JPH0355757A - 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，Ｐｂ−Ｓｂ系合金の正極板を用いた鉛蓄電池
，特にそのセパレータに関する。

〔従来技術〕

近年，車載用，コンピュータバックアンプ用各種の可搬
性電気機器などに用いられる電池はその使用量が急増し
ており，耐熱性５メンテナンスフリー性の高い鉛Ｍ電池
の開発が要望されていしかして，鉛蓄電池には．両極板
にＰｂ−Ｃａ系合金（鉛−カルシウム）を用いるものと
．両極板にＰｂ−Ｓｂ系合金（鉛一アンチモン）とを用
いるものとがある。

前表のＰｂ−Ｃａ系合金のみを用いる鉛蓄電池は，一般
にメインテナンスフリー性は良いが耐熱性には劣る．ま
た，かかる鉛蓄電池においても，電解液をガラス繊維の
マットに含浸させて用いるものは．電解液量が少ないた
めに，充放電の繰り返しにより，いわゆるデンドライト
が戒長し．電池寿命が短い。

そこで，従来２上記ガラスマットの中に．両極板を隔離
する合或樹脂隔離板を介設する提示がなされている（特
開昭５４−５０８４０号公報）。

この隔離板は，０．０１−１．０μｍの孔径を有する． 一方．両極板にｐ　ｂ−ｓ　ｂ系合金を用いる後者の鉛
蓄電池は．耐熱性には優れているが．メインテナンスフ
リー性には劣っている。その原因は後述するごと＜Ｓｂ
の挙動にある． そこで，最近では．上記両鉛蓄電池の長所を生かし．正
極板としてＰｂ−Ｓｂ系合金を．ｇＬ極板としてＰｂ−
Ｃａ系合金を用いたハイブリッド型の鉛蓄電池が提案さ
れ実用化されている．〔解決しようとする課題〕 しかしながら，上記ハイブリッド型の鉛蓄電池において
も，充放電サイクルを繰り返すと，正極板のＳｂが電解
液中に溶出して．更には，該Ｓｂが負極仮に移動する。

そして．該Ｓｂが負極板上に析出し．自己放電が促進さ
れ，電池寿命を短くする． 本発明は，かかる従来の問題点に鑑み．Ｓｂイオンが負
極板に移動することがなく，メインテナンスフリー性が
高い，長寿命の鉛蓄電池を提供しようとするものである
． 〔課題の解決手段〕 本発明は，Ｐｂ−Ｓｂ系合金よりなる正極板と，Ｐｂ−
Ｃａ系合金よりなる負極板と，両極板の間に介在させた
セパレータと．電解液とを具備する鉛蓄電池であって．
上記セパレータは孔径が３０ないし８０人のカチオン性
イオン交換膜を用いてなることを特徴とする鉛蓄電池に
ある。

本発明において注目すべきことは，前記ハイブリッド型
鉛蓄電池において．両極板の間にＳｂ移動防止用のセパ
レータとして，孔径３０〜８０人のカチオン性イオン交
換膜を介在させたことにある． また，前記セパレータの孔径は３０〜８０人とする必要
がある．３０人未満では，抵抗が増加し，電池性能自体
が低下するおそれがある．一方８０人を越えると，Ｓｂ
イオンが該セパレータを通過して負極板に入り，電池寿
命を短くする。

〔作用及び効果〕

本発明の鉛蓄電池においては．正極板と負極板との間に
前記セパレー夕が介在させてある。そのため．充放電サ
イクルの繰り返しによってＳｂが電解液中に溶出しても
，上記セパレータによってＳｂイオンの負極板への移動
が阻止される．それ故．Ｓｂイオンが負極板上で還元し
て析出することがなく，局部電池が形成されず．自己放
電を生ずることはない。

また．自己放電が起こらないため，電解液の減少量も少
なく，メインテナンスフリー性に優れている。また，Ｐ
ｂ−Ｓｂ系合金電極とＰｂ−Ｃａ系合金電極とのハイブ
リッド型であるため．耐熱性にも優れている。更に．自
己放電が起こらないため，放置中に水素ガスの発生が起
こらず．電池の密閉化が容易となる． したがって，本発明によれば，メインテナンスフリー性
が高く．長寿命で耐熱性に優れた鉛蓄電池を提供するこ
とができる． 〔実施例〕 第１実施例 本発明の実施例にかかる鉛蓄電池につき．第１図を用い
て説明する． 該鉛蓄電池は．中央に設けたＰｂ−Ｓｂ系合金よりなる
正極板３と，その両側に設けたＰｂ−ｃａ系合金よりな
る負極板４と．両極板間にＵ字状に介在させたセパレー
タｌとからなる．また．セパレータ１と正極板３との間
には正極電解液保持体２ｌを，セパレータｌと負極板４
との間には負極電解液保持体２２を圧接させてある．そ
して，これらの電池本体は．電池槽５内に配設した．し
かして．上記のセパレータｌとしては．４０〜６０人の
孔径を有する．カチオン性イオン交換膜を用いた．該セ
パレータの膜厚は，約０．１５ｍｍであった．また，Ｐ
ｂ−Ｓｂ系合金としてはＰｂ−２．５ｗＬ％Ｓｂ合金を
，Ｐｂ−Ｃａ系合金としてはＰｂ−０．１２ｗｔ％Ｃａ
合金を用いた．電解液は，希硫酸水溶液である．また．
電解液保持体２１．２２としては．ガラス繊維のマット
を用いた． 第２実施例 次に上記第１実施例に示した鉛蓄電池に準じて．下記条
件の鉛蓄電池を構威し，過充電ｖ−ｉ（電圧一電流）特
性を測定した．なお，本例においては，特性試験のため
．負極板としてＰｂ板を用いてある． 即ち．まず．正極板３としてはＰｂ−２．５％Ｓｂ系合
金板を．負極板４としては純Ｐｂ板（純度９９．９９％
）を，また電解液としては希硫酸水’ｔ８？ａ　（　２
　０　’Ｃの比重１．３５）を用いた。両極板３，４の
大きさは，ともに３０Ｘ３０ｍｍ，電解液星は２０ｍｌ
であった。また．正極板３については　実電地において
溶出されるＳｂイオンが生成されるように，充分に酸化
しておいた。

