JP2932491B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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JP2932491B2
JP2932491B2 JP1083496A JP8349689A JP2932491B2 JP 2932491 B2 JP2932491 B2 JP 2932491B2 JP 1083496 A JP1083496 A JP 1083496A JP 8349689 A JP8349689 A JP 8349689A JP 2932491 B2 JP2932491 B2 JP 2932491B2
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幸治 大坪
隆生 尾崎
安平 坂田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、充電時に正極から発生する酸素ガスを負極
で吸収する、いわゆる負極吸収式鉛蓄電池の改良に関す
るものである。
従来の技術 負極吸収式鉛蓄電池は、充電時あるいは自己放電時に
正極から発生する酸素ガスを負極活物質である金属鉛に
吸収させ、ガス発生による電池内圧の上昇を防止すると
ともに、電解液の減少を抑える機能を有している。この
機能を達成するため従来から鉛蓄電池に使用されていた
鉛−アンチモン系の合金と比較して、水素過電圧が高
く、電池を充電した時電解液中の水分解が起こりにく
く、添加した元素が負極に移動して自己放電を起こすこ
とがない、という特徴を有する鉛−カルシウム系合金、
例えば鉛−カルシウム−スズ合金が使用されるようにな
った。
このように負極吸収式鉛蓄電池は使用時に電解液の減
少が少ないため、面倒な補水作業が不要となり、蓄電池
を密閉化できるようになった。さらに密閉化することに
より、使用中に有害なガスを蓄電池外に排出することが
なくなり、室内においても手軽に蓄電池を使用できるよ
うになった。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の負極吸収式鉛蓄電池を使用中、
特にスタンバイ使用など常時充電されているような使用
状況の中で、負極極柱、負極格子体、負極格子耳部、あ
るいは負極極板群接合部において、急激な腐食が進行
し、上記部材の一部が破断する現象があった。負極吸収
式鉛蓄電池内は、使用時においては常に正極から発生す
る酸素ガスが充満した状態にある。従って酸素ガスを吸
収する機能をもたせた負極活物質はもちろん、負極格子
体、負極極板群接合部及び極柱も常に酸素に暴露されて
おり、このために負極部材の腐食、破断が起こるものと
想定される。この想定に基づき、種種検討が行われてき
たが、はっきりとした原因を特定するには至っていな
い。
従来の負極吸収式鉛蓄電池で、スタンバイ使用中に負
極部材の腐食が進行し、部材の破断に至った蓄電池を詳
細に解析したところ、腐食を受けた箇所、部分において
は腐食を受けなかった箇所に比べて、意図して添加して
はいないアンチモンが多く含まれていることがわかっ
た。さらに、アンチモンの量が増えるに従い、腐食量は
加速的に増え、従来は微量として特に影響がないとされ
てきたアンチモンの量を管理することが、負極部材の腐
食を防止するために重要であることがわかった。
特に鉛−カルシウム系合金を使用する場合、アンチモ
ンはカルシウムと金属間化合物を作り、結晶粒界表面に
存在して腐食を受けやすくなるため、アンチモンの量を
ごく微量の範囲に管理しておく必要があることがわかっ
た。
課題を解決するための手段 そこで本発明は鉛−スズ系合金を使用する場合、アン
チモンはスズと容易にまざりやすいこと及びアンチモン
はスズと分離しにくい性格を有しているためスズ系合金
中には比較的多量のアンチモンを含みやすい、またスズ
とアンチモンが混在すると負極部材の腐食が特に激しく
なることがわかった。
そこで電池系内にアンチモンを添加せず極板耳部を含
む負極格子体、極板群接合部及び極柱のいずれか、ある
いは全てが鉛−スズ系合金から成る負極吸収式の鉛蓄電
池において、上記部材を構成する鉛−スズ系合金のアン
チモン含有量を20ppm以下とするものである。
作用 負極格子体、極板群接合部及び極柱を構成する鉛合金
中に不純物として含まれるアンチモン量を20ppm以下に
抑えることにより、負極吸収式鉛蓄電池使用中の過酷な
酸素雰囲気にあっても、これら部材は腐食を受けにく
