JP7493329B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態に係る鉛蓄電池の全体構成及び内部構造を示す斜視図である。図1に示す鉛蓄電池1は、液式鉛蓄電池であり、上面が開口している電槽2と、電槽2の開口を閉じる蓋3とを備えている。電槽2及び蓋3は、例えばポリプロピレンで形成されている。蓋3には、負極端子4と、正極端子5と、蓋3に設けられた注液口を閉塞する液口栓6とが設けられている。
[負極板の作製]
負極活物質の原料として鉛粉を用いた。この鉛粉100質量部に対して、ビスパーズP215(ビスフェノール系化合物とアミノベンゼンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物、商品名、日本製紙株式会社製)0.2質量部(固形分換算)、補強用短繊維(アクリル繊維)0.1質量部、硫酸バリウム1.0質量部及び炭素材料(ファーネスブラック)0.2質量部を含む混合物を添加し、乾式混合した後、水を加えて混練した。続いて、希硫酸(比重1.280)を少量ずつ添加しながら混練して、負極材ペーストを作製した。鉛合金からなる圧延シートにエキスパンド加工を施すことにより作製されたエキスパンド格子体(負極集電体)にこの負極材ペーストを充填した。次いで、負極材ペーストが充填された格子体(負極集電体)を温度50℃、湿度98%の雰囲気で24時間熟成した。その後、乾燥して未化成の負極板を作製した。
正極活物質の原料として、鉛粉及び鉛丹(Pb3O4)を用いた(鉛粉:鉛丹=96:4(質量比))。この正極活物質の原料と、正極活物質の原料100質量部に対して0.07質量部の補強用短繊維(アクリル繊維)と、水とを混合して混練した。続いて、希硫酸(比重1.280)を少量ずつ添加しながら混練して、正極材ペーストを作製した。鉛合金からなる圧延シートにエキスパンド加工を施すことにより作製されたエキスパンド格子体(正極集電体)にこの正極材ペーストを充填した。次いで、正極材ペーストが充填された格子体(正極集電体)を温度50℃、湿度98%の雰囲気で24時間熟成した。その後、乾燥して未化成の正極板を作製した。
袋状に加工したポリエチレン製のセパレータに、未化成の負極板を挿入した。次に、未化成の正極板7枚と、袋状セパレータに挿入された未化成の負極板8枚とを交互に積層した。続いて、キャストオンストラップ(COS)方式で、同極性の電極板の耳部同士を溶接して電極群を作製した。電極群を電槽に挿入して2V単セル電池を組み立てた。その後、比重1.210の硫酸を注入し、低温条件下で化成を行った。なお、化成後の電解液(硫酸溶液)の比重(20℃での比重)は1.280に調整した。
まず、上記化成した電池を解体して負極板及び正極板を取り出して水洗をした後、50℃で24時間乾燥した。次に、乾燥後の負極板及び正極板それぞれの中央部から活物質の塊を3g採取した。この塊を、最大径が5mm程度の小片に砕き、この小片の合計3gを測定セルに入れた。そして、下記の条件に基づき、水銀ポロシメーターを用いて化成後の負極活物質の多孔度(負極多孔度)及び正極活物質の多孔度(正極多孔度)をそれぞれ測定した。
・装置:オートポアIV9520(株式会社島津製作所製)
・水銀圧入圧:0~354kPa(低圧)、大気圧~414MPa(高圧)
・各測定圧力での圧力保持時間:900秒(低圧)、1200秒(高圧)
・試料と水銀との接触角:130°
・水銀の表面張力:480~490mN/m
・水銀の密度:13.5335g/mL
負極板作製時に使用した希硫酸量、正極板作製時に使用した希硫酸量及び/又は化成温度を調整することにより、負極多孔度及び正極多孔度を表1~2に示す値としたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2及び比較例1~3の鉛蓄電池を作製した。
負極板作製時に使用した希硫酸量、正極板作製時に使用した希硫酸量及び/又は化成温度を調整することにより、負極多孔度及び正極多孔度を表1に示す値としたこと、並びに、化成後の電解液の比重(20℃での比重)を1.290に調整したこと以外は、実施例1と同様にして実施例3~5の鉛蓄電池を作製した。
化成後の電解液の比重(20℃での比重)を1.290又は1.270に調整したこと以外は、実施例1と同様にして実施例6及び7の鉛蓄電池を作製した。
VCCA試験として、-29℃±1℃においてJIS D5301:2018に定められる性能ランクに応じた定格CCAで30秒間定電流放電し、30秒目電池電圧及び電池電圧が1.0Vに達するまでの放電持続時間を測定した。放電持続時間が長いほど放電特性に優れる電池であると評価される。なお、これらの評価は、実施例1の評価値を100とする相対評価とした。
Claims (3)
- 負極と、正極と、電解液と、を備え、
前記負極は、負極集電体及び当該負極集電体に保持された負極活物質を備え、
前記正極は、正極集電体及び当該正極集電体に保持された正極活物質を備え、
前記負極活物質の多孔度は、42体積%以下であり、
前記正極活物質の多孔度は、20体積%以上36体積%以下である、自動車エンジン始動用鉛蓄電池。 - 負極と、正極と、電解液と、を備え、
前記負極は、負極集電体及び当該負極集電体に保持された負極活物質を備え、
前記正極は、正極集電体及び当該正極集電体に保持された正極活物質を備え、
前記負極活物質の多孔度は、30体積%以上42体積%以下であり、
前記正極活物質の多孔度は、36体積%以下である、自動車エンジン始動用鉛蓄電池。 - 前記電解液の20℃での比重は、1.280以上である、請求項1又は2に記載の自動車エンジン始動用鉛蓄電池。
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