JP2002075339A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP2002075339A JP2002075339A JP2000258030A JP2000258030A JP2002075339A JP 2002075339 A JP2002075339 A JP 2002075339A JP 2000258030 A JP2000258030 A JP 2000258030A JP 2000258030 A JP2000258030 A JP 2000258030A JP 2002075339 A JP2002075339 A JP 2002075339A
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】正極板の活物質利用率を向上させ、なおかつ寿
命性能やメンテナンス特性が低下しない鉛蓄電池を提供
する。 【解決手段】正極活物質に硫酸ジルコニウム、ケイ酸ジ
ルコニウム及び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくと
も一種を添加した正極板を用いたことを特徴とする鉛蓄
電池とする。
命性能やメンテナンス特性が低下しない鉛蓄電池を提供
する。 【解決手段】正極活物質に硫酸ジルコニウム、ケイ酸ジ
ルコニウム及び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくと
も一種を添加した正極板を用いたことを特徴とする鉛蓄
電池とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池は安価で性能も安定しているこ
とから、自動車用をはじめ、UPSなどのバックアップ電
源など幅広い分野で用いられている。しかし、ニッケル
水素電池やリチウムイオン電池などと比較してエネルギ
ー密度が低いという欠点があった。この原因のひとつに
正極活物質の利用率が低いことがあり、活物質の利用率
向上が望まれている。
とから、自動車用をはじめ、UPSなどのバックアップ電
源など幅広い分野で用いられている。しかし、ニッケル
水素電池やリチウムイオン電池などと比較してエネルギ
ー密度が低いという欠点があった。この原因のひとつに
正極活物質の利用率が低いことがあり、活物質の利用率
向上が望まれている。
【０００３】このため従来から、活物質に様々な添加剤
を加えることによって利用率の向上が試みられてきた。
例えば、特開昭６１−１７１０６２号などに記載されて
いるように正極活物質に黒鉛（炭素系添加剤）を添加し
たり、特開平０４−１４７５８号や特開平０３−２７６
５６１号などに記載されているように、Ｓｎ化合物、Ｓ
ｂ化合物などを活物質に添加し、活物質導電性向上、活
物質表面積増大、活物質中の細孔をコントロールするな
どして活物質利用率を向上させていた。
を加えることによって利用率の向上が試みられてきた。
例えば、特開昭６１−１７１０６２号などに記載されて
いるように正極活物質に黒鉛（炭素系添加剤）を添加し
たり、特開平０４−１４７５８号や特開平０３−２７６
５６１号などに記載されているように、Ｓｎ化合物、Ｓ
ｂ化合物などを活物質に添加し、活物質導電性向上、活
物質表面積増大、活物質中の細孔をコントロールするな
どして活物質利用率を向上させていた。
【０００４】また上記とは別に、特開平２−６８８５７
号には、リン酸ジルコニウムを添加した鉛粉を用いて調
整した鉛蓄電池用ペーストを、所定のリン酸誘導体を含
む希硫酸中で化成後、リン酸中に浸漬することにより、
正極活物質中にＺｒＰを存在させ放電容量が大きい長寿
命の鉛蓄電池を提供する技術も知られていた。
号には、リン酸ジルコニウムを添加した鉛粉を用いて調
整した鉛蓄電池用ペーストを、所定のリン酸誘導体を含
む希硫酸中で化成後、リン酸中に浸漬することにより、
正極活物質中にＺｒＰを存在させ放電容量が大きい長寿
命の鉛蓄電池を提供する技術も知られていた。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】しかし、黒鉛、Ｓｎ化
合物、Ｓｂ化合物などを活物質に添加する従来技術では
正極活物質の利用率が向上しても、活物質の軟化や脱落
が促進されて寿命性能が低下したり、水素発生過電圧の
小さい添加元素が負極板に析出して減液が多くなるため
密閉化・メンテナンスフリー化に適さないという問題が
