JP2003132879A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP2003132879A JP2003132879A JP2001322844A JP2001322844A JP2003132879A JP 2003132879 A JP2003132879 A JP 2003132879A JP 2001322844 A JP2001322844 A JP 2001322844A JP 2001322844 A JP2001322844 A JP 2001322844A JP 2003132879 A JP2003132879 A JP 2003132879A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛蓄電池の寿命を左右する正極板の劣化を改
善し、正極板の初期性能と寿命性能の両方を改善した液
式またはシール型鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 本発明の鉛蓄電池は、硫酸鉛からなる多
孔質の粒子が添加された活物質を有する正極板を用いた
ことを特徴とするものである。本発明の活物質に添加す
る多孔質の粒子の寸法は正極板厚みの１／１０以上、正
極板の厚み以下とすることが好ましく、また、正極活物
質に添加する多孔質の粒子として増粘剤を含む粒子を採
用することが好ましい。更に、正極活物質に添加する多
孔質の粒子の見掛け密度を３．５ｇ／ｃｃ以下とすると
良い。
善し、正極板の初期性能と寿命性能の両方を改善した液
式またはシール型鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 本発明の鉛蓄電池は、硫酸鉛からなる多
孔質の粒子が添加された活物質を有する正極板を用いた
ことを特徴とするものである。本発明の活物質に添加す
る多孔質の粒子の寸法は正極板厚みの１／１０以上、正
極板の厚み以下とすることが好ましく、また、正極活物
質に添加する多孔質の粒子として増粘剤を含む粒子を採
用することが好ましい。更に、正極活物質に添加する多
孔質の粒子の見掛け密度を３．５ｇ／ｃｃ以下とすると
良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用あるいは据
え置き用の液式又はシール型の鉛蓄電池に関ものであ
る。
え置き用の液式又はシール型の鉛蓄電池に関ものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に鉛蓄電池は正極板の劣化によって
寿命が尽きる場合が多く、この寿命性能を改善するため
に、正極板の厚みを厚くしたり、正極板を構成するペー
ストの密度を高くする方法が取られている。しかし、こ
のようにすると鉛蓄電池の初期性能が悪くなり、初期性
能、寿命性能ともに良好な鉛蓄電池を得ることは困難と
なる。
寿命が尽きる場合が多く、この寿命性能を改善するため
に、正極板の厚みを厚くしたり、正極板を構成するペー
ストの密度を高くする方法が取られている。しかし、こ
のようにすると鉛蓄電池の初期性能が悪くなり、初期性
能、寿命性能ともに良好な鉛蓄電池を得ることは困難と
なる。
【０００３】この問題を解決するために、正極板を構成
するペースト中に異方性黒鉛を添加することが提案され
（特公昭６３−５７９１２、特公昭６３−５７９１４、
特開昭６０−８９０７１、特開昭６０−２４９２４８、
特開昭６１−１７６０６２、特開昭６２−１１３３６
１、特開平４−１３７３６７、特開平８−３７００
８）、また、正極板を構成するペースト中に多孔性のシ
リカを添加し（特開昭５７−１６２２６０、特開平４−
５６０６５）、あるいは微細孔を有する耐酸性合成繊維
を添加する（特開平５−１９８２９９）等の提案がなさ
れている。
するペースト中に異方性黒鉛を添加することが提案され
（特公昭６３−５７９１２、特公昭６３−５７９１４、
特開昭６０−８９０７１、特開昭６０−２４９２４８、
特開昭６１−１７６０６２、特開昭６２−１１３３６
１、特開平４−１３７３６７、特開平８−３７００
８）、また、正極板を構成するペースト中に多孔性のシ
リカを添加し（特開昭５７−１６２２６０、特開平４−
５６０６５）、あるいは微細孔を有する耐酸性合成繊維
