JPH06283190A - 密閉式鉛蓄電池 - Google Patents
密閉式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH06283190A JPH06283190A JP5090825A JP9082593A JPH06283190A JP H06283190 A JPH06283190 A JP H06283190A JP 5090825 A JP5090825 A JP 5090825A JP 9082593 A JP9082593 A JP 9082593A JP H06283190 A JPH06283190 A JP H06283190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antimony
- positive electrode
- lead
- electrode plate
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた充放電サイクル寿命を有する密閉式鉛
蓄電池を提供する。 【構成】 充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させ
る密閉式鉛蓄電池において、鉛−アンチモン系合金より
なる正極格子を用い、かつ正極板と負極板との間隙に、
重金属イオンと配位結合する官能基を有する有機高分子
を配置した密閉式鉛蓄電池。
蓄電池を提供する。 【構成】 充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収させ
る密閉式鉛蓄電池において、鉛−アンチモン系合金より
なる正極格子を用い、かつ正極板と負極板との間隙に、
重金属イオンと配位結合する官能基を有する有機高分子
を配置した密閉式鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉式鉛蓄電池の改良に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】現在、電池の充電中に発生す
る酸素ガスを負極で吸収させるタイプの密閉式鉛蓄電池
にはゲル式、リテーナ式、顆粒シリカ式がある。ゲル式
は正極板と負極板との間にゲル状のシリカを配置し、放
電に必要な硫酸電解液を保持している。リテーナ式は正
極板と負極板との間に微細ガラス繊維を素材とするマッ
ト状セパレータ（ガラスセパレータ）を挿入し、放電に
必要な硫酸電解液の保持と両極の隔離を行なっている。
顆粒シリカ式は正極板と負極板との間隙にシリカ微粉体
を充填、配置して放電に必要な硫酸を保持させる方式で
あり、電池のコストダウンと同時に電池寿命性能の改善
が期待されている。
る酸素ガスを負極で吸収させるタイプの密閉式鉛蓄電池
にはゲル式、リテーナ式、顆粒シリカ式がある。ゲル式
は正極板と負極板との間にゲル状のシリカを配置し、放
電に必要な硫酸電解液を保持している。リテーナ式は正
極板と負極板との間に微細ガラス繊維を素材とするマッ
ト状セパレータ（ガラスセパレータ）を挿入し、放電に
必要な硫酸電解液の保持と両極の隔離を行なっている。
顆粒シリカ式は正極板と負極板との間隙にシリカ微粉体
を充填、配置して放電に必要な硫酸を保持させる方式で
あり、電池のコストダウンと同時に電池寿命性能の改善
が期待されている。
【０００３】従来のゲル式、リテーナ式および顆粒シリ
カ式密閉式鉛蓄電池では、いずれも格子体にアンチモン
を含まない、鉛−カルシウム系合金を用いている。
カ式密閉式鉛蓄電池では、いずれも格子体にアンチモン
を含まない、鉛−カルシウム系合金を用いている。
【０００４】しかし、鉛−カルシウム系合金は深い放電
を含む充放電サイクルを行なった場合、放電時に格子−
活物質界面に緻密な絶縁体である硫酸鉛が生成して早期
に容量が低下したり、活物質である二酸化鉛粒子間の結
合が弱まり活物質が脱落しやすくなる。また、鉛−カル
シウム系合金は鉛−アンチモン系合金に比べて非常に軟
らかいために格子の伸びによるショートが発生し易い。
を含む充放電サイクルを行なった場合、放電時に格子−
活物質界面に緻密な絶縁体である硫酸鉛が生成して早期
に容量が低下したり、活物質である二酸化鉛粒子間の結
合が弱まり活物質が脱落しやすくなる。また、鉛−カル
シウム系合金は鉛−アンチモン系合金に比べて非常に軟
らかいために格子の伸びによるショートが発生し易い。
【０００５】正極格子体に鉛−アンチモン系合金を用い
ればアンチモンが格子−活物質界面に生成する腐食層を
