JPH01241752A - 密閉形クラッド式鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形クラッド式鉛蓄電池Info
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- JPH01241752A JPH01241752A JP63069014A JP6901488A JPH01241752A JP H01241752 A JPH01241752 A JP H01241752A JP 63069014 A JP63069014 A JP 63069014A JP 6901488 A JP6901488 A JP 6901488A JP H01241752 A JPH01241752 A JP H01241752A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
-
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/68—Selection of materials for use in lead-acid accumulators
- H01M4/685—Lead alloys
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は深い充放電を繰り返し行う、いわゆるサイクル
サービス用途で使用される密閉式鉛蓄電池の改良に関す
るものである。
サービス用途で使用される密閉式鉛蓄電池の改良に関す
るものである。
従来の技術とその課題
密閉式鉛蓄電池はｔスい放電を含む充放電サイクルでは
著しく寿命が短くなることが知られている。
著しく寿命が短くなることが知られている。
これは密閉式鉛蓄電池ではアンチモンを含有しない格子
体が使用されており、この様な格子体を用いた正極板の
深放電での耐久性が著しく劣るためである。一方、アン
チモンを含有する格子体を使用すれば、深放電での耐久
性には問題はないが正極格子体から溶出するアンチモン
のために負極板の水素過電圧が低下し、水素発生による
電解液（水）の分解のため、寿命が短くなるという問題
が起こる。このためフォークリフト用などの深い充放電
が繰り返される用途に対して満足な寿命性能を有する密
閉形電池はいまだ無いというのが現状である。
体が使用されており、この様な格子体を用いた正極板の
深放電での耐久性が著しく劣るためである。一方、アン
チモンを含有する格子体を使用すれば、深放電での耐久
性には問題はないが正極格子体から溶出するアンチモン
のために負極板の水素過電圧が低下し、水素発生による
電解液（水）の分解のため、寿命が短くなるという問題
が起こる。このためフォークリフト用などの深い充放電
が繰り返される用途に対して満足な寿命性能を有する密
閉形電池はいまだ無いというのが現状である。
課題を解決するための手段
本発明は正極格子体に低濃度のアンチモンを含有する鉛
合金を使用し、かつ該格子体を取り囲む活物質層の密度
を高くすることによって、上記したような従来の問題点
を解消し、深い放電を含む充放電サイクルでの寿命性能
の優れた密閉式鉛蓄電池を提供しようとするものである
。
合金を使用し、かつ該格子体を取り囲む活物質層の密度
を高くすることによって、上記したような従来の問題点
を解消し、深い放電を含む充放電サイクルでの寿命性能
の優れた密閉式鉛蓄電池を提供しようとするものである
。
作用
負極の水素過電圧の低下は既に述べたようにアンチモン
に起因するものであるが、これは次のような現象による
ものである。正極格子体が腐食されると、その格子体中
のアンチモンも酸化アンチモンとなる。この酸化アンチ
モンは希流酸に溶解し易く、３価や５価のイオンや化合
物となって格子体近傍の電解液中に存在する。これらは
拡散や泳動によって正極活物質中のボア内を通ってバル
クの電解液に達し、ついには負極板に到達してその表面
に電析する。これが水素過電圧を低下させる原因となる
。しかるに正極活物質である二酸化鉛はアンチモンを吸
着し、アンチモンの負極板への移動を阻止する作用があ
る。したがって格子体からのアンチモンの溶出を抑える
と共に、正極活物質密度を高くすることにより正極活物
質がアンチモンを吸着する能力を増やせば即ちアンチモ
ンの溶出量より正極活物質によるアンチモンの吸着能力
を大きくすれば負極板へアンチモンが到達することを阻
止でき水素過電圧を低下させることはない。
に起因するものであるが、これは次のような現象による
ものである。正極格子体が腐食されると、その格子体中
のアンチモンも酸化アンチモンとなる。この酸化アンチ
モンは希流酸に溶解し易く、３価や５価のイオンや化合
物となって格子体近傍の電解液中に存在する。これらは
拡散や泳動によって正極活物質中のボア内を通ってバル
クの電解液に達し、ついには負極板に到達してその表面
に電析する。これが水素過電圧を低下させる原因となる
。しかるに正極活物質である二酸化鉛はアンチモンを吸
着し、アンチモンの負極板への移動を阻止する作用があ
る。したがって格子体からのアンチモンの溶出を抑える
と共に、正極活物質密度を高くすることにより正極活物
質がアンチモンを吸着する能力を増やせば即ちアンチモ
ンの溶出量より正極活物質によるアンチモンの吸着能力
を大きくすれば負極板へアンチモンが到達することを阻
止でき水素過電圧を低下させることはない。
実施例
