JPH10199535A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH10199535A JPH10199535A JP8358328A JP35832896A JPH10199535A JP H10199535 A JPH10199535 A JP H10199535A JP 8358328 A JP8358328 A JP 8358328A JP 35832896 A JP35832896 A JP 35832896A JP H10199535 A JPH10199535 A JP H10199535A
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- JP
- Japan
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- fiber
- active material
- positive electrode
- fiber length
- service life
- 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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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極にＰｂ−Ｃａ系合金格子を用いる密閉形
鉛電池は、正極にＳｂ合金格子を用いた液式電池のそれ
に比べるとサイクル寿命がかなり短い。この原因の一つ
である格子／活物質界面の硫酸鉛層生成の悪影響を改善
するために、正極活物質にスズ酸化物粉末などを添加す
ることが提案されているが、実際には充分な改善効果は
得られなかった。 【解決手段】 正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用い、正
極活物質に繊維長が２〜１０ｍｍの導電性二酸化スズ繊
維を正極活物質重量あたり０．５〜５％添加してなる密
閉形鉛蓄電池。
鉛電池は、正極にＳｂ合金格子を用いた液式電池のそれ
に比べるとサイクル寿命がかなり短い。この原因の一つ
である格子／活物質界面の硫酸鉛層生成の悪影響を改善
するために、正極活物質にスズ酸化物粉末などを添加す
ることが提案されているが、実際には充分な改善効果は
得られなかった。 【解決手段】 正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用い、正
極活物質に繊維長が２〜１０ｍｍの導電性二酸化スズ繊
維を正極活物質重量あたり０．５〜５％添加してなる密
閉形鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は正極格子にＰｂ−Ｃ
ａ系合金を用いた密閉形鉛蓄電池の性能向上に関するも
ので、特に正極活物質へ導電性の二酸化スズ繊維を添加
することによりエネルギー密度の増加をはかるとともに
正極活物質の劣化を防いで密閉形鉛蓄電池の寿命性能の
向上と安定化を図ることを目的とするものである。
ａ系合金を用いた密閉形鉛蓄電池の性能向上に関するも
ので、特に正極活物質へ導電性の二酸化スズ繊維を添加
することによりエネルギー密度の増加をはかるとともに
正極活物質の劣化を防いで密閉形鉛蓄電池の寿命性能の
向上と安定化を図ることを目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池には、現在最も広く使わ
れている、微細ガラスマットセパレータを正、負極板に
当接したリテーナ式電池と、古くからヨーロッパを中心
に用いられている、電解液をコロイダルシリカでゲル化
したゲル式電池と、近年開発が進められている、顆粒状
のシリカを極板間および極板群の周囲に充填し、そのシ
リカに電解液を含浸させたた顆粒シリカ式電池とがあ
る。
れている、微細ガラスマットセパレータを正、負極板に
当接したリテーナ式電池と、古くからヨーロッパを中心
に用いられている、電解液をコロイダルシリカでゲル化
したゲル式電池と、近年開発が進められている、顆粒状
のシリカを極板間および極板群の周囲に充填し、そのシ
リカに電解液を含浸させたた顆粒シリカ式電池とがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの密閉電池は、
正極にＰｂ−Ｃａ系合金格子を用いており、そのためサ
イクル寿命が、従来の正極にＳｂ合金格子を用いた液式
電池のそれに比べると、かなり短いことが知られてい
る。この原因の一つは正極格子／活物質界面に硫酸鉛層
（いわゆるバリヤー層）が生成するからである。その対
策の一つとして古くから正極格子合金中にスズ量を多く
添加したり正極活物質にスズを添加するという技術があ