あった。
合物、Ｓｂ化合物などを活物質に添加する従来技術では
正極活物質の利用率が向上しても、活物質の軟化や脱落
が促進されて寿命性能が低下したり、水素発生過電圧の
小さい添加元素が負極板に析出して減液が多くなるため
密閉化・メンテナンスフリー化に適さないという問題が
あった。
【０００６】また、リン酸ジルコニウムを用い正極活物
質中にＺｒＰを存在させる技術には、製造工程が煩雑に
なるという課題や、正極板の活物質利用率を向上や寿命
性能改善が不十分という課題があった。
質中にＺｒＰを存在させる技術には、製造工程が煩雑に
なるという課題や、正極板の活物質利用率を向上や寿命
性能改善が不十分という課題があった。
【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、正極
板の活物質利用率を向上させ、なおかつ寿命性能やメン
テナンス特性が低下しない鉛蓄電池を提供することを目
的とするものである。
板の活物質利用率を向上させ、なおかつ寿命性能やメン
テナンス特性が低下しない鉛蓄電池を提供することを目
的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
正極活物質に硫酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム及
び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくとも一種を添加
した正極板を用いた鉛蓄電池である。
正極活物質に硫酸ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム及
び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくとも一種を添加
した正極板を用いた鉛蓄電池である。
【０００９】請求項２記載の発明は、正極活物質に対す
るジルコニウム化合物の添加量が０．１〜５wt％である
ことを特徴とする、請求項１記載の鉛蓄電池である。
るジルコニウム化合物の添加量が０．１〜５wt％である
ことを特徴とする、請求項１記載の鉛蓄電池である。
【００１０】尚、本発明は、特開昭５９―１１２５７０
号に開示されているところの正極表面を酸化ジルコニウ
ムで覆う技術、及び、特開昭５０―１６０７４５に開示
されているところの格子体表面を酸化ジルコニウムで覆
う技術とは構成が全く異なるものである。
号に開示されているところの正極表面を酸化ジルコニウ
ムで覆う技術、及び、特開昭５０―１６０７４５に開示
されているところの格子体表面を酸化ジルコニウムで覆
う技術とは構成が全く異なるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明にかかる正極板は、例え
ば、活物質である鉛粉とこれらジルコニウム化合物粉末
とを混合し、定法に従ってペーストを作製し格子体に充
填することにより得ることができる。
ば、活物質である鉛粉とこれらジルコニウム化合物粉末
とを混合し、定法に従ってペーストを作製し格子体に充
填することにより得ることができる。
【００１２】これらジルコニウム化合物を添加すること
によってなぜ正極活物質の利用率が向上するのかという
理由についてはまだ明らかではないが、添加したジルコ
ニウムが正極活物質の充放電生成物であるPbO2やPbSO4
の結晶内に不規則的に取り込まれることによってPbO2お
よびPbSO4の結晶構造に歪みを生じ、結晶の発達が阻害
され活物質の粗大化を抑制し、もって反応性に優れた活
物質を形成・維持することで利用率向上および寿命性能
の向上が実現されるのではないかと推察される。
によってなぜ正極活物質の利用率が向上するのかという
理由についてはまだ明らかではないが、添加したジルコ
ニウムが正極活物質の充放電生成物であるPbO2やPbSO4
の結晶内に不規則的に取り込まれることによってPbO2お
よびPbSO4の結晶構造に歪みを生じ、結晶の発達が阻害
され活物質の粗大化を抑制し、もって反応性に優れた活
物質を形成・維持することで利用率向上および寿命性能
の向上が実現されるのではないかと推察される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。
【００１４】まず、鉛粉に各種ジルコニウム化合物を１
wt％添加し、ついで所定量の水と希硫酸を添加、混合し
て正極板用ペーストをそれぞれ調製した。これを格子体