く、破断に至ることはない。従って負極吸収式鉛蓄電池
の信頼性を著しく向上することができる。
実施例 以下、本発明の実施例を説明する。
負極吸収式鉛蓄電池の構成を第1図に示す。図中1は
負極極板群接合部、2は負極格子体、3は極板耳部、4
は負極極柱、5は正極板、6はU字状のセパレータであ
る。
アンチモン量を削減した場合の効果を明らかにするた
め、負極極板群接合部1を構成する鉛−カルシウム系合
金中に含まれるアンチモンの量を150ppm,50ppm,30ppm,2
0ppm,5ppmと変えて、この部分が腐食によって破断する
までの時間を測定した。試験には電圧12V,容量24Ahの負
極吸収式鉛蓄電池を使用し、13.8Vの定電圧充電を行い
ながら、1カ月毎に蓄電池容量(A)及び内部抵抗
(B)の変化を測定した。なお、雰囲気温度は40℃であ
る。
上記の結果を第2図A,Bに示す。
第2図からわかるとおり、内部抵抗の急激な上昇が、
アンチモン量150ppmでは1カ月で、50ppmでは3カ月
で、30ppmでは6カ月で起きている。これらの蓄電池を
分解して内部抵抗上昇の原因を調べたところ、負極極板
群接合部の腐食による破断であった。
しかしながら20ppm,5ppmでは18カ月を経過した段階で
も急激な内部抵抗の上昇は見られない。ただ容量は低下
しており、その原因を調べたところ、正極格子体の伸び
による短絡が原因であり、負極極板群接合部には腐食破
断は見られなかった。
また、鉛−スズ系合金におけるアンチモンの含有量を
規制することでの効果を明らかにするため、負極極板群
接合部1の鉛−スズ系合金中に含まれるアンチモンの量
を150ppm,50ppm,30ppm,20ppm,5ppmと変えて、この部分
が腐食によって破断するまでの時間を測定した。試験に
は前記実施例と同様電圧12V,容量24Ahの負極吸収式鉛蓄
電池を使用し、13.8Vの定電圧充電を行いながら、1カ
月毎に蓄電池容量及び内部抵抗の変化を測定した。な
お、雰囲気温度は40℃である。
上記の結果を第3図A,Bに示す。
第3図からわかるとおり、内部抵抗の急激な上昇が、
アンチモン量150ppmでは1カ月で、50ppmでは3カ月
で、30ppmでは6カ月で起きている。これらの蓄電池を
分解して内部抵抗上昇の原因を調べたところ、負極極板
群接合部の腐食による破断であった。
しかしながらアンチモン含有量が20ppm,5ppmでは18カ
月を経過した段階でも急激な内部抵抗の上昇は見られな
い。ただ容量は低下しており、その原因を調べたところ
正極格子体の伸びによる短絡が原因であり、負極極板群
接合部には何ら腐食破断は見られなかった。
発明の効果 本発明による負極吸収式鉛蓄電池は、負極格子体、極
板群接合部及び極柱を構成する鉛合金に20ppmをこえる
アンチモンを含まないため、蓄電池使用中に上記部材が
腐食、破断することがなく、また負極吸収式蓄電池にと
って最も重要な機能である電解液の減少、自己放電量も
少なくできる。これらによって負極吸収式鉛蓄電池の信
頼性を著しく向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例による負極吸収式鉛蓄電池の一
部断面図であり、第2図A,Bおよび第3図A,Bは、それぞ
れアンチモン量を削減した場合の効果および本発明の効
果を確認するために行った40℃雰囲気における連続充電
試験の結果を示す図である。 1……極板群接合部、2……負極格子体、3……極板耳
部、4……極柱、5……正極板、6……セパレータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 貞夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−165956(JP,A) 特開 昭60−257065(JP,A) 特開 昭62−177868(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負極の格子体、負極の極板群接合部及び負
    極の極柱が鉛−スズ系合金から成り、正極から発生する
    酸素ガスを負極で吸収する鉛蓄電池において、前記鉛−
    スズ系合金のアンチモン含有量が20ppm以下であること
    を特徴とする鉛蓄電池。
JP1083496A 1989-03-31 1989-03-31 鉛蓄電池 Expired - Lifetime JP2932491B2 (ja)

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