JP2949839B2 - 負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池 - Google Patents
負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池Info
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- JP2949839B2 JP2949839B2 JP2332500A JP33250090A JP2949839B2 JP 2949839 B2 JP2949839 B2 JP 2949839B2 JP 2332500 A JP2332500 A JP 2332500A JP 33250090 A JP33250090 A JP 33250090A JP 2949839 B2 JP2949839 B2 JP 2949839B2
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- acid battery
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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
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池、とくにその
放電容量の向上に関するものである。
放電容量の向上に関するものである。
従来の技術 鉛蓄電池は二次電池として性能とコストのバランスが
よくとれた電池であり、自動車用のSLI用電源、小型電
子機器や電動車に用いられる移動用電源、あるいはコン
ピューターなどの電源の停電時に作動するバックアップ
用据置き用電源と広く普及している。
よくとれた電池であり、自動車用のSLI用電源、小型電
子機器や電動車に用いられる移動用電源、あるいはコン
ピューターなどの電源の停電時に作動するバックアップ
用据置き用電源と広く普及している。
鉛蓄電池の特長の一つとして補液などのメンテナンス
を不要とする密閉化が可能であることがあげられる。こ
の密閉化の反応は正極表面上で発生した酸素がリテーナ
中を拡散し負極に達し、下式に示すような反応によって
水に還元されると同時に負極からの水素発生も制御され
るため、水の電気分解による電解液減少が低減される。
を不要とする密閉化が可能であることがあげられる。こ
の密閉化の反応は正極表面上で発生した酸素がリテーナ
中を拡散し負極に達し、下式に示すような反応によって
水に還元されると同時に負極からの水素発生も制御され
るため、水の電気分解による電解液減少が低減される。
正極:H2O→1/202＋2H+＋2e 負極:Pb＋1/202→PbO PbO＋H2SO4→PbSO4 PbSO4＋2H+＋2e→Pb＋H2SO4 正極で発生した酸素ガスがいかに効率よく水に還元さ
れるかは、リテーナ中の酸素ガスの透過のしやすさに左
右される。そこで負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池では電
解液量を少なくし酸素ガスがリテーナ中を透過しやすい
ように設計してある。しかし、リテーナ中の電解液が少
なくなると極板中に含まれる電解液も少なくなる。
れるかは、リテーナ中の酸素ガスの透過のしやすさに左
右される。そこで負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池では電
解液量を少なくし酸素ガスがリテーナ中を透過しやすい
ように設計してある。しかし、リテーナ中の電解液が少
なくなると極板中に含まれる電解液も少なくなる。
一方、正極の放電反応は下式に示すようにPbO2とH2SO
4の反応であり、 PbO2＋4H+＋2e＋SO4 2-→PbSO4＋2H2O SO4 2-イオンの移動のしやすさが正極の利用率を向上さ
せるのに重要となり、多くの研究がなされてきた。
4の反応であり、 PbO2＋4H+＋2e＋SO4 2-→PbSO4＋2H2O SO4 2-イオンの移動のしやすさが正極の利用率を向上さ
せるのに重要となり、多くの研究がなされてきた。
また、負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池では、前述のガ
ス吸収反応が負極上で起こるために負極容量のほうが正
極容量よりも大きくなるように正極容量規制の電池設計
がなされている。従って、負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電
池の放電容量を増大させるためには、正極の利用率を向
上させることが最も重要である。
ス吸収反応が負極上で起こるために負極容量のほうが正
極容量よりも大きくなるように正極容量規制の電池設計
がなされている。従って、負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電
池の放電容量を増大させるためには、正極の利用率を向
上させることが最も重要である。
発明が解決しようとする課題 負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池の正極活物質の１時間
率放電による放電前と後の孔径分布を水銀ポロシメータ
