JPH0676814A - 密閉形鉛蓄電池用負極板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充放電Ｗｈ効率に優れ、充電受け入れ性がよ
く、密閉反応効率や寿命性能に優れる密閉形鉛蓄電池を
提供する。 【構成】 ＢＥＴ法で測定した比表面積が３０ m² /g以
上１５０ m² /g以下のカーボンを、鉛粉量に対して、１
重量％以上５重量％以下添加した負極活物質を用いる密
閉形鉛蓄電池用負極板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は密閉形鉛蓄電池用負極板
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】密閉形鉛蓄電池用の負極板に
は、その性能向上のために、いくつかの物質が添加され
ている。その例としては、負極板の導電性を向上させる
ためのカーボンや放電時に硫酸鉛の成長を抑制するリグ
ニン、そして、放電時に生成する硫酸鉛の結晶核となっ
て放電性能を向上させるバリウム等が挙げられる。

【０００３】この中でも、カーボンを添加することは、
密閉形鉛蓄電池の性能に大きく影響することが知られて
いる。しかし、従来の開放形鉛蓄電池の技術において
は、ＢＥＴ法で測定した比表面積が約50 m² /g程度の導
電性カーボンが 0.1％程度しか添加されなかった。これ
は、負極活物質中のカーボンの添加量を多くすると、充
放電を繰り返す内に活物質中の余剰のカーボンが大過剰
の電解液中に遊離してきて、実質的にカーボンを保持し
ておくことができずに、電解液を汚してしまうので、カ
ーボンの添加量を増やすことができなかったからであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかし、密閉形鉛蓄電池
においては、電解液量が少なかったり、電解液が固定さ
れて非流動化しているために、カーボンの添加量を増や
してもカーボンが遊離せず、負極活物質中に保持された
ままの状態で使用することができる。このように、負極
活物質中のカーボン添加量を増加させることは、密閉形
を採用することによって、従来の問題点を解決すること
ができる。

【０００５】

【作用】負極活物質中のカーボン添加量を増加させるこ
とによって、蓄電池の充電時の電圧の上昇が抑制され、
充放電Ｗｈ効率がよくなる。充電時の電圧の上昇が抑制
される原因は、負極活物質の充電受け入れ性能がよくな
ったことと、密閉反応効率がよくなったことによるもの
である。

【０００６】このように、カーボンの添加量を増加させ
ることによって、充放電Ｗｈ効率に優れ、充電受け入れ
性がよく、密閉反応効率のよい密閉形鉛蓄電池用負極活
物質の製造が可能となる。

【０００７】

【実施例】従来から実施されているように、鉛粉と導電
性カーボン、リグニン、バリウムの混合物を希硫酸によ
って連膏し、ペースト状にして格子体に充填することに
よって未化成の負極板とし、該負極板を希硫酸中にて通
電し、充電完了後に水洗、真空乾燥を行って、即用式負
極板を製造する。この負極板２枚と即用式の正極板３枚
を組み合わせ、硫酸を注液することによって、１０時間
率放電容量が約１０Ａｈ、２Ｖの各種鉛蓄電池を製作し
た。このとき、使用したカーボンのＢＥＴ表面積と添加
量、そして蓄電池の形式を表１に示す。

【０００８】

【表１】

【０００９】これらの蓄電池を、０．２５ＣＡで２時間
放電し、０．２ＣＡで３時間充電する寿命試験に供し
た。

【００１０】図１に示すように、カーボンのＢＥＴ表面
積を一定にして、カーボンの添加量について検討したと
ころ（電池Ｎｏ．１から電池Ｎｏ．５）、従来の電池で
ある電池Ｎｏ．１は約３００回の充放電で、その放電容
量が初期の放電容量の８０％まで低下した（寿命となっ
た）。カーボンの添加量を０．５％とした電池Ｎｏ．２
は約３５０回の充放電で寿命となり、大きな性能改善は
認められなかった。しかし、カーボンの添加量をそれぞ
れ、１％、５％とした電池Ｎｏ．３と電池Ｎｏ．４は寿
命となるまでに８００回の充放電に耐えることができ
た。このときの充電電圧は従来の電池である電池Ｎｏ．
１に比べて約１０％低く、充放電Ｗｈ効率もよかった。
また、密閉反応効率は標準よりも３０％よかった。しか
し、カーボンの添加量を１０％とした電池Ｎｏ．５は約
１００回の充放電で寿命となった。電池Ｎｏ．５が早期
に寿命となった原因は、カーボンの添加量が多すぎて、
鉛粉を希硫酸で練膏した時にペースト状にならず、格子
体にほどよく充填できなかったことによるものである。

