JPH01186572A - 密閉式鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポータプル機器用として多方面に利用されて
おり、最近では急激に需要が増加してきたＶＴＲ用電源
などに使用されている密閉式鉛蓄電池の改良に関するも
のである。

従来の技術 密閉式鉛蓄電池に関してはこれまでに数多くの提案があ
る。代表的なものとして電解液量を極板群の孔容積と同
等かもしくはそれ以下として、いわゆる遊離液（フリー
液）のない状態にして充電末期に陽極板から発生する酸
素ガスを陰極板に吸収させて、電解液の減少を抑制する
方式が採用されている。この密閉式鉛蓄電池はフリー液
がないので横転や倒置しても漏液せず、かつ補水不要で
あるという特徴を持っているので、多方面に使用されて
いる。

発明が解決しようとする課題 このような密閉式鉛蓄電池の充電器としては、充電末期
には電流を減少させる定電圧方式のものが一般的である
。なぜなら、密閉式鉛蓄電池において、充電末期に陽極
板から発生する酸素ガスを吸収する能力に限界があるた
めである。一方、密閉式鉛蓄電池を長期間放置した場合
、陽極板、陰極板中に充電されにくい粗大な硫酸鉛が生
成される。このような粗大な硫酸鉛は充電されにくく、
前述の定電圧方式の充電器では長時間充電しなければ充
電がなされず、容量は回復しないという問題があった。

一方、定電流方式の充電では、強制的に充電するため、
短時間の充電によっても長期保存によって生成される高
抵抗層の粗大な硫酸鉛が充電され、容量は回復しやすい
。しかしながら、定電流方式の急速充電の場合、充電末
期における電解液量の減少が激しく、そのことによって
、容量が低下する。定電流方式の急速光電器を密閉式鉛
蓄電池に採用するためには、電解液の減少を抑制するた
め陰極板の酸素ガス吸収能力を向上させることが必要で
あった。その方法としては第１には、陰極板およびセパ
レータ中に含まれる電解液量を減少させることが考えら
れる。しかしその場合には、電池の初期容量が減少し、
サイクル寿命特性等に悪影響が及ぼされるために実用上
、問題であった。

本発明は上記課題を解決するものである。すなわち、定
電流方式の急速充電器に対して、陰極板およびセパレー
タ中の電解液量を減少させることなしに適合する密閉式
鉛蓄電池°を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、電解液中にニッケルイオンを添加するもので
あり、好ましくはニッケルイオンの添加量が、０．００
２モル〜０．０５モルの範囲であり、さらに吸液能力を
有する無水シリカ粉末を含む陰極板と、陽極板とセパレ
ータとから構成したことを特徴とする密閉式鉛蓄電池で
ある。

作用 本発明の構成を採用した電池では、定電流方式の急速充
電器で充電しても、電解液量の減少もなく、長期間放置
した後の容量回復性を向上させるものである。また、初
期容量やサイクル寿命特性等の諸特性も従来電池と比べ
て変わらないものにできる。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

電解液中にニッケルイオン、陰極活物質中に無水シリカ
微粉末を添加した極板を作成した。ニッケルイオンの添
加は電解液中に硫酸ニッケルを添加する方法を、陰極板
への無水シリカ微粉末の添加方法は、ペースト練合時に
添加する方法を採用した。この陰極板１枚と従来処方の
陽極板１枚さらにガラスマットのセパレータを組み合わ
せ、１０７．１０時間率容量１．１ムｈの電池を作成し
た。尚、電池の電解液は比重１．３４の硫酸を使用し、
電解液量はフリー液が存在しないように調整した。電池
種は次のとおりとした。陰極板が従来処方、硫酸ニッケ
ルが無添加の電池をム、硫酸ニッケルのみが添加された
電池を８１硫酸ニツケルおよび無水シリカ微粉末が添加
された電池をＣとする。、電解液中の硫酸ニッケルの添
加量は０．１−Ｅルまでとし、陰極板中の無水シリカ微
粉末の添加量は、活物質量当り、１．０重量％とじた。

