 ２：横内骨、 ３：縦枠骨、 ４：横枠
骨、 ５：耳部、６：厚み方向、 ７：幅方向
骨、 ５：耳部、６：厚み方向、 ７：幅方向
Claims (3)
- 【請求項１】正極用集電体に鉛−カルシウム−錫合金を
用い、ペースト状活物質を充填して作成するペースト式
正極板を用いた鉛蓄電池において、前記正極用集電体
は、厚み方向の寸法が3mm以下であり、前記正極用集電
体の縦内骨は、厚み方向の寸法に対する幅方向の寸法の
比率が2.0以上であることを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】前記ペースト式正極板の体積に対する、前
記正極用集電体の体積の比率が、0.25以上であることを
特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項３】電槽化成後における、前記ペースト式正極
板の活物質層の多孔度が、60〜70%であることを特徴と
する鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23838099A JP2001068117A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23838099A JP2001068117A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068117A true JP2001068117A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17029338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23838099A Pending JP2001068117A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068117A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009170234A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 制御弁式鉛蓄電池 |
| JP2013206839A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2014239027A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-12-18 | 株式会社Ｇｓユアサ | 制御弁式鉛蓄電池 |
| JP7219366B1 (ja) | 2020-08-05 | 2023-02-07 | 古河電池株式会社 | 液式鉛蓄電池 |
| JP7562981B2 (ja) | 2020-04-14 | 2024-10-08 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池用正極集電体および鉛蓄電池 |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP23838099A patent/JP2001068117A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009170234A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 制御弁式鉛蓄電池 |
| JP2013206839A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2014239027A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-12-18 | 株式会社Ｇｓユアサ | 制御弁式鉛蓄電池 |
| JP7562981B2 (ja) | 2020-04-14 | 2024-10-08 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池用正極集電体および鉛蓄電池 |
| JP7219366B1 (ja) | 2020-08-05 | 2023-02-07 | 古河電池株式会社 | 液式鉛蓄電池 |
| JP2023022290A (ja) * | 2020-08-05 | 2023-02-14 | 古河電池株式会社 | 液式鉛蓄電池 |
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