JPH0822843A - 鉛蓄電池の充電方法 - Google Patents
鉛蓄電池の充電方法Info
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Abstract
池の寿命性能を著しく向上させることができる充電方法
を提供する。 【構成】 実質的にアンチモンを含まない鉛合金格子を
用いた、完全充電状態での電解液比重が1.24以上
1.38以下の鉛蓄電池を充電する方法であって、電池
の完全充電状態における電解液比重をs、充電開始から
充電終了までの時間(充電時間)をT(時間)として、
T≦71−50sで表わされる充電時間以内に充電を終
了する、鉛蓄電池の充電方法。
Description
鉛合金格子を用いた鉛蓄電池の充電方法に関し、さらに
詳しくは、交互に充放電して用いる電池の充電方法に関
するものである。
来より主として鉛−アンチモン系合金が用いられている
が、補水等の保守が不要な、いわゆるメンテナンスフリ
ータイプの鉛蓄電池では、電解液の水の損失を防ぐため
に、通常、鉛−カルシウム合金などのアンチモンを含ま
ない鉛合金が用いられている。
は、深い充放電を繰り返すと、放電中に正極板の格子と
活物質との界面に硫酸鉛の不働態層が形成されて早期に
容量が低下することがあり、特に高比重の電解液を用い
た高性能の電池ではその傾向が顕著である。したがっ
て、長寿命が要求される用途では低比重の電解液を用い
ざるを得ず、放電性能を犠牲にしなければならなかっ
た。
手段として、従来より、アンチモン合金以外でなおかつ
格子と活物質との界面に不働態層が形成されにくい合金
組成について種々検討がなされているが、アンチモン合
金に匹敵するような合金は未だに開発されておらず、短
寿命の問題を克服するにはいたっていない。
を含まない正極格子の界面における不働態層生成の防止
方法について鋭意研究を重ねた結果、従来から検討され
てきた格子合金組成の改良によってではなく、格子が腐
食下におかれる条件を最適化すること、すなわち充電方
法を最適化することによって不働態層の生成を防ぎ、電
池の寿命性能を著しく向上させることができることを見
いだし、本発明に到達した。その要旨は、電池の電解液
比重に適した充電時間を選択することにある。具体的に
は、充電する電池の電解液比重をs、充電時間をT時間
として、T≦71−50sで表わされる充電時間以内に
充電することにある。
正極板の格子と活物質の界面に硫酸鉛の不働態層が形成
される原因は、格子腐食層が活物質に比べて反応性が高
く、放電時に活物質が充分放電される前に腐食層が放電
されることによるものである。一方、アンチモン合金格
子の腐食層は、活物質に比べて放電しにくく安定であ
る。このような腐食層の反応性の違いは腐食層の組成や
構造の違いによって生ずるものと考えられる。
造によって異なるが、それ以外に、格子界面の電位、電
流密度、水素イオン濃度(pH)などの、格子が腐食下
におかれる条件や、その腐食条件下におかれる時間とい
った電気化学的な条件によっても大きく変化する。
る条件に着目し、研究を重ねた結果、腐食層の反応性に
は、格子界面のpHと密接に関係している電解液比重
と、格子界面が高い電位にさらされている時間、すなわ
ち充電時間が大きく影響しており、ある一定の比重の電
解液を用いた電池では、一定時間以上高い電位にさらさ
れると反応性に富んだ腐食層が形成されることを見いだ
した。
が高い腐食層の形成を防止する充電条件を電解液比重と
の関係において詳細に検討して、その最適値を見いだし
たものである。本発明になる充電方法を用いて、反応性
に富んだ腐食層が形成される前に充電を終了することに
よって、不働態層の生成を防ぎ、電池の寿命性能を著し
く向上させることが可能となる。その詳細について、以
下に実施例を用いて説明する。
を充填した正極板と負極板とを微細ガラス繊維セパレー
タを介し交互に積層して極板群を形成し、比重1.32
(s=1.32)の硫酸を吸収、保持させて、2V−6
Ahの密閉形鉛蓄電池を作製した。電解液比重は開回路
電圧から算出して確認を行った。
種々の充電条件で充放電サイクル寿命試験を行った。放
電は、2Aで1.65Vまでとし、充電は定電流−定電
圧方式(3A−2.4V)とした。本発明になる充電方
法(T≦71−50s=5)の実施例として充電時間
(T)を3、4、5時間とした場合、また比較例として
充電時間(T)を6、8、10時間とした場合について
試験を行った結果を図1に示す。この結果から明らかな
ように、本発明になる充電方法、すなわち充電時間を5
時間以内とした場合には良好な容量推移を示すが、5時
間を超えて充電した場合には充電時間を長くするほど容
量低下が激しくなることがわかる。
間を超えて充電した電池について容量が初期の50%と
なった時点で電池を解体調査したところ、正極板の格子
と活物質との界面に不働態層が形成されていることが確
認された。また、充電時間を5時間以内としたものにつ
いては、500サイクルの時点で電池を解体調査した
が、不働態層の形成はみられなかった。
ては、初期から容量が低めに推移しているが、これは電
池が満充電されていないことを示しており、必要に応じ
て補充電を行なえば容量は回復し、寿命性能上特に問題
はないものである。 (実施例2)実施例1と同様の試験を充電電圧を2.5
V、2.3Vとした場合についても実施した。充電電圧
を2.5Vとした場合の結果を図2に、2.3Vとした
場合の結果を図3に示す。この結果から明らかなよう
に、いずれの充電電圧でも、充電時間(T)を5時間以
内とした場合には良好な容量推移を示しているが、5時
間を超えて充電した場合には充電時間を長くするほど容
量低下が激しくなることがわかる。 (実施例3)実施例1、2の場合と同じ電解液比重1.
