JP6566193B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
Sb元素によるサイクル寿命向上効果を維持しながら、放置後の容量低下を抑制することにある。
鉛粉とSb源としてのSb2O3粉末とを混合し、Pb-Ca-Sn系の芯金を有する硝子繊維のチューブが並んだクラッド式極板に充填した。そして充填条件を変えて化成後の正極活物質の密度を変化させ、化成後のSb含有量は0(正確には0.005mass%以下)から0.6mass%の範囲で変化させた。活物質材料を充填後、希硫酸に浸漬した後に、空気中で乾燥し、未化成の正極板とした。鉛粉の種類は任意で、Sb源は金属Sb、オキシ酸化アンチモン、Sb2O5等でも良く、またPb-Sb合金を鉛粉材料として、鉛粉からSb元素が供給されるようにしても良い。芯金をPb-Sb系合金とすると、芯金からも正極活物質中の濃度で0.01〜0.1mass%程度のSbが供給され、芯金をSb源の一部としても良い。さらに正極活物質は、合成繊維補強剤、Sn等の公知の添加物を含んでいても良い。
満充電された鉛蓄電池から正極板を取り出し、水洗により硫酸分を除去し、乾燥重量を測定する。正極板から正極活物質10gを取り出し、20gの酒石酸と20mLの(1+3)硝酸の溶液中に、加熱下に溶解して濾過する。なお(1+3)硝酸は、濃硝酸とイオン交換水の、容積比で1:3の混合物である。濾液をイオン交換水で希釈し、ICPにより原子吸光測定を行い、検量線によりSb含有量を求める。
寿命までのサイクル数は、JIS D5303に準拠して測定した。鉛蓄電池(5時間率での定格容量が165Ah)を30℃の水槽中で、0.25CAで3時間、DOD(放電の深さ)が75%まで放電し、0.18CAで5時間(放電電気量の120%)充電するサイクルを繰り返した。100サイクル毎に容量試験として、30℃の水槽中で、0.2CA(33A)で端子電圧が1.70Vへ低下するまでの電気量を測定し、33Aで放電電気量の130%分充電し、サイクル試験へ戻った。容量試験で測定した0.2CA放電容量が定格容量の80%(132Ah)以下で寿命とした。
30℃の水槽中で、0.2CAで端子電圧が1.70Vへ低下するまで放電し、33Aで放電電気量の130%分充電するサイクルを10サイクル繰り返した。次いで、室温で28日間放置した後、0.2CAで端子電圧が1.70Vへ低下するまで放電し、33Aで放電電気量の130%分充電した。これらの放電時間から0.2CA放電容量を求め、1サイクル目もしくは10サイクル目の放電容量に対する0.2CA放電容量の残存率を%単位で残存容量率とした。また 100%−残存容量率 を%単位で容量減少率とした。
正極活物質のSb元素含有量を0.01mass%未満と0.17mass%とし、密度を2.80g/cm3から3.80g/cm3の範囲で変化させ、サイクル寿命試験で寿命に達するまでのサイクル数を調べた。表1と図1は有機防縮材のS元素含有量を600μmol/gとした比較例の結果を、表2と図2は有機防縮材のS元素含有量を5000μmol/gとした実施例の結果を示す。
Claims (4)
- 正極電極材料は密度が3.1g/cm3以上でかつSb元素を含有する鉛蓄電池において、
負極電極材料の有機防縮剤が3800μmol/g以上のS元素を含有していることを特徴とする、鉛蓄電池。 - 正極電極材料は密度が3.1g/cm3以上でかつSb元素を含有する鉛蓄電池において、
鉛蓄電池から取り出した負極板を水洗して硫酸分を除去し、
硫酸分を除去した負極板から負極電極材料を分離し、
負極電極材料を1mol/lのNaOH水溶液に浸漬し、
不溶成分を濾過で取り除いた溶液を脱塩した後、濃縮・乾燥することにより得られる、粉末試料の
S元素含有量が3800μmol/g以上であることを特徴とする鉛蓄電池。 - 前記有機防縮剤が合成有機防縮剤であることを特徴とする、請求項1の鉛蓄電池。
- 前記正極電極材料の密度が3.5g/cm3以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかの鉛蓄電池。
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