多孔性にし、また二酸化鉛粒子間の結合力を強固にする
ために早期容量低下や活物質の脱落はなく、さらに格子
の伸びによるショートも起こりにくい。
ればアンチモンが格子−活物質界面に生成する腐食層を
多孔性にし、また二酸化鉛粒子間の結合力を強固にする
ために早期容量低下や活物質の脱落はなく、さらに格子
の伸びによるショートも起こりにくい。
【０００６】しかし、これらの電池で鉛−アンチモン系
合金を使用すると、アンチモンが充放電中に正極格子体
より溶出して電解液中を移動し、負極板上に析出して水
素過電圧を低下させるために水分解による水素発生量が
増加し、その結果密閉式鉛蓄電池では致命的なドライア
ップが起こって寿命となってしまう。顆粒シリカ式電池
の場合には正極板と負極板の間隙に充填されたシリカ微
粉体がアンチモンを吸着するが、吸着量が少ないために
やはり同様の現象が起こってしまう。このため従来の密
閉式鉛蓄電池では、正極格子に鉛−カルシウム系合金を
用いている。
合金を使用すると、アンチモンが充放電中に正極格子体
より溶出して電解液中を移動し、負極板上に析出して水
素過電圧を低下させるために水分解による水素発生量が
増加し、その結果密閉式鉛蓄電池では致命的なドライア
ップが起こって寿命となってしまう。顆粒シリカ式電池
の場合には正極板と負極板の間隙に充填されたシリカ微
粉体がアンチモンを吸着するが、吸着量が少ないために
やはり同様の現象が起こってしまう。このため従来の密
閉式鉛蓄電池では、正極格子に鉛−カルシウム系合金を
用いている。
【０００７】正極格子に鉛−アンチモン系合金を用い
て、正極から負極へのアンチモンの移動を防ぐことがで
きれば、サイクル寿命性能の優れた密閉式鉛蓄電池を作
製することができる。
て、正極から負極へのアンチモンの移動を防ぐことがで
きれば、サイクル寿命性能の優れた密閉式鉛蓄電池を作
製することができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した事柄に
鑑みて、正負極板の両方、あるいは正極板のみに鉛−ア
ンチモン系合金を使用した、優れた充放電サイクル寿命
を有する無保守形鉛蓄電池を提供するもので、その要旨
は鉛−アンチモン系合金よりなる正極格子を用い、かつ
正極板と負極板との間隙に重金属イオンと配位結合する
官能基を有する有機高分子（以下、キレート樹脂と呼
ぶ）を配置したことにある。
鑑みて、正負極板の両方、あるいは正極板のみに鉛−ア
ンチモン系合金を使用した、優れた充放電サイクル寿命
を有する無保守形鉛蓄電池を提供するもので、その要旨
は鉛−アンチモン系合金よりなる正極格子を用い、かつ
正極板と負極板との間隙に重金属イオンと配位結合する
官能基を有する有機高分子（以下、キレート樹脂と呼
ぶ）を配置したことにある。
【０００９】
【作用】まず、キレート樹脂のアンチモン吸着力を調べ
た。比較のために顆粒シリカ、TiO2 （ルチル型）も同
時に試験した。試験は、アンチモンを含む比重1.30の希
硫酸中にシリカ微粉体、 TiO2 （ルチル型）、キレート
樹脂をいれ、一定時間攪拌し、希硫酸中のアンチモン減
少量を調べそれを吸着量とする方法で行なった。結果を
表１に示す。
た。比較のために顆粒シリカ、TiO2 （ルチル型）も同
時に試験した。試験は、アンチモンを含む比重1.30の希
硫酸中にシリカ微粉体、 TiO2 （ルチル型）、キレート
樹脂をいれ、一定時間攪拌し、希硫酸中のアンチモン減
少量を調べそれを吸着量とする方法で行なった。結果を
表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】一般に正方晶の結晶構造をもつ金属酸化物
は、溶液中のアンチモンを吸着することが知られてお
り、特に TiO2 （ルチル型）やシリカ微粉体はβ-PbO2
よりも高いアンチモン吸着力を持つ。しかしアンチモン
の吸着量が少なく、正極格子体より溶出するアンチモン
を吸着しきれない。特に TiO2 （ルチル型）は高価であ
るためにアンチモン移動を阻止できるだけの量を電池内
に添加すると大幅なコストアップとなってしまう。
は、溶液中のアンチモンを吸着することが知られてお
り、特に TiO2 （ルチル型）やシリカ微粉体はβ-PbO2
よりも高いアンチモン吸着力を持つ。しかしアンチモン
の吸着量が少なく、正極格子体より溶出するアンチモン
を吸着しきれない。特に TiO2 （ルチル型）は高価であ
るためにアンチモン移動を阻止できるだけの量を電池内
に添加すると大幅なコストアップとなってしまう。