ーを用いて測定を行うと第１図に示すような孔径分布の
差が見られた。すなわち、放電によって、おもに0.1〜
１μｍの孔径を有する正極活物質が反応することがわか
る。このことから負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池の正極
利用率を向上させるためには、0.1〜１μｍの孔径を有
する正極活物質を増やせばよいことがわかる。
率放電による放電前と後の孔径分布を水銀ポロシメータ
ーを用いて測定を行うと第１図に示すような孔径分布の
差が見られた。すなわち、放電によって、おもに0.1〜
１μｍの孔径を有する正極活物質が反応することがわか
る。このことから負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池の正極
利用率を向上させるためには、0.1〜１μｍの孔径を有
する正極活物質を増やせばよいことがわかる。
本発明は、この0.1〜１μｍの孔径を有する正極活物
質を選択的に増加させ、負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池
の容量を向上させるものである。
質を選択的に増加させ、負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池
の容量を向上させるものである。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために正極活物質中に金属錫，
錫酸化物、あるいは錫化合物を錫元素のモル数を正極活
物質中の鉛のモル数に対して0.01〜５％添加することに
より0.1〜１μｍの細孔体積を増加させた活物質を負極
ガス吸収式密閉型鉛蓄電池に用いるものであり、正極活
物質中の0.1〜１μｍの細孔体積が全細孔体積の40％以
上にするものである。
錫酸化物、あるいは錫化合物を錫元素のモル数を正極活
物質中の鉛のモル数に対して0.01〜５％添加することに
より0.1〜１μｍの細孔体積を増加させた活物質を負極
ガス吸収式密閉型鉛蓄電池に用いるものであり、正極活
物質中の0.1〜１μｍの細孔体積が全細孔体積の40％以
上にするものである。
作用 表１に正極中に添加したSnSO4の添加量と平均細孔径
の関係を示した。表１によると、SnSO4の添加量が多い
ほど平均細孔径が小さくなり孔径分布が変化しているこ
とがわかる。この効果を鉛蓄電池に適用すれば正極の利
用率の向上に最も効果的な0.1〜１μｍの細孔体積を選
択的に増加させることが可能となる。さらに、SnSO4の
添加量と正極活物質の全細孔体積および0.1〜１μｍの
細孔体積を表２に示した。表２からわかるように、SnSO
4の添加量を変化させることによって0.1〜１μｍの細孔
体積を選択的に増加させることができるので、SO4 2-イ
オンの正極活物質中への拡散性が向上し、電解液が少な
い状態での容量がアップすると考えられる。
の関係を示した。表１によると、SnSO4の添加量が多い
ほど平均細孔径が小さくなり孔径分布が変化しているこ
とがわかる。この効果を鉛蓄電池に適用すれば正極の利
用率の向上に最も効果的な0.1〜１μｍの細孔体積を選
択的に増加させることが可能となる。さらに、SnSO4の
添加量と正極活物質の全細孔体積および0.1〜１μｍの
細孔体積を表２に示した。表２からわかるように、SnSO
4の添加量を変化させることによって0.1〜１μｍの細孔
体積を選択的に増加させることができるので、SO4 2-イ
オンの正極活物質中への拡散性が向上し、電解液が少な
い状態での容量がアップすると考えられる。
実施例 本発明の実施例について以下説明する。
鉛蓄電池製造用の鉛粉に、鉛粉中の鉛のモル数に対し
て錫元素のモル数が０〜７％となるように硫酸第１錫を
添加後、混合した。これに、常法にしたがって水と希硫
酸を滴下しながら連合し、正極用ペーストを作製した。
Pb−Ca−Sn合金正極格子にこのペーストを充填した後、
熟成，乾燥の工程を経て未化成正極を得た。この未化成
正極と従来の未化成負極とをガラス繊維を主成分とする
不織布（リテーナ）を介して対向させた極板群を電槽内
に納め、所定量の電解液を注入した後、化成を行い、容
量2Ah（10時間率）の負極ガス吸収式の密閉型鉛蓄電池
を作製した。
て錫元素のモル数が０〜７％となるように硫酸第１錫を
添加後、混合した。これに、常法にしたがって水と希硫
酸を滴下しながら連合し、正極用ペーストを作製した。
Pb−Ca−Sn合金正極格子にこのペーストを充填した後、
熟成，乾燥の工程を経て未化成正極を得た。この未化成
正極と従来の未化成負極とをガラス繊維を主成分とする
不織布（リテーナ）を介して対向させた極板群を電槽内
に納め、所定量の電解液を注入した後、化成を行い、容
量2Ah（10時間率）の負極ガス吸収式の密閉型鉛蓄電池
を作製した。
これらの電池を充電0.1C（放電容量の120％まで充
電）、放電1C（放電終止電池圧1.60V）の条件でサイク
ル試験を行い、各電池の容量とサイクル寿命（初期容量
の1/2容量に達したサイクル数）を測定した。サイクル
試験中の容量の比較とサイクル寿命を表３に示す。
電）、放電1C（放電終止電池圧1.60V）の条件でサイク
ル試験を行い、各電池の容量とサイクル寿命（初期容量
の1/2容量に達したサイクル数）を測定した。サイクル
試験中の容量の比較とサイクル寿命を表３に示す。