を添加する（特開平５−１９８２９９）等の提案がなさ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記正極板を構成する
ペースト中に異方性黒鉛を添加する方法は、この物質が
硫酸中で膨張する性質と充電中に酸化して消失する性質
を利用して、極板内部に細孔を形成することを目的とし
ているが、物質が硫酸中で膨張する性質は、同時に極板
の破壊を伴うため、十分な寿命性能を確保することがで
きず、また、添加する異方性黒鉛自体は活物質として作
用しないため、容量密度が低下する致命的な欠点を有し
ている。
ペースト中に異方性黒鉛を添加する方法は、この物質が
硫酸中で膨張する性質と充電中に酸化して消失する性質
を利用して、極板内部に細孔を形成することを目的とし
ているが、物質が硫酸中で膨張する性質は、同時に極板
の破壊を伴うため、十分な寿命性能を確保することがで
きず、また、添加する異方性黒鉛自体は活物質として作
用しないため、容量密度が低下する致命的な欠点を有し
ている。
【０００５】また、多孔性のシリカや微細孔を有する耐
酸性合成繊維の添加も上記異方性黒鉛を添加する方法と
その目的は同様であるが、これらの添加物質自体も活物
質として作用しないため、容量密度が低下する欠点を有
している。本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、
鉛蓄電池の初期性能と寿命性能を両立させるとともに電
池性能を大幅に改善した液式或いはシール式蓄電池を提
供するものである。
酸性合成繊維の添加も上記異方性黒鉛を添加する方法と
その目的は同様であるが、これらの添加物質自体も活物
質として作用しないため、容量密度が低下する欠点を有
している。本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、
鉛蓄電池の初期性能と寿命性能を両立させるとともに電
池性能を大幅に改善した液式或いはシール式蓄電池を提
供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明の鉛蓄電池は、硫酸鉛からなる多
孔質の粒子が添加された活物質を有する正極板を用いた
ことを特徴とするものである。
の手段として、本発明の鉛蓄電池は、硫酸鉛からなる多
孔質の粒子が添加された活物質を有する正極板を用いた
ことを特徴とするものである。
【０００７】本発明の正極を構成する活物質に添加する
多孔質の粒子の寸法は正極板厚みの１／１０以上で正極
板の厚み以下とすることが好ましい。
多孔質の粒子の寸法は正極板厚みの１／１０以上で正極
板の厚み以下とすることが好ましい。
【０００８】また、正極を構成する活物質に添加する多
孔質の粒子として増粘剤を含む粒子を採用することが好
ましい。
孔質の粒子として増粘剤を含む粒子を採用することが好
ましい。
【０００９】更に、正極を構成する活物質に添加する多
孔質の粒子の見掛け密度を３．５ｇ／ｃｃ以下とすると
良い。
孔質の粒子の見掛け密度を３．５ｇ／ｃｃ以下とすると
良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を詳細に説
明する。本発明は正極板を構成する正極活物質内に硫酸
鉛からなる多孔質粒子を添加する。正極を構成する活物
質に硫酸鉛からなる多孔質粒子を添加するには、ペース
ト状の活物質に粒子を練り込むことにより容易に添加す
ることができる。この硫酸鉛からなる多孔質粒子は硬
く、従ってペーストを基板に塗布する時は、ペーストを
高密度に充填することが可能である。また、化成時の充
電で他の活物質と同様に酸化されて活物質化し、元々多
孔質であるため、周囲の活物質よりも大きな空隙を形成
することができる。この様にペースト状の活物質に硬い
多孔質粒子を練り込むことにより、多孔質粒子からなる
空隙部分と高密度部分とがバランス良く形成されること
となり、電解液の供給がスムーズとなり、初期性能と高
密度化による寿命性能が両立した鉛蓄電池とすることが
できる。
明する。本発明は正極板を構成する正極活物質内に硫酸
鉛からなる多孔質粒子を添加する。正極を構成する活物
質に硫酸鉛からなる多孔質粒子を添加するには、ペース
ト状の活物質に粒子を練り込むことにより容易に添加す
ることができる。この硫酸鉛からなる多孔質粒子は硬
く、従ってペーストを基板に塗布する時は、ペーストを
高密度に充填することが可能である。また、化成時の充