そこで、正極活物質密度や正極格子体中のアンチモン濃
度と寿命性能との関係について次のような実験を行った
。
度と寿命性能との関係について次のような実験を行った
。
実験１．アンチモンの濃度が３．Ｏｗｔ％の５０−アン
チモン合金格子体を用いて活物質密度が３．１゜３．３
、３．５ 、３．７ 、３．９および４．１ ｇ／
ｃｌ’のクラッド式正極板を常法に従い製作し、これと
銘−カルシウム合金格子体から成る負極板とを用いて電
池を構成した。これにシリカ微粒子と希流酸とから成る
ゲル状電解液を注入し、ゲルタイプの密閉形電池として
試験に供した。試験は電池を１．７０Ｖまで放電し、そ
の後２．４０Ｖの定電圧で充電するという条件で行い、
それぞれの電池の放電容量が初期の８０％に達するまで
充放電を繰り遅した。また、この時点で電池を解体し、
負極活物質中のアンチモンの濃度を分析した。放電容量
が初期の８０％に達した時点のサイクル数や負極活物質
中のアンチモン濃度と正極活物質密度との関係を第１図
に示す。
チモン合金格子体を用いて活物質密度が３．１゜３．３
、３．５ 、３．７ 、３．９および４．１ ｇ／
ｃｌ’のクラッド式正極板を常法に従い製作し、これと
銘−カルシウム合金格子体から成る負極板とを用いて電
池を構成した。これにシリカ微粒子と希流酸とから成る
ゲル状電解液を注入し、ゲルタイプの密閉形電池として
試験に供した。試験は電池を１．７０Ｖまで放電し、そ
の後２．４０Ｖの定電圧で充電するという条件で行い、
それぞれの電池の放電容量が初期の８０％に達するまで
充放電を繰り遅した。また、この時点で電池を解体し、
負極活物質中のアンチモンの濃度を分析した。放電容量
が初期の８０％に達した時点のサイクル数や負極活物質
中のアンチモン濃度と正極活物質密度との関係を第１図
に示す。
第１図から、正極活物質密度が３．１〜３．５Ｑ／ｃｍ
’の範囲では、活物質密度が高くなるに従って寿命は長
くなるが、寿命に達しな時点での負極活物質中のアンチ
モン濃度はほぼ一定（約１４０ｐｐＨ）であることがわ
かる、この結果は負極活物質中のアンチモン濃度が１４
０１１１）ＩＩ程度まで高くなると、アンチモンのため
に負極板の水素過電圧が著しく低下し、充電効率の低下
と水素発生による電解液の分解のため、寿命が短くなっ
たことを示している。実際、これらの電池では減液量が
著しく大であった。すなわち、これらの電池では負極板
へのアンチモンの析出により短寿命となったといえる。
’の範囲では、活物質密度が高くなるに従って寿命は長
くなるが、寿命に達しな時点での負極活物質中のアンチ
モン濃度はほぼ一定（約１４０ｐｐＨ）であることがわ
かる、この結果は負極活物質中のアンチモン濃度が１４
０１１１）ＩＩ程度まで高くなると、アンチモンのため
に負極板の水素過電圧が著しく低下し、充電効率の低下
と水素発生による電解液の分解のため、寿命が短くなっ
たことを示している。実際、これらの電池では減液量が
著しく大であった。すなわち、これらの電池では負極板
へのアンチモンの析出により短寿命となったといえる。
一方、正極活物質密度が３，７Ｑ／ ｃｌ’以上の範囲
では寿命に達した時点での負極活物質中のアンチモン濃
度は、１４０ｐｐＨに達しておらず、３．５９／ｃＰ以
下の場合に比べて著しく少なく、寿命性能も良い、すな
わち、格子体のアンチモン濃度が３． ｏｗｔ％の場合
には正極活物質密度を３．７Ｑ／ ｃｍ’以上にするこ
とにより、負極板へのアンチモンの析出を阻止できた結
果、クラッド式電池本来の寿命特性を発揮でき、長寿命
を達成し得たと考えられる。
では寿命に達した時点での負極活物質中のアンチモン濃
度は、１４０ｐｐＨに達しておらず、３．５９／ｃＰ以
下の場合に比べて著しく少なく、寿命性能も良い、すな
わち、格子体のアンチモン濃度が３． ｏｗｔ％の場合
には正極活物質密度を３．７Ｑ／ ｃｍ’以上にするこ
とにより、負極板へのアンチモンの析出を阻止できた結
果、クラッド式電池本来の寿命特性を発揮でき、長寿命
を達成し得たと考えられる。
実験２０次にアンチモン濃度が１．０ 、２．０ 。
３．０ 、４．０および５．０ｗｔ％の釦−アンチモン
合金格子体を用いて活物質密度が３．７Ｑ／ ｃｎ’の
クラッド式正極板を常法に従い製作し、これと鉛−カル
シウム合金格子体から成る負極板とを用いて電池を構成
した。これにシリカ微粒子と希流酸とがら成るゲル状電
解液を注入し、ゲルタイプの密閉形電池として、実験１
と同様の試験を行った。放電容量が初期の８０％に達し
た時点のサイクル数やその時点における負極活物質中の
アンチモン濃度と正極活物質密度との関係を第２図に示
す。
合金格子体を用いて活物質密度が３．７Ｑ／ ｃｎ’の
クラッド式正極板を常法に従い製作し、これと鉛−カル
シウム合金格子体から成る負極板とを用いて電池を構成
した。これにシリカ微粒子と希流酸とがら成るゲル状電
解液を注入し、ゲルタイプの密閉形電池として、実験１
と同様の試験を行った。放電容量が初期の８０％に達し
た時点のサイクル数やその時点における負極活物質中の
アンチモン濃度と正極活物質密度との関係を第２図に示
す。
なお、第２図には比敦のために正極に鉛−カルシウム合
金格子体すなわちアンチモンを含まない格子体を用いた
ゲルタイプの密閉電池の結果も併せて示す。
金格子体すなわちアンチモンを含まない格子体を用いた
ゲルタイプの密閉電池の結果も併せて示す。
この図から、格子体中のアンチモンの４度が１〜３ｗｔ