からなる集電体に充填して正極板を得た。また比較とし
て、ジルコニウム化合物無添加のペースト、黒鉛を１wt
％添加したペースト、硫酸スズを２wt％添加したペース
トを調製し、同様に格子体に充填して正極板を得た。
wt％添加し、ついで所定量の水と希硫酸を添加、混合し
て正極板用ペーストをそれぞれ調製した。これを格子体
からなる集電体に充填して正極板を得た。また比較とし
て、ジルコニウム化合物無添加のペースト、黒鉛を１wt
％添加したペースト、硫酸スズを２wt％添加したペース
トを調製し、同様に格子体に充填して正極板を得た。
【００１５】次に鉛粉にリグニンおよびバリウム化合
物、所定量の水と希硫酸を添加混合して得られた負極板
用ペーストを調製し格子体に充填して負極板を得た。
物、所定量の水と希硫酸を添加混合して得られた負極板
用ペーストを調製し格子体に充填して負極板を得た。
【００１６】これらの各正極板４枚と負極板５枚および
ガラス繊維セパレータを用いて２Ｖ−６Ａｈの密閉形鉛
蓄電池をそれぞれ作製した。これらの鉛蓄電池に希硫酸
を注液し、電槽化成をおこなった後、放電電流０．１Ｃ
Ａ（０．６Ａ）および１ＣＡ（６Ａ）での容量試験に供
した。各鉛蓄電池の一覧及び試験結果を図３に示す。
ガラス繊維セパレータを用いて２Ｖ−６Ａｈの密閉形鉛
蓄電池をそれぞれ作製した。これらの鉛蓄電池に希硫酸
を注液し、電槽化成をおこなった後、放電電流０．１Ｃ
Ａ（０．６Ａ）および１ＣＡ（６Ａ）での容量試験に供
した。各鉛蓄電池の一覧及び試験結果を図３に示す。
【００１７】各種ジルコニウム化合物を添加した電池
（Ａ〜Ｃ）では、無添加品（Ｄ）よりもローレート放電
で約１０％、ハイレート放電では２０％以上の容量が増
大し、利用率が向上した。
（Ａ〜Ｃ）では、無添加品（Ｄ）よりもローレート放電
で約１０％、ハイレート放電では２０％以上の容量が増
大し、利用率が向上した。
【００１８】さらに、各鉛蓄電池を寿命試験に供した。
寿命試験は４０℃で１／３ＣＡ電流（２Ａ）で定格容量
の５０％を放電した後、定電流で放電電気量の１２０％
を充電するという条件でおこなった。１００サイクル毎
におこなった０．１ＣＡ（０．６Ａ）容量試験の結果を
図２に示す。
寿命試験は４０℃で１／３ＣＡ電流（２Ａ）で定格容量
の５０％を放電した後、定電流で放電電気量の１２０％
を充電するという条件でおこなった。１００サイクル毎
におこなった０．１ＣＡ（０．６Ａ）容量試験の結果を
図２に示す。
【００１９】無添加品（Ｄ）は約５００サイクルで定格
容量の５０％（３Ａｈ）まで低下した。それに対して、
正極活物質に各種ジルコニウム化合物を添加したものは
非常に良好な寿命推移を示した。また、寿命試験中の電
池の減液量を図４に示す。硫酸スズを添加した電池
（Ｆ）の減液量は無添加品（Ｄ）の約２倍と多かったの
に対して、各種ジルコニウム化合物を添加した電池（Ａ
〜Ｃ）は減液量が少なく、密閉化・メンテナンス特性に
も優れていた。硫酸スズを添加した電池よりも減液量を
抑えることができ密閉化・メンテナンス特性に優れる理
由については、ジルコニウムがスズよりも水素過電圧が
大きく、負極板に析出した際にも水素発生（水の分解）
を促進することがないためと考えられる。
容量の５０％（３Ａｈ）まで低下した。それに対して、
正極活物質に各種ジルコニウム化合物を添加したものは
非常に良好な寿命推移を示した。また、寿命試験中の電
池の減液量を図４に示す。硫酸スズを添加した電池
（Ｆ）の減液量は無添加品（Ｄ）の約２倍と多かったの
に対して、各種ジルコニウム化合物を添加した電池（Ａ
〜Ｃ）は減液量が少なく、密閉化・メンテナンス特性に
も優れていた。硫酸スズを添加した電池よりも減液量を
抑えることができ密閉化・メンテナンス特性に優れる理
由については、ジルコニウムがスズよりも水素過電圧が
大きく、負極板に析出した際にも水素発生（水の分解）
を促進することがないためと考えられる。
【００２０】これらの試験結果から、ジルコニウム化合
物を添加したもの（Ａ〜Ｃ）は、無添加品（Ｄ）や黒鉛
添加（Ｅ）や硫酸スズ添加（Ｆ）よりも総合的に優れて
いることがわかる。
物を添加したもの（Ａ〜Ｃ）は、無添加品（Ｄ）や黒鉛
添加（Ｅ）や硫酸スズ添加（Ｆ）よりも総合的に優れて
いることがわかる。
【００２１】尚、上記実施例では硫酸ジルコニウム、ケ
イ酸ジルコニウム及び酸化ジルコニウムをそれぞれ単独
に添加したが、これらを２種または３種組み合わせて添