電で他の活物質と同様に酸化されて活物質化し、元々多
孔質であるため、周囲の活物質よりも大きな空隙を形成
することができる。この様にペースト状の活物質に硬い
多孔質粒子を練り込むことにより、多孔質粒子からなる
空隙部分と高密度部分とがバランス良く形成されること
となり、電解液の供給がスムーズとなり、初期性能と高
密度化による寿命性能が両立した鉛蓄電池とすることが
できる。
【００１１】粒子のサイズは極板厚みの１／１０未満で
は空隙形成の効果が少なく、また極板厚みより大きいと
極板から突起状にはみ出し、製造上不都合であるため、
粒子のサイズは極板厚みの１／１０以上、極板の厚み以
下とすることが好ましい。粒子の見掛け密度は周囲の緻
密な活物質層よりも低ければ良いが、３．５ｇ／ｃｃ以
下であると多孔質粒子としての効果が顕著となるため、
粒子の見掛け密度は３．５ｇ／ｃｃ以下とすると良い。
は空隙形成の効果が少なく、また極板厚みより大きいと
極板から突起状にはみ出し、製造上不都合であるため、
粒子のサイズは極板厚みの１／１０以上、極板の厚み以
下とすることが好ましい。粒子の見掛け密度は周囲の緻
密な活物質層よりも低ければ良いが、３．５ｇ／ｃｃ以
下であると多孔質粒子としての効果が顕著となるため、
粒子の見掛け密度は３．５ｇ／ｃｃ以下とすると良い。
【００１２】増粘剤としては、カルボキシメチルセルロ
ース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）等が用いられ、これを０．０１％
〜１％の水溶液に調整して硫酸鉛粉末と混練しスラリー
状にして、これを乾燥して粉砕するか、スラリーをスプ
レードライすることで球状に成形する。成形された硫酸
鉛の粒子は、乾燥により水分が蒸発することで、簡単に
多孔質の粒子が形成される。
ース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）等が用いられ、これを０．０１％
〜１％の水溶液に調整して硫酸鉛粉末と混練しスラリー
状にして、これを乾燥して粉砕するか、スラリーをスプ
レードライすることで球状に成形する。成形された硫酸
鉛の粒子は、乾燥により水分が蒸発することで、簡単に
多孔質の粒子が形成される。
【００１３】又、硫酸鉛からなる多孔質粒子は、硫酸鉛
の粉末を溶媒と共にスラリー状にし、スプレイドライす
ることにより、球状又はこれに類する形状の粒子を容易
に製造することができる。しかし、その他の方法として
バルクを粗粉砕する等の機械的な方法で不定形な粒子を
得ることもできる。粒子の形状は正極板の性能に大きな
影響はないが、ペースト法で調製する上では、球状、又
はこれに類する形状が望ましい。
の粉末を溶媒と共にスラリー状にし、スプレイドライす
ることにより、球状又はこれに類する形状の粒子を容易
に製造することができる。しかし、その他の方法として
バルクを粗粉砕する等の機械的な方法で不定形な粒子を
得ることもできる。粒子の形状は正極板の性能に大きな
影響はないが、ペースト法で調製する上では、球状、又
はこれに類する形状が望ましい。
【００１４】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。 実施例１ 市販の硫酸鉛粉末（平均粒径１μｍ）１００重量部に３
％メチルセルロース水溶液２０重量部を加えて混練し、
スラリー状（ペースト状）にした。このスラリーをスプ
レイドライによって平均粒径０．２ｍｍの多孔質の球状
粒子とした。この粒子の見掛け密度は約２．５ｇ／ｃｃ
である。
する。 実施例１ 市販の硫酸鉛粉末（平均粒径１μｍ）１００重量部に３
％メチルセルロース水溶液２０重量部を加えて混練し、
スラリー状（ペースト状）にした。このスラリーをスプ
レイドライによって平均粒径０．２ｍｍの多孔質の球状
粒子とした。この粒子の見掛け密度は約２．５ｇ／ｃｃ
である。
【００１５】上記粒子を５重量部、酸化鉛を９５重量
部、イオン交換水を１０重量部、比重１．２７の硫酸を
１０重量部混練して正極板用ペーストを製造した。この
ペーストのカップ密度は約１５０ｇ／２ｉｎ３であっ
た。このペーストをカルシウム合金からなる鋳造基板に
充填し、４０℃、湿度９５％の雰囲気で２４時間熟成
し、その後乾燥して厚さ１．３ｍｍの未化成正極板とし
た。この未化成正極板に公知の方法で製造した負極板と
ガラスリテーナマットセパレータを組み合わせ、比重