一方．セパレータとしては，孔径４０〜６０人を有する
，厚み０．１４ｍｍのカチオン性イオン交換膜を用いた
。

上記試験にあっては，充電（０．０５〜０．　　１０Ａ
／ｄｒｒｆ），過充電Ｖ−１測定，放電（０．ＯＩＡ／
ｄｍ”），充ｉｔ（上記条件）ノサイクルヲ順次行い，
全部で５０サイクル行った．ｌサイクノレは，１日であ
った． しかして，上記サイクル試験における初期と５０サイク
ル目（５０日後）とにおける，過充電Ｖ−１特性につき
，第２図及び第３図に示した．また．上記と併行して，
２つの比較例を行った．その比較例１は１セパレー夕と
して孔径０．Ｏｌ〜０．ｌμｍ．厚み０．３ｊａｎのポ
リエチレン膜を用いたものである。また，比較例２は，
何らのセパレー夕も用いないものである。その他は，上
記本発明の鉛蓄電池と同しである。

第２図より知られるごとく１サイクル試験の初期におい
ては，上記いずれの鉛蓄電池もほぼ同等の特性を示して
おり．純鉛板のガス発生過電圧を示している． これに対して，５０日目においては．第３図より知られ
るごとく．本発明品と比較例１．　　２とは２つのグル
ープに層別されている．そして．端子電圧は．本発明品
では初期値（第２図〉と余り変わらないが，比較例１．
２は初期値よりもかなり低下している． 上記より知られるごとく．本発明にかかる鉛蓄電池は，
長期サイクルにおいても，端子電圧が初期値とほぼ同じ
値であるので，負極板の純Ｐｂ板の特性，即ち純Ｐｂ板
のガス発生過電圧を維持し続けている．一方比較例１．
２では．端子電圧が初期値よりも低下していることから
，正極板から溶出したＳｂイオンが負極仮上で還元，析
出し，純Ｐｂ仮がＰｂ−Ｓｂ系合金の特性（Ｐｂ及びＳ
ｂのガス発生過電圧が混成したガス発生過電圧）へ変化
したことを示している。

そこで，上記の考察を裏付けるため，負極板便の電解液
保持体中に溶存するＳｂイオン．及び負ｌ７ｉ！板表面
に析出したＳｂの量を定量した．その結果を第１表に示
す。

第１表 第ｌ表より知られるごとく，本発明の鉛蓄電池ではＳｂ
が負極板側に移動していないことが分る．これに比して
，比較例１．２では，共に同程度のｓｔ４の移動が認め
られる．比較例ｌは，ポリエチレン製のセパレータを用
いてはいるが．該セパレー夕は孔径が０．Ｏｌ〜１．　
　０μｍと大きいこと３及びカチオン性イオン交換膜を
用いていないために．セパレータを用いない比較例２と
同様に劣っている． なお，上記実験では．Ｓｂの移動状態を知るため，前記
のごとく負極板としてＰｂ板を用いているが，負極板と
してＰｂ−Ｃａ系合金を用いた場合も同様の結果が得ら
れた。

上記のごとく，本発明の鉛蓄電池は，Ｓｂの移動を阻止
し，優れた寿命，メインテナンスフリー性及び耐熱性を
有することが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の鉛蓄電池の説明図，第２図及び第
３図は第２実施例のＶ−１特性を示す線図である． ｌ．．．セパレータ　　　３．．．正極板４．．．負極
板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｐｂ−Ｓｂ系合金よりなる正極板と、Ｐｂ−Ｃａ系合金
   よりなる負極板と、両極板の間に介在させたセパレータ
   と、電解液とを具備する鉛蓄電池であって、前記セパレ
   ータは孔径が３０ないし８０人のカチオン性イオン交換
   膜を用いてなることを特徴とする鉛蓄電池。