【００１２】一方、キレート樹脂は、これらの材料より
はるかに高いアンチモン吸着力を有しており、少量でも
多量のアンチモンを吸着できる。正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用いることで、正極板の早期容量低下や活
物質の脱落や格子の伸びを防ぐことができ、正極板と負
極板の間にキレート樹脂を配置すれば、アンチモンを極
間で捕捉して前述したような水分解の増加を引き起こさ
ないので、密閉式鉛蓄電池の最大の特徴である無保守、
無補水という特徴は損なわれない。
はるかに高いアンチモン吸着力を有しており、少量でも
多量のアンチモンを吸着できる。正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用いることで、正極板の早期容量低下や活
物質の脱落や格子の伸びを防ぐことができ、正極板と負
極板の間にキレート樹脂を配置すれば、アンチモンを極
間で捕捉して前述したような水分解の増加を引き起こさ
ないので、密閉式鉛蓄電池の最大の特徴である無保守、
無補水という特徴は損なわれない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１４】一次粒子が１０〜４０ｎｍ、表面積が約１
２０ｍ2 ／ｇのシリカ微粉体を電解液保持体とした顆粒
シリカ式密閉電池を用い、キレート樹脂として粉末状の
キトサンを用いて各試験を行なった。
２０ｍ2 ／ｇのシリカ微粉体を電解液保持体とした顆粒
シリカ式密閉電池を用い、キレート樹脂として粉末状の
キトサンを用いて各試験を行なった。
【００１５】
【表２】
【００１６】比較を行なうために、表２に示すように正
極格子合金として鉛−アンチモン系合金および鉛−カル
シウム系合金を用い、電解液保持体としてシリカ微粉体
を用いた電池を作製した。なお、負極格子には、鉛−カ
ルシウム系合金を用いた。これらの電池を用いてＪＩＳ
Ｄ−５３０１の寿命試験を行ない、放電容量の推移およ
び減液量を調べた。結果を図１に示す。放電容量は、試
験前の容量を１００％として比較したものであり、減液
量は試験前を０％として液減少量を重量％で示した。
極格子合金として鉛−アンチモン系合金および鉛−カル
シウム系合金を用い、電解液保持体としてシリカ微粉体
を用いた電池を作製した。なお、負極格子には、鉛−カ
ルシウム系合金を用いた。これらの電池を用いてＪＩＳ
Ｄ−５３０１の寿命試験を行ない、放電容量の推移およ
び減液量を調べた。結果を図１に示す。放電容量は、試
験前の容量を１００％として比較したものであり、減液
量は試験前を０％として液減少量を重量％で示した。
【００１７】Ｎｏ．２の電池は、寿命が最も短く、減液
量も多かった。これは正極格子より溶出したアンチモン
が負極板上に析出して水分解が増加し、電解液量が減少
したことがその原因である。Ｎｏ．３の電池では減液量
は少ないもののＮｏ．１の電池に比べ寿命が短かった。
これは、アンチモンを含まないために正極活物質が劣化
し易かったことおよび鉛−カルシウム系合金は鉛−アン
チモン系合金に比べて軟らかいために格子が伸びてショ
ートが起こったことなどが寿命原因となっている。
量も多かった。これは正極格子より溶出したアンチモン
が負極板上に析出して水分解が増加し、電解液量が減少
したことがその原因である。Ｎｏ．３の電池では減液量
は少ないもののＮｏ．１の電池に比べ寿命が短かった。
これは、アンチモンを含まないために正極活物質が劣化
し易かったことおよび鉛−カルシウム系合金は鉛−アン
チモン系合金に比べて軟らかいために格子が伸びてショ
ートが起こったことなどが寿命原因となっている。
【００１８】これらに対して、本発明品であるＮｏ．１
の正極格子に鉛−アンチモン系合金を用い、正負極間に
キレート樹脂を配置した電池では、寿命回数が最も長く
減液量も非常に少ないという結果が得られた。これは、
正極格子に鉛−アンチモン系合金を用いているために正
極活物質の劣化や格子の伸びが少なかったこと、またキ
レート樹脂がアンチモンの正極から負極への移動を阻止
したために減液量が少なくなったことなどがその理由で
ある。
の正極格子に鉛−アンチモン系合金を用い、正負極間に
キレート樹脂を配置した電池では、寿命回数が最も長く
減液量も非常に少ないという結果が得られた。これは、
正極格子に鉛−アンチモン系合金を用いているために正
極活物質の劣化や格子の伸びが少なかったこと、またキ
レート樹脂がアンチモンの正極から負極への移動を阻止
したために減液量が少なくなったことなどがその理由で
ある。