る。スズを添加すると、格子／活物質界面の腐食層の導
電性を向上させるなどと言われている。また、従来から
導電性を高めるために二酸化スズに微量のアンチモンを
ドープした導電性をもつ二酸化スズを正極活物質に添加
する技術もある。
正極にＰｂ−Ｃａ系合金格子を用いており、そのためサ
イクル寿命が、従来の正極にＳｂ合金格子を用いた液式
電池のそれに比べると、かなり短いことが知られてい
る。この原因の一つは正極格子／活物質界面に硫酸鉛層
（いわゆるバリヤー層）が生成するからである。その対
策の一つとして古くから正極格子合金中にスズ量を多く
添加したり正極活物質にスズを添加するという技術があ
る。スズを添加すると、格子／活物質界面の腐食層の導
電性を向上させるなどと言われている。また、従来から
導電性を高めるために二酸化スズに微量のアンチモンを
ドープした導電性をもつ二酸化スズを正極活物質に添加
する技術もある。
【０００４】しかし実際に上記スズ酸化物を添加して
も、ほとんど性能の向上は認められなかった。この原因
を調査したところ、これまでの実験では二酸化スズ粉末
または短繊維が用いられており導電性ネットワークが完
全には形成されていないことがわかった。
も、ほとんど性能の向上は認められなかった。この原因
を調査したところ、これまでの実験では二酸化スズ粉末
または短繊維が用いられており導電性ネットワークが完
全には形成されていないことがわかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明密閉形鉛蓄電池
は、正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用いた密閉形鉛蓄電
池において、正極活物質に繊維長が２〜１０ｍｍの導電
性二酸化スズ繊維を正極活物質重量あたり０．５〜５％
添加することを特徴とする。
は、正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用いた密閉形鉛蓄電
池において、正極活物質に繊維長が２〜１０ｍｍの導電
性二酸化スズ繊維を正極活物質重量あたり０．５〜５％
添加することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明による密閉形鉛蓄電池は、
正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用い、正極活物質に繊維
長が２〜１０ｍｍの導電性二酸化スズ繊維を正極活物質
重量あたり０．５〜５％添加する。このようにすること
により、密閉形鉛蓄電池のエネルギー密度および寿命性
能を向上させることができる。
正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用い、正極活物質に繊維
長が２〜１０ｍｍの導電性二酸化スズ繊維を正極活物質
重量あたり０．５〜５％添加する。このようにすること
により、密閉形鉛蓄電池のエネルギー密度および寿命性
能を向上させることができる。
【０００７】我々は種々の試験を行なった結果、従来の
常識では考えられない程の長い導電性繊維、すなわち繊
維長が２〜１０ｍｍの二酸化スズ繊維を０．５〜５％添
加することによりエネルギー密度の向上および長寿命化
が達成できることがわかった。
常識では考えられない程の長い導電性繊維、すなわち繊
維長が２〜１０ｍｍの二酸化スズ繊維を０．５〜５％添
加することによりエネルギー密度の向上および長寿命化
が達成できることがわかった。
【０００８】以下の実施例にその結果を示す。なお、以
降「導電性二酸化スズ繊維」のことを「ＳｎＯ2 繊維」
と称す。
降「導電性二酸化スズ繊維」のことを「ＳｎＯ2 繊維」
と称す。
【０００９】
【実施例】繊維長が０．１ｍｍ（Ａ）、２ｍｍ（Ｂ）、
５ｍｍ（Ｃ）、１０ｍｍ（Ｄ）、２０ｍｍ（Ｅ）のＳｎ
Ｏ2 繊維を分散させた酸化スズ水溶液を、各々活物質重
量当り０．１％（ｂ）、０．５％（ｃ）、１％（ｄ）、
２％（ｅ）、５％（ｆ）、７％（ｇ）添加したペースト
をＰｂ−０．１％Ｃａ−１．５％Ｓｎ合金からなる格子
に充填し２．４ｍｍ厚さの正極板を製作する。この正極
板１０枚と１．７ｍｍ厚さのペースト式負極板１１枚と
微細ガラスマットセパレータとから、約６３Ａｈ（３ｈ
Ｒ）−１２Ｖのリテーナ式密閉電池を通常の製法になら
って製作した。なお、ＳｎＯ2 繊維を添加していない従
来の標準極板を用いた電池（ａ）も併せて製作した。
５ｍｍ（Ｃ）、１０ｍｍ（Ｄ）、２０ｍｍ（Ｅ）のＳｎ
Ｏ2 繊維を分散させた酸化スズ水溶液を、各々活物質重
量当り０．１％（ｂ）、０．５％（ｃ）、１％（ｄ）、
２％（ｅ）、５％（ｆ）、７％（ｇ）添加したペースト
をＰｂ−０．１％Ｃａ−１．５％Ｓｎ合金からなる格子
に充填し２．４ｍｍ厚さの正極板を製作する。この正極