【００１１】図２にカーボンのＢＥＴ表面積と添加量を
一定にして、密閉形電池と開放形電池（いわゆる液式電
池）を比較した結果を示す。電池Ｎｏ．３の密閉形電池
は、電解液量が少ないために放電容量は、電池Ｎｏ．６
の開放形電池のそれよりも約１０％少なかったが、寿命
となる（初期放電容量の８０％となる）までに、およそ
８００回の充放電に耐えた。しかし、電池Ｎｏ．６は約
３００回の充放電で寿命となった。

【００１２】寿命試験終了後の密閉電池［電池Ｎｏ．３
（カーボン添加量：１％、カーボンのＢＥＴ表面積：５
０ｍ² ／ｇ）］を解体し、その負極活物質を大過剰の氷
酢酸と過酸化水素を３対１で混合した溶液に溶解して、
その溶液を濾過することによって負極活物質中のカーボ
ンを回収したところ、０．１％のカーボンが回収でき
た。そのカーボンの比表面積をＢＥＴ法で測定したとこ
ろ、表面積は４８ｍ² ／ｇで初期に比べてほとんど変化
していなかった。また、寿命試験終了後の開放形電池
［電池Ｎｏ．６（カーボン添加量：１％、カーボンのＢ
ＥＴ表面積：５０ｍ² ／ｇ）］を解体し、同様にしてカ
ーボンの回収を試みたが、寿命試験中にその大半が電解
液中に放出されていたためほとんど回収できなかった。
この開放形電池の電解液はカーボンによって黒くなって
いた。

【００１３】図３に示すようにカーボンの添加量を１％
と一定にして、カーボンのＢＥＴ表面積について検討し
た（電池Ｎｏ．３、電池Ｎｏ．７から電池Ｎｏ．１０）
ところ、ＢＥＴ表面積が１０ｍ² ／ｇのカーボンを用い
た電池（電池Ｎｏ．７）は約３５０回の充放電で寿命と
なり、大きな性能改善は認められなかった。しかし、Ｂ
ＥＴ表面積が、それぞれ３０、５０、１５０ｍ² ／ｇの
カーボンを用いた電池（電池Ｎｏ．８、電池Ｎｏ．３、
電池Ｎｏ．９）は約８００回の充放電で寿命となり、大
幅に性能改善できた。ところが、ＢＥＴ表面積が２００
ｍ² ／ｇのカーボンを用いた電池（電池Ｎｏ．１０）は
約３００回の充放電で寿命となった。この原因は、電池
Ｎｏ．５ほどではなかったが、鉛粉を希硫酸で練膏した
時にペースト状にならず、格子体にうまく充填できなか
ったことによるものである。カーボンの表面積が大きい
と、吸油度（吸水性）が高くなり、ペースト状となるた
めの液量が不足したためであった。

【００１４】そこで、さらに各種カーボンを添加した負
極板を用いた密閉形鉛蓄電池を製作し、これらの蓄電池
を、０．２５ＣＡで２時間放電し、０．２ＣＡで３時間
充電する寿命試験に供した。表２は、添加したカーボン
の量とカーボンのＢＥＴ表面積を変えたときに、寿命と
なる（放電容量が初期の８０％になる）までのサイクル
数を示したものである。

【００１５】

【表２】

【００１６】

【発明の効果】以上のように、カーボンのＢＥＴ表面積
やカーボンの添加量を制御するという簡単な手段によ
り、充放電Ｗｈ効率に優れ、充電受け入れ性がよく、密
閉反応効率や寿命性能に優れる密閉形鉛蓄電池を製作す
ることができ、本発明である密閉形鉛蓄電池用負極板の
工業的価値ははなはだ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】カーボンの添加量を変えた負極板を用いた密閉
形電池の容量推移を示した図

【図２】密閉形電池と開放形電池（いわゆる液式電池）
の容量推移を比較した図

【図３】カーボンのＢＥＴ表面積を変えた負極板を用い
た密閉形電池の容量推移を示した図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＢＥＴ法で測定した比表面積が３０ m²
   /g以上１５０ m² /g以下のカーボンを、鉛粉量に対し
   て、１重量％以上５重量％以下添加した負極活物質を用
   いることを特徴とする密閉形鉛蓄電池用負極板。