【００１９】本実施例ではキレート樹脂として粉末状キ
トサンを用いたが、重金属を捕捉するキレート樹脂で有
ればこれ以外のものを用いても同様の効果が期待でき
る。また、正極格子に鉛−アンチモン系合金、電解液保
持体にゲル状シリカを用いたゲル式およびガラスマット
を用いたリテーナ式鉛蓄電池、また正極板にクラッド式
極板を用いたクラッド式密閉鉛蓄電池についても、正負
極板間にキレート樹脂を配置することで本実施例と同じ
効果、すなわち減液量が少なく長寿命という性能が期待
できる。
トサンを用いたが、重金属を捕捉するキレート樹脂で有
ればこれ以外のものを用いても同様の効果が期待でき
る。また、正極格子に鉛−アンチモン系合金、電解液保
持体にゲル状シリカを用いたゲル式およびガラスマット
を用いたリテーナ式鉛蓄電池、また正極板にクラッド式
極板を用いたクラッド式密閉鉛蓄電池についても、正負
極板間にキレート樹脂を配置することで本実施例と同じ
効果、すなわち減液量が少なく長寿命という性能が期待
できる。
【００２０】
【発明の効果】上述の実施例からも明らかなように、本
発明による密閉式鉛蓄電池は鉛−アンチモン系合金より
成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と負極板と
の間隙にキレート樹脂を配置するという方法で従来の密
閉式鉛蓄電池の短所を克服することができ、その工業的
価値は甚だ大なるものである。
発明による密閉式鉛蓄電池は鉛−アンチモン系合金より
成る正極格子を用い、かつ少なくとも正極板と負極板と
の間隙にキレート樹脂を配置するという方法で従来の密
閉式鉛蓄電池の短所を克服することができ、その工業的
価値は甚だ大なるものである。
【図１】サイクル寿命試験中の容量推移および減液量を
示した図
示した図
Claims (3)
- 【請求項１】 充電中に発生する酸素ガスを負極で吸収
させる密閉式鉛蓄電池において、鉛−アンチモン系合金
よりなる正極格子を用い、かつ正極板と負極板との間隙
に、重金属イオンと配位結合する官能基を有する有機高
分子を配置したことを特徴とする密閉式鉛蓄電池。 - 【請求項２】 有機高分子がキトサンである請求項１に
記載の密閉式鉛蓄電池。 - 【請求項３】 有機高分子がリグニンである請求項１に
記載の密閉式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5090825A JPH06283190A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 密閉式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5090825A JPH06283190A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 密閉式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283190A true JPH06283190A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=14009373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5090825A Pending JPH06283190A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 密閉式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910130A1 (en) * | 1997-10-17 | 1999-04-21 | Japan Storage Battery Company Limited | Lead acid battery |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP5090825A patent/JPH06283190A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910130A1 (en) * | 1997-10-17 | 1999-04-21 | Japan Storage Battery Company Limited | Lead acid battery |
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