％の範囲ではアンチモンの濃度が高くなるほど寿命は長
くなるのに対し、３ｗｔ％を超えると逆に寿命が短くな
るのがわかる。格子体中のアンチモンの濃度が３ｗｔ％
を超える電池では寿命となった時点の負極活物質中の濃
度は１４０ｐｐｎを超えており、これが寿命の原因と考
えられる。この結果は活物質密度を３．７ｇ／ｃｎ’に
しても格子体中のアンチモン濃度が３．０ｗｔ％を超え
ておればその効果のないことを示している。また、鉛−
カルシウム合金格子体と鉛−アンチモン合金格子体とを
比軸すると、格子体中のアンチモン濃度が１〜３ｗｔ％
の範囲であれば寿命性能は明らかに後者の方が優れてい
る。
％の範囲ではアンチモンの濃度が高くなるほど寿命は長
くなるのに対し、３ｗｔ％を超えると逆に寿命が短くな
るのがわかる。格子体中のアンチモンの濃度が３ｗｔ％
を超える電池では寿命となった時点の負極活物質中の濃
度は１４０ｐｐｎを超えており、これが寿命の原因と考
えられる。この結果は活物質密度を３．７ｇ／ｃｎ’に
しても格子体中のアンチモン濃度が３．０ｗｔ％を超え
ておればその効果のないことを示している。また、鉛−
カルシウム合金格子体と鉛−アンチモン合金格子体とを
比軸すると、格子体中のアンチモン濃度が１〜３ｗｔ％
の範囲であれば寿命性能は明らかに後者の方が優れてい
る。
これらの実験から、正極格子体のアンチモン濃度を１〜
３ｗｔ％とじ、かつ、正極活物質密度を３．７ｇ／ｃｍ
３以上とすることにより、深い放電を含む充放電に対し
て優れた寿命性能が得られることがわかる。なお、本実
施例では鉛−アンチモンニ元合金を例にとって説明した
が、一般に鉛電池の格子体に添加される元素、例えばス
ズやヒ素などの元素が少量含まれているような格子体に
おいても本発明による効果は変わることはない。
３ｗｔ％とじ、かつ、正極活物質密度を３．７ｇ／ｃｍ
３以上とすることにより、深い放電を含む充放電に対し
て優れた寿命性能が得られることがわかる。なお、本実
施例では鉛−アンチモンニ元合金を例にとって説明した
が、一般に鉛電池の格子体に添加される元素、例えばス
ズやヒ素などの元素が少量含まれているような格子体に
おいても本発明による効果は変わることはない。
発明の効果
以上述べたように本発明密閉式クラッド式鉛蓄電池では
深い放電を含む充放電を繰り返すような用途で使用して
も優れたサイクル寿命が得られるという利点を有する。
深い放電を含む充放電を繰り返すような用途で使用して
も優れたサイクル寿命が得られるという利点を有する。
第１図は寿命サイクル数およびその時点における負極活
物質中のアンチモン濃度と正極活物質密度との関係を示
す図、第２図は寿命サイクル数およびその時点における
負極活物質中のアンチモン濃度と正極格子体中のアンチ
モン濃度との関係を示す図である。 を古Ｔ電゛す“千りＩし喜Ｔ
物質中のアンチモン濃度と正極活物質密度との関係を示
す図、第２図は寿命サイクル数およびその時点における
負極活物質中のアンチモン濃度と正極格子体中のアンチ
モン濃度との関係を示す図である。 を古Ｔ電゛す“千りＩし喜Ｔ
Claims (1)
- １、電解液にシリカ微粒子と希流酸とからなるゲル状電
解液を用いたクラッド式鉛蓄電池において、正極格子体
に１．０〜３．０重量％のアンチモンを含有する鉛二元
または鉛多元合金を使用し、かつ正極活物質の密度を３
．７ｇ／ｃｍ＾３以上にすることを特徴とする密閉形ク
ラッド式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069014A JPH0787094B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 密閉形クラッド式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069014A JPH0787094B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 密閉形クラッド式鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241752A true JPH01241752A (ja) | 1989-09-26 |
| JPH0787094B2 JPH0787094B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=13390312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63069014A Expired - Lifetime JPH0787094B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 密閉形クラッド式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787094B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-23 JP JP63069014A patent/JPH0787094B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0787094B2 (ja) | 1995-09-20 |
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