この表３からわかるように、SnSO4を添加すると0.01
％以上の添加率の場合に、放電容量がアップすることが
わかった。しかし、７％まで添加量を増やすと放電容量
の増加傾向が認められなくなり、さらにサイクル寿命も
無添加の場合よりも短くなった。また、0.1〜１μｍの
細孔体積の占有率と放電容量，サイクル寿命の関係を見
ると占有率が40％を越えた場合に、著しく放電容量の増
加が認められた。
％以上の添加率の場合に、放電容量がアップすることが
わかった。しかし、７％まで添加量を増やすと放電容量
の増加傾向が認められなくなり、さらにサイクル寿命も
無添加の場合よりも短くなった。また、0.1〜１μｍの
細孔体積の占有率と放電容量，サイクル寿命の関係を見
ると占有率が40％を越えた場合に、著しく放電容量の増
加が認められた。
なお、上記実施例には、添加物として硫酸第１錫を用
いたが、金属錫，錫酸化物を用いても同様の効果が得ら
れることがわかった。
いたが、金属錫，錫酸化物を用いても同様の効果が得ら
れることがわかった。
発明の効果 以上のように、本発明によれば金属錫，錫酸化物、あ
るいは錫化合物を正極活物質中に添加し、0.1〜１μｍ
の細孔を有する活物質を40％以上とすることにより、放
電容量を増加させることが可能となった。
るいは錫化合物を正極活物質中に添加し、0.1〜１μｍ
の細孔を有する活物質を40％以上とすることにより、放
電容量を増加させることが可能となった。
第１図は正極活物質の放電前と後の孔径分布を表した図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−146254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−161660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−49538（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−304663（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−128367（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/14 - 4/23 H01M 4/56 - 4/57 H01M 4/62 H01M 10/06 - 10/12
Claims (1)
- 【請求項１】金属錫、錫酸化物、あるいは錫化合物に含
有される錫元素のモル数が、鉛蓄電池の正極活物質中の
鉛元素のモル数の0.01〜５％の割合で添加された正極
と、ガラス繊維を主成分とした不織布に電解液を保持さ
せたリテーナと、負極とよりなり、前記正極活物質の0.
1〜１μｍの孔径を有する細孔の体積が全細孔体積の40
％以上である負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332500A JP2949839B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332500A JP2949839B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206165A JPH04206165A (ja) | 1992-07-28 |
| JP2949839B2 true JP2949839B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=18255631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2332500A Expired - Lifetime JP2949839B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 負極ガス吸収式密閉型鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949839B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5211681B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2013-06-12 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池の製造方法 |
| JP6677436B1 (ja) * | 2019-09-26 | 2020-04-08 | 古河電池株式会社 | 鉛蓄電池 |
| JP7287884B2 (ja) * | 2019-11-27 | 2023-06-06 | 古河電池株式会社 | 鉛蓄電池用正極板、鉛蓄電池 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2332500A patent/JP2949839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04206165A (ja) | 1992-07-28 |
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