32の電池を用いて、電流、時間を変えた充電条件で同
様のサイクル寿命試験を行った。なお、充電方式は定電
流−定電圧方式とし、いずれもほぼ満充電になるように
充電条件を設定した。試験の結果を図4に示す。
−2.4Vで2時間、bは5A−2.4Vで3時間、c
は3A−2.4Vで4時間、dは2A−2.4Vで5時
間、eは1.5A−2.4Vで6時間、fは1A−2.
4Vで8時間、gは0.8A−2.4Vで10時間とし
た場合である。
大きくして充電時間を短くするほど寿命性能が大きく向
上し、特に充電時間を5時間以内とした場合には良好な
容量推移を示すことがわかる。 (実施例4)実施例1〜3に示した試験の温度条件を1
0〜40℃まで変えて行なった場合の試験結果を充電時
間と寿命サイクル数との関係としてまとめて図5に示
す。なお、ここで寿命サイクル数は、初期の容量の50
%を切った時点とした。この結果から明らかなように、
サイクル寿命性能は充電時間を短くするほど向上し、特
に充電時間を5時間以内とした場合には良好な容量推移
を示すことがわかる。 (実施例5)さらに、比重が1.28、1.30、1.
34(s=1.28、1.30、1.34)の電解液を
用いて電池を製作し、種々の充電条件で実施例1〜4に
示した試験と同様のサイクル寿命試験を行った。試験結
果を実施例4の結果と合わせて図6に示す。試験結果か
ら明かなように、電池の電解液比重をs、充電時間をT
時間とすると、s=1.34のときT≦4、s=1.3
2のときT≦5、s=1.30のときT≦6、s=1.
28のときT≦7の条件で充電すれば、すなわち、比重
sの電解液を用いた電池を充電する場合に(71−50
s)時間以内に充電すれば、寿命性能が著しく向上する
ことがわかる。
定電圧方式を用いたが、定電流−定電圧−定電流方式、
段別定電流方式、準定電圧方式など、他の充電方式を用
いた場合でも、本発明になる充電方法によって充電を行
なえば同様の効果を得ることができる。
り、実質的にアンチモンを含まない鉛合金格子を用いた
電池の寿命性能を著しく向上させることができる。さら
に、本発明により、従来短寿命で実用にならなかった高
性能の電池を用いることも可能となって、その工業的価
値は非常に大きい。
きの寿命試験結果を示す図
きの寿命試験結果を示す図
命サイクル数との関係を示す図
Claims (1)
- 【請求項1】実質的にアンチモンを含まない鉛合金格子
を用いた、完全充電状態での電解液比重が1.24以上
1.38以下の鉛蓄電池を充電する方法であって、充電
する電池の完全充電状態における電解液比重をs、充電
開始から充電終了までの時間(充電時間)をT(時間)
として、T≦71−50sで表わされる充電時間以内に
充電を終了することを特徴とする鉛蓄電池の充電方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17752094A JP3582068B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 鉛蓄電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17752094A JP3582068B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 鉛蓄電池の充電方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0822843A true JPH0822843A (ja) | 1996-01-23 |
JP3582068B2 JP3582068B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=16032358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17752094A Expired - Fee Related JP3582068B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 鉛蓄電池の充電方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3582068B2 (ja) |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP17752094A patent/JP3582068B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3582068B2 (ja) | 2004-10-27 |
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