次に、ム、Ｂｌ各電池の定電流方式の急速充電における
電解液の減少を測定した。具体的な方法は次の通りであ
る。

定電流方式の充電器としては、充電電流値が０．８人で
、充電末期において電池電圧がピークになった時点の電
圧を充電器内のＩＣに記憶させ、その後電池電圧は下降
するが、充電電圧がピークから１００ｍＶ下降した時点
で充電完了とし、電流が流れない制御機能を持つ充電器
を採用した。

この充電器による充電と０．８人に相当する抵抗、すな
わち、１２Ωの定抵抗で電池電圧が８．８ｖまでの放電
を繰り返した。

第１図に、電池人、Ｂｌの充放電サイクルにおける容量
および電解液減少量の推移を示した。

尚Ｂ、Ｃ電池におけるニッケルイオンの添加量は０．０
１モルとした。ム、Ｂは特性にほとんど差はないが、Ｃ
はそれらに比べて寿命特性が非常に優れ、電解液量の減
少が少ないことが示唆される。

第２図に電池Ｃに関して電解液中の硫酸ニアケルの添加
量とサイクル寿命特性の関係を示した。寿命特性を表わ
す目安としては初期容量の５０％になるまでのサイクル
数を示した。ニッケルイオンの添加量が０．００２モル
以上の場合効果がある。

但し、ニッケルイオンの添加量が０．０５％ル以上にな
ると自己放電率が大きくなり実用的ではない。

第３図に４０℃で３ケ月間放置した時の自己放電率とニ
ッケルイオンの添加量の関係を示した。さらに第４図に
はＡ、Ｂ、Ｃの各電池を４０℃で３ケ月放置した後、前
述の定電流方式の充電器で充電した時の容量回復率を示
した。このように電池Ｃの方が、Ａ、Ｈの電池よりも容
量回復率は優れている。

発明の効果 実施例で述べたように本発明の電池においては、定電流
方式の充電器で充電しても、電解液量の減少は少なく寿
命特性も優れている。この原因として次のことが考えら
れる。

電池の充電末期において、電解液中のニッケルイオンが
陰極板表面に析出する。この陰極板表面に析出したニッ
ケルが陽極板から発生する酸素ガスを吸収する触媒とし
て働く。このニッケルの触媒作用によって、充電末期に
おいて陰極板は発熱し、陰極活物質中の水分が減少しや
すくなるが、陰極活物質中には吸液性を有するシリカ微
粉末が含有されているために電解液は保持される。

このようにニッケルイオンを電解液中に添加することに
よって、充電末期に陽極板から発生する酸素ガスの到達
が最も激しい陰極板表面にニッケルを存在させ、酸素と
ニッケルの発熱反応による陰極活物質中の電解液量の減
少を吸液性物質の存在によって抑制することに本発明の
特徴がある。

また、ニッケルイオンの添加量が多すぎると陽極板中に
ニッケルが析出し、陽極板の自己分解を促進して自己放
電率が大きくなる。

上述のように本発明の電池は定電流方式の充電器でも使
用可能であるため、長期間放置されても定電圧方式の充
電器で充電した場合よりも容量は著しく回復するもので
あり、その工業的価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ばＡ、Ｂ、Ｃ各電池の定電流方式の充電における
サイクル寿命特性と電解液量の減少を示す特性図、第２
図は電池Ｃにおいて電解液中のニッケルイオンの添加量
とサイクル寿命特性を示す特性図、第３図は電池Ｃにお
いて電解液中のニッケルイオンの添加量と自己放電率の
関係を示す特性図、第４図はＡ、Ｂ、Ｃ各電池の長期保
存後の容量回復率を示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 た旅、ＣすイフルＩ（ 第２図 ニヅケル港加量（モル）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極板、陰極板、セパレータに電解液を保持させ
   、遊離液が存在しない程度に電解液量を制限した密閉式
   鉛蓄電池であって、電解液中にニッケルイオンを、陰極
   活物質中に吸液能力を有する微粉末を添加したことを特
   徴とする密閉式鉛蓄電池。
2. （２）電解液中のニッケルイオンの添加量が、０．００
   ２モル〜０．０５モルの範囲であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の密閉式鉛蓄電池。
3. （３）陰極活物質中の吸液能力を有する微粉末は、無水
   シリカ微粉末であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の密閉式鉛蓄電池。