加しても同様の効果がある。無論、これらの塩と黒鉛等
とを共存させてもよい。さらに、添加量に関し、上記実
施例では鉛粉に対して１wt％であるが、これに限定され
るものではない。しかし０．１wt％以下ではその効果が
十分とは言えず、また５wt％以上では重量効率等の面か
ら不適となるので、０．１〜５wt％が好ましい。
イ酸ジルコニウム及び酸化ジルコニウムをそれぞれ単独
に添加したが、これらを２種または３種組み合わせて添
加しても同様の効果がある。無論、これらの塩と黒鉛等
とを共存させてもよい。さらに、添加量に関し、上記実
施例では鉛粉に対して１wt％であるが、これに限定され
るものではない。しかし０．１wt％以下ではその効果が
十分とは言えず、また５wt％以上では重量効率等の面か
ら不適となるので、０．１〜５wt％が好ましい。
【００２２】本実施例では密閉形の鉛蓄電池について述
べたが、液式鉛蓄電池やクラッド式鉛蓄電池などに適用
した場合においても、本実施例と同様の効果が得られ
た。
べたが、液式鉛蓄電池やクラッド式鉛蓄電池などに適用
した場合においても、本実施例と同様の効果が得られ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば正
極板の活物質利用率を向上させ、なおかつ寿命性能やメ
ンテナンス特性が低下しないという利点をもつ鉛蓄電池
が提供される。
極板の活物質利用率を向上させ、なおかつ寿命性能やメ
ンテナンス特性が低下しないという利点をもつ鉛蓄電池
が提供される。
【図１】容量試験結果を示す図である。
【図２】寿命試験結果を示す図である。
【図３】蓄電池の一覧及び試験結果を示す図である。
【図４】減液量を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】正極活物質に硫酸ジルコニウム、ケイ酸ジ
ルコニウム及び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくと
も一種を添加した正極板を用いたことを特徴とする鉛蓄
電池。 - 【請求項２】正極活物質に対するジルコニウム化合物の
添加量が０．１〜５wt％であることを特徴とする、請求
項１記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258030A JP2002075339A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000258030A JP2002075339A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075339A true JP2002075339A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18746398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000258030A Pending JP2002075339A (ja) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002075339A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109269931A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-25 | 超威电源有限公司 | 一种铅酸蓄电池活性物质中酸利用率的测试方法 |
-
2000
- 2000-08-28 JP JP2000258030A patent/JP2002075339A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109269931A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-25 | 超威电源有限公司 | 一种铅酸蓄电池活性物质中酸利用率的测试方法 |
| CN109269931B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-11-20 | 超威电源集团有限公司 | 一种铅酸蓄电池活性物质中酸利用率的测试方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |