JP5783170B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
測定に用いる比表面積計では、吸着占有面積のわかったガス分子を試料に吸着させ、その吸着量(V)と相対圧力(P/Po)の関係を測定する。測定したVとP/Poより、式(2)の左辺とP/Poをプロットする。ここで、勾配をsとし、式(2)より式(3)を導く。
切片をiとすると、切片i、勾配sは、それぞれ式(4)、式(5)の通りとなる。式(4)及び式(5)を変形すると、それぞれ式(6)及び式(7)となり、単分子層吸着量Vmを求める式(8)が得られる。
すなわち、ある相対圧力P/Poにおける吸着量Vを数点測定し、プロットの傾きと切片を求めると、単分子層吸着量Vmが求まる。試料の全表面積Stotal は式(9)で求められ、比表面積Sは全表面積Stotal より式(10)で求められる。
次のようにして未化成の正極板を作製した。酸化鉛を主成分とする原料鉛粉1.0kgに対して、カットファイバ(ポリエチレンテレフタレートの短繊維、以下同じ。)を0.1質量%添加し、混練機にて混合した。次に、原料鉛粉とカットファイバとの混合物に水と比重1.26(20℃換算)の希硫酸とを滴下して混練し、水分含有量14質量%、硫酸鉛含有量15質量%のペースト状正極活物質を調製した。このペースト状の正極活物質を、鉛−カルシウム系合金の格子体からなる集電体に、1枚当たり67kg充填した後、温度50℃、湿度95%の雰囲気で18時間熟成させた。その後、集電体に充填された正極活物質を、温度60℃で16時間乾燥させて、未化成の正極板を作製した。
次のようにして未化成の負極板を作製した。有機添加剤として、前記(化1)の構造式で示される(a)ビスフェノールスルホン酸ポリマ(分子量:1.5万〜2.0万、化合物中のイオウ含有量:6〜10質量%)を準備した。酸化鉛を主成分とする原料鉛粉1.0kgに対して、上記(a)のビスフェノールスルホン酸ポリマを0.2質量%配合して混合した。この混合物に、原料鉛粉1.0kgに対して、重油を原料としたカーボンブラック粉末(比表面積260m2/g)1.0質量%、硫酸バリウム粉末2.0質量%、カットファイバ0.1質量%を添加し、混練機にて混合して上記の各種配合材を原料鉛粉中に分散させた。このようにして得られた混合物に水と希硫酸(比重1.26、20℃換算)を滴下して混練し、水分含有量12質量%、硫酸鉛含有量13質量%のペースト状負極活物質を調製した。このペースト状負極活物質を鉛−カルシウム系合金の格子体からなる集電体に充填した後、温度50℃、湿度95%の雰囲気で18時間の間熟成させた。その後、集電体に充填した負極活物質を乾燥させて、未化成の負極板を作製した。負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物及び炭素質導電材を異ならせて、以下に示す負極板A,B,Cを作成した。
負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物として、前記[化2]に示したリグニンスルホン酸ナトリウムを主成分とするものを選択し、炭素質導電材として、重油を原料としたカーボンブラック(比表面積260m2/g)を用い、その添加量を活物質100質量部に対し0.2質量部とした。上記有機化合物とカーボンブラックとを添加した負極活物質をエキスパンド式集電体に充填して負極板Aを作成した。
負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物として[化1]に示したビスフェノールA・アミノベンゼンスルホン酸ナトリウム塩のホルムアルデヒド縮合物(分子量1.7万〜2.0万,化合物中のイオウ含有量は6〜11質量%)を主成分とするものを選択し、カーボンブラックの添加量を活物質100質量部に対し質0.2量部とした。上記有機化合物とカーボンブラックとを添加した負極活物質をエキスパンド式集電体に充填して負極板Bを作成した。
負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物として、[化1]に示したビスフェノールA・アミノベンゼンスルホン酸ナトリウム塩のホルムアルデヒド縮合物(分子量1.7万〜2.0万,化合物中のイオウ含有量は6〜11質量%)を主成分とするものを選択し、炭素質導電材として、鱗片状黒鉛(粒径180μm)を用い、その添加量を活物質100質量部に対し2質量部とした。上記有機化合物とカーボンブラックとを添加した負極活物質をエキスパンド式集電体に充填して負極板Cを作成した。
この違いは、炭素質導電材の抵抗値がカーボンブラックよりも鱗片状黒鉛の方が低く、また鱗片状黒鉛の方が添加量を多くすることが出来るため、充電がより入りやすくなった結果と考えられる。
鱗片状黒鉛の平均一次粒子径を、80μm,100μm,120μm,140μm,180μm,220μmと変化させ、そのほかは表2のNo.19ならびに表3のNo.43のそれぞれのタイプの極板群構成と同様とした。5秒目充電電流とサイクル特性を評価した結果を、表6、7に示す。各表に示された5秒目充電電流及びサイクル特性は、表2の従来例を100(5秒目充電電流にあっては、初期を100)として評価したものである。
Claims (8)
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm3]当たりの正極活物質総表面積[m2]を、3.5ないし15.6[m2/cm3]の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化1の化学構造式で示されるビスフェノールA・アミノベンゼンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物を主成分とする有機化合物である鉛蓄電池。
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化2の化学構造式で示されるリグニンスルホン酸ナトリウムを主成分とする有機化合物である鉛蓄電池。
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とし、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極板総表面積[cm 2 ]を2.8ないし5.5cm 2 /cm 3 の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化1の化学構造式で示されるビスフェノールA・アミノベンゼンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物を主成分とする有機化合物である鉛蓄電池。
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とし、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極板総表面積[cm 2 ]を2.8ないし5.5cm 2 /cm 3 の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化2の化学構造式で示されるリグニンスルホン酸ナトリウムを主成分とする有機化合物である鉛蓄電池。
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化1の化学構造式で示されるビスフェノールA・アミノベンゼンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物を主成分とする有機化合物であり、
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化2の化学構造式で示されるリグニンスルホン酸ナトリウムを主成分とする有機化合物であり、
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とし、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極板総表面積[cm 2 ]を2.8ないし5.5cm 2 /cm 3 の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化1の化学構造式で示されるビスフェノールA・アミノベンゼンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物を主成分とする有機化合物であり、
- 負極活物質を負極集電体に充填してなる負極板と、正極活物質を正極集電体に充填してなる正極板とをセパレータを介して積層した極板群を、電解液とともに電槽内に収容した構成を有して、充電が間欠的に行われ、部分充電状態で負荷への高率放電が行われる液式鉛蓄電池であって、
少なくとも、炭素質導電材と、充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物とが前記負極活物質に添加され、
前記正極板は、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極活物質総表面積[m 2 ]を、3.5ないし15.6[m 2 /cm 3 ]の範囲とし、単位極板群体積[cm 3 ]当たりの正極板総表面積[cm 2 ]を2.8ないし5.5cm 2 /cm 3 の範囲とするように構成され、
前記炭素質導電材は、平均一次粒子径が100μm以上の鱗片状黒鉛であり、
前記充放電に伴う負極活物質の粗大化を抑制する有機化合物は、以下の化2の化学構造式で示されるリグニンスルホン酸ナトリウムを主成分とする有機化合物であり、
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