１．２８０の希硫酸を加えて電槽化成を行い、３６Ｖの
シール型鉛蓄電池を製造した。この電池の５時間率容量
は２０Ａｈであった。次いで、作成した電池の初期性能
と寿命性能を評価した。
部、イオン交換水を１０重量部、比重１．２７の硫酸を
１０重量部混練して正極板用ペーストを製造した。この
ペーストのカップ密度は約１５０ｇ／２ｉｎ３であっ
た。このペーストをカルシウム合金からなる鋳造基板に
充填し、４０℃、湿度９５％の雰囲気で２４時間熟成
し、その後乾燥して厚さ１．３ｍｍの未化成正極板とし
た。この未化成正極板に公知の方法で製造した負極板と
ガラスリテーナマットセパレータを組み合わせ、比重
１．２８０の希硫酸を加えて電槽化成を行い、３６Ｖの
シール型鉛蓄電池を製造した。この電池の５時間率容量
は２０Ａｈであった。次いで、作成した電池の初期性能
と寿命性能を評価した。
【００１６】初期性能の評価は、製作した電池を２５℃
において５時間率の電流で放電容量の１２０％まで充電
し、その後周囲温度−１５℃で１６時間放置した。次
に、その温度で３００Ａ放電を行い、５秒目の電圧を測
定し、初期性能の評価とした。結果を表１に示した。
において５時間率の電流で放電容量の１２０％まで充電
し、その後周囲温度−１５℃で１６時間放置した。次
に、その温度で３００Ａ放電を行い、５秒目の電圧を測
定し、初期性能の評価とした。結果を表１に示した。
【００１７】寿命性能の評価は、製作した電池を２５℃
において５時間率の電流で放電容量の１２０％まで充電
し、次に、サイクル寿命試験として、周囲温度６０℃、
５０Ａで５５秒間の放電、次いで１００Ａで５秒間の判
定放電を行い、その後上限電流５０Ａ、上限電圧４２Ｖ
で定電流・定電圧充電を１２０秒間行い、判定電圧が２
７Ｖを下回った時点を寿命とした。結果を表１に併せて
示した。
において５時間率の電流で放電容量の１２０％まで充電
し、次に、サイクル寿命試験として、周囲温度６０℃、
５０Ａで５５秒間の放電、次いで１００Ａで５秒間の判
定放電を行い、その後上限電流５０Ａ、上限電圧４２Ｖ
で定電流・定電圧充電を１２０秒間行い、判定電圧が２
７Ｖを下回った時点を寿命とした。結果を表１に併せて
示した。
【００１８】実施例２
実施例１で作成した多孔質粒子１０重量部、酸化鉛９０
重量部、イオン交換水１３重量部、比重１．２７の硫酸
７重量部を混練して正極板用ペーストを製造した。この
ペーストのカップ密度は約１４８ｇ／２ｉｎ３であっ
た。このペーストをカルシウム合金からなる鋳造基板に
充填し、４０℃、湿度９５％の雰囲気で２４時間熟成
し、その後乾燥して厚さ１．３ｍｍの未化成正極板とし
た。この未化成正極板に公知の方法で製造した負極板と
ガラスリテーナマットセパレータを組み合わせ、比重
１．２８０の希硫酸を加えて電槽化成を行い、３６Ｖの
シール型鉛蓄電池を製造した。この電池の５時間率容量
は２０Ａｈであった。次いで、作成した電池の初期性能
と寿命性能を評価した。評価条件は実施例１と同様であ
る。結果を表１に併記した。
重量部、イオン交換水１３重量部、比重１．２７の硫酸
７重量部を混練して正極板用ペーストを製造した。この
ペーストのカップ密度は約１４８ｇ／２ｉｎ３であっ
た。このペーストをカルシウム合金からなる鋳造基板に
充填し、４０℃、湿度９５％の雰囲気で２４時間熟成
し、その後乾燥して厚さ１．３ｍｍの未化成正極板とし
た。この未化成正極板に公知の方法で製造した負極板と
ガラスリテーナマットセパレータを組み合わせ、比重
１．２８０の希硫酸を加えて電槽化成を行い、３６Ｖの
シール型鉛蓄電池を製造した。この電池の５時間率容量
は２０Ａｈであった。次いで、作成した電池の初期性能
と寿命性能を評価した。評価条件は実施例１と同様であ
る。結果を表１に併記した。
【００１９】比較例１
酸化鉛１００重量部、イオン交換水１０重量部、比重
１．２７の硫酸１０重量部を混練して高密度の正極用ペ
ーストを製造した。このペーストのカップ密度は約１５
３ｇ／２ｉｎ３であった。このペーストを用いて実施例
１と同様に電池を作成し、同様の評価を実施した。その
結果を表１に併記する。
１．２７の硫酸１０重量部を混練して高密度の正極用ペ
ーストを製造した。このペーストのカップ密度は約１５
３ｇ／２ｉｎ３であった。このペーストを用いて実施例
１と同様に電池を作成し、同様の評価を実施した。その
結果を表１に併記する。
【００２０】
表 １
初期性能 寿命性能
