JPH04218269A - 鉛電池用両極極板 - 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 本発明はバイポーラ式鉛電池に用いる鉛電池用両極極板
の改良に関するものである。

従来の技術とその課題 導電性を持ち、かつ、電解液の透過が起こらない集電体
のある面に正極活物質、すなわち二酸化鉛を保持し、そ
して別の面に負極活物質、すなわち海綿状鉛を保持する
鉛電池用両極極板を用いるバイポーラ式電池は従来形の
多セル電池に比してセル間接続方式が大きく異なってお
り、セル間の抵抗が小さい。したかつて、バイポーラ式
電池は充放電時の電圧特性が優れているという特徴を有
している。このバイポーラ式電池に使用する集電体の材
質としては、現在一般に鉛−カルシウム系合金と鉛−ア
ンチモン系合金の２種類が考えられる。

しかし、鉛−カルシウム系合金を使用した場合には充放
電の進行にともなって正極集電体と正極活物質の界面に
導電性を有しない腐食層が生成し、早期に容量が得られ
なくなって寿命となる現象が起こりやすいという欠点を
有している。

また、鉛−アンチモン系合金を使用した場合には自己放
電が起こりやすく、水素過電圧が低下して充電が十分に
できなかつたり水の電解が過剰になって電池性能に悪影
響を及ぼすという欠点を有している。

これらの理由から従来形の電池では正極に鉛−アンチモ
ン系合金を、負極には鉛−カルシウム系合金を使用する
ことによって上述の欠点を除去している例もある。しか
し、バイポーラ式電池では集電体が正・負極板共通であ
るため、従来形の電池のように集電体の合金組成を正極
と負極で使い分けることができなかつた。

課題を解決するための手段 本発明は、バイポーラ式密閉鉛電池に用いる両極極板に
おいて、その集電体の、正極活物質を保持している面は
鉛−アンチモン系合金からなる層、負極活物質を保持し
ている面は実質的にアンチモンを含まない鉛合金からな
る層の２層で構成することによって、鉛−カルシウム系
合金を正極集電体に使用したときに生じる欠点と鉛−ア
ンチモン系合金を負極集電体に用いたときの欠点を除去
しようとするものである。

作用 正極集電体に鉛−アンチモン合金を使用することによっ
て、希硫酸中で正の電位を印加したときに生成する腐食
層の形態を多孔質にし、鉛−カルシウム合金を正極集電
体として使用した時に生成する完全に導電性を有しない
緻密な腐食層の生成を妨げることによって腐食層の生成
に起因する早期の容量低下が防止される。また、負極集
電体に鉛−カルシウム合金を用いることによって自己放
電を抑制したり、水素過電圧の低下を防ぐ。これら二つ
の合金を組み合わせることによって自己放電が少なく早
期容量低下を引き起こすことのないバイポーラ式電池が
製造できる。

実施例 ５Ｗ×１０Ｈ×０．５Ｔｍｍの２．０％のアンチモンを
含む鉛合金板と実質的にアンチモンを含まない鉛合金板
として、同一寸法の０．１％のカルシウムを含む鉛合金
板とを溶着させることによって５Ｗ×１０Ｈ×１Ｔｍｍ
の二層の鉛合金板を製造し、アンチモンを含む鉛合金の
面に正極活物質を保持させ、カルシウムを含む鉛合金の
面に負極活物質を保持させて両極極板を製造する。この
後、該両極極板間に微細ガラス繊維からなる保液性を有
するセパレータを配して両極極板を積層し、１ＡＨ／１
０ＨＲ−６Ｖのリテーナ式の密閉バイポーラ式鉛電池Ａ
を製作した。

ここで比較のために５Ｗ×１０Ｈ×１Ｔｍｍの０．１％
カルシウムを含む鉛合金板の片面に正極活物質、もう一
方の面に負極活物質を保持させた両極極板を積層して１
ＡＨ／１０ＨＲ−６Ｖタイプのリテーナ式の密閉バイポ
ーラ式鉛電池Ｂを製作した。

これらの電池を放電電流０．５Ａで放電深さ７５％、充
電電流０．１Ａで放電量の１２０％を充電する充放電寿
命サイクル試験に供したところ、密閉バイポーラ式鉛電
池Ｂの容量が初期容量の７５％になるのはわずか６０サ
イクルであったが、本発明による２層の鉛合金板を集電
体として用いた密閉バイポーラ式鉛電池Ａの容量が初期
容量の７５％になるのは８００サイクルを経過した後で
あつた。

この時の寿命原因を調査した結果、密閉バイポーラ式鉛
電池Ｂでは正極活物質と正極集電体の界面に生成した導
電性を有しない腐食層の形成によるものであったが、本
発明による密閉バイポーラ式鉛電池Ａではこのような現
象はまったく認められず、容量低下の原因は正極活物質
の劣化によるものであった。

また、密閉バイポーラ式鉛電池Ｂでは正極活物質と正極
集電体の間に亀裂が生じており、正極活物質と正極集電
体の密着性が良好でなかったが、本発明による密閉バイ
ポーラ式鉛電池Ａではのような現象はいっさい認められ
なかった。すなわち正極板に含有されるアンチモンが正
極活物質と集電体の密着性をも向上させたのである。

本実施例では２層の集電体を製作する方法として、アン
チモンを含む鉛合金板と、実質的にアンチモンを含まな
い鉛合金板として、カルシウムを含む鉛合金板を溶着さ
せることによって２層の鉛合金板を製造する方法を示し
たが、この他にもまず融点の高い鉛−カルシウム合金を
あらかじめ鋳型にセットしておき、その鋳型に融点の低
い溶融した鉛−アンチモン合金を注いで固化させて製造
した２層の鉛合金板を用いても同様の結果が得られた。

発明の効果 本発明によれば、バイポーラ式鉛電池の寿命性能を各段
に向上させることができ、その工業的価値ははなはだ大
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鉛電池用両極極板の縦断面図である。 １…正極活物質、２…鉛−アンチモン系合金、３…実質
的にアンチモンを含まない鉛合金、４…負極活物質

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性を持ち、かつ、液体の透過が起こら
   な い集電体の片面に正極活物質、他の面に負極活物質を保
   持する両極極板において、集電体が鉛−アンチモン系合
   金と実質的にアンチモンを含まない鉛合金の２層で構成
   され、かつ正極活物質を保持する面が鉛−アンチモン系
   合金からなり、負極活物質を保持する面が実質的にアン
   チモンを含まない鉛合金からなることを特徴とする鉛電
   池用両極極板。