実施例１ ２９．５Ｖ ５２０００サイクル
実施例２ ３０．５Ｖ ５１０００サイクル
比較例１ ２７．５Ｖ ５００００サイクル
【００２１】表１から明らかなように、本発明の実施例
１、２では多孔質の硫酸鉛粒子を添加したことにより、
多孔質粒子からなる空隙部分と酸化鉛からなる高密度部
分とがバランス良く形成されることにより、正極板にお
いて電解液の供給がスムーズとなり、初期性能と高密度
化による寿命性能が両立した鉛蓄電池となり、初期性
能、寿命ともに比較例より優れ、初期性能、寿命ともに
優れた鉛蓄電池が製造できた。
１、２では多孔質の硫酸鉛粒子を添加したことにより、
多孔質粒子からなる空隙部分と酸化鉛からなる高密度部
分とがバランス良く形成されることにより、正極板にお
いて電解液の供給がスムーズとなり、初期性能と高密度
化による寿命性能が両立した鉛蓄電池となり、初期性
能、寿命ともに比較例より優れ、初期性能、寿命ともに
優れた鉛蓄電池が製造できた。
【００２２】
【発明の効果】本発明は硫酸鉛からなる多孔質の粒子が
添加された活物質を有する正極板を用いたことを特徴と
する鉛蓄電池であり、上述したように、鉛蓄電池として
初期性能と寿命性能を両立させて従来のこの種電池より
優れた性能を有し、従って、工業的に優れた効果を発揮
するものである。
添加された活物質を有する正極板を用いたことを特徴と
する鉛蓄電池であり、上述したように、鉛蓄電池として
初期性能と寿命性能を両立させて従来のこの種電池より
優れた性能を有し、従って、工業的に優れた効果を発揮
するものである。
フロントページの続き
(72)発明者 曽我部 幸蔵
福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−６
古河電池株式会社いわき事業所内
Ｆターム(参考） 5H050 AA02 AA07 BA10 CA06 EA23
FA13 HA04 HA08
Claims (4)
- 【請求項１】 硫酸鉛からなる多孔質の粒子が添加され
た活物質を有する正極板を用いたことを特徴とする鉛蓄
電池。 - 【請求項２】 多孔質の粒子の寸法が正極板厚みの１／
１０以上、正極板の厚み以下であることを特徴とする請
求項１記載の鉛蓄電池。 - 【請求項３】 多孔質の粒子が増粘剤を含むことを特徴
とする請求項１または２に記載の鉛蓄電池。 - 【請求項４】 多孔質の粒子の見掛け密度が３．５ｇ／
ｃｃ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001322844A JP2003132879A (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001322844A JP2003132879A (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003132879A true JP2003132879A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=19139817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001322844A Pending JP2003132879A (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003132879A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006303395A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Nippon Zeon Co Ltd | 電気化学素子電極用複合粒子の製造方法 |
-
2001
- 2001-10-19 JP JP2001322844A patent/JP2003132879A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006303395A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Nippon Zeon Co Ltd | 電気化学素子電極用複合粒子の製造方法 |
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