板１０枚と１．７ｍｍ厚さのペースト式負極板１１枚と
微細ガラスマットセパレータとから、約６３Ａｈ（３ｈ
Ｒ）−１２Ｖのリテーナ式密閉電池を通常の製法になら
って製作した。なお、ＳｎＯ2 繊維を添加していない従
来の標準極板を用いた電池（ａ）も併せて製作した。
【００１０】これらの電池は常法に従って所定の注液、
化成を行なった。その後、まず３０℃で１／３ＣＡ放電
容量を測定した後、寿命試験を行った。寿命試験は４０
℃で、１／３ＣＡ電流で毎回１．７Ｖまで放電した後、
その放電量の約１１０％を定電流−定電圧方式で充電す
るというパターンで寿命試験に供した。また、初期容量
の８０％まで容量低下した時点でのサイクル数を寿命と
した。
化成を行なった。その後、まず３０℃で１／３ＣＡ放電
容量を測定した後、寿命試験を行った。寿命試験は４０
℃で、１／３ＣＡ電流で毎回１．７Ｖまで放電した後、
その放電量の約１１０％を定電流−定電圧方式で充電す
るというパターンで寿命試験に供した。また、初期容量
の８０％まで容量低下した時点でのサイクル数を寿命と
した。
【００１１】図１に繊維長の異なる酸化スズ繊維の添加
量と初期容量との関係を示す。繊維長が請求範囲の２，
５，１０ｍｍで酸化スズ繊維添加量が０．５％以上の場
合、初期容量が著しく向上する効果が見られた。これは
極板内に導電性ネットワークが形成され電流分布が均一
となったためと思われる。
量と初期容量との関係を示す。繊維長が請求範囲の２，
５，１０ｍｍで酸化スズ繊維添加量が０．５％以上の場
合、初期容量が著しく向上する効果が見られた。これは
極板内に導電性ネットワークが形成され電流分布が均一
となったためと思われる。
【００１２】一方、繊維長が０．１ｍｍと短い場合およ
び２０ｍｍと一番長い場合では、初期容量は添加量にか
かわらず従来の酸化スズを添加していない電池と大差な
かった。繊維長が０．１ｍｍの場合に初期容量が増加し
なかったのは、繊維長が短いために極板内の導電性ネッ
トワークが充分に形成されず電流分布が不均一となり、
極板内部の正極活物質が充分に充放電反応に寄与できな
いためと思われる。
び２０ｍｍと一番長い場合では、初期容量は添加量にか
かわらず従来の酸化スズを添加していない電池と大差な
かった。繊維長が０．１ｍｍの場合に初期容量が増加し
なかったのは、繊維長が短いために極板内の導電性ネッ
トワークが充分に形成されず電流分布が不均一となり、
極板内部の正極活物質が充分に充放電反応に寄与できな
いためと思われる。
【００１３】また、ＳｎＯ2 繊維長が２０ｍｍの場合に
初期容量が向上しなかったのは、繊維長が長いために繊
維どうしが絡み合って凝集し粉体粒子状となり導電性ネ
ットワークが形成されなかったためと思われる。
初期容量が向上しなかったのは、繊維長が長いために繊
維どうしが絡み合って凝集し粉体粒子状となり導電性ネ
ットワークが形成されなかったためと思われる。
【００１４】次に、図２に酸化スズ繊維の添加量と寿命
性能との関係を示す。図１と同様に、本請求範囲の繊維
長が２〜１０ｍｍであってかつ添加量が０．５〜５％の
導電性ＳｎＯ2 繊維を添加した電池の場合には、従来の
ＳｎＯ2 繊維を添加していない電池よりも著しく寿命性
能が向上した。繊維長が０．１ｍｍと短い場合および２
０ｍｍと一番長い場合では、寿命性能は添加量にかかわ
らず従来の酸化スズを添加していない電池と大差なかっ
た。
性能との関係を示す。図１と同様に、本請求範囲の繊維
長が２〜１０ｍｍであってかつ添加量が０．５〜５％の
導電性ＳｎＯ2 繊維を添加した電池の場合には、従来の
ＳｎＯ2 繊維を添加していない電池よりも著しく寿命性
能が向上した。繊維長が０．１ｍｍと短い場合および２
０ｍｍと一番長い場合では、寿命性能は添加量にかかわ
らず従来の酸化スズを添加していない電池と大差なかっ
た。
【００１５】繊維長が０．１ｍｍの場合に寿命性能が向
上しないのは、繊維長が短いために活物質粒子間の導電
性ネットワークが十分に形成されず不均一な反応が起こ
って極板内部の活物質が劣化したためと考えられる。ま
た、繊維長が２０ｍｍの場合に寿命性能が向上しないの
は、繊維長が長いために繊維どうしが絡み合って凝集し
粉体粒子状となり極板中に偏在し導電性ネットワークが
形成されず同様に不均一な電流分布となるためと思われ
る。
上しないのは、繊維長が短いために活物質粒子間の導電
性ネットワークが十分に形成されず不均一な反応が起こ
って極板内部の活物質が劣化したためと考えられる。ま
た、繊維長が２０ｍｍの場合に寿命性能が向上しないの
は、繊維長が長いために繊維どうしが絡み合って凝集し
粉体粒子状となり極板中に偏在し導電性ネットワークが
形成されず同様に不均一な電流分布となるためと思われ
る。
【００１６】なお、本実施例で用いたＳｎＯ2 繊維は、
アンチモンを微量ドープして導電性を付与しており、そ
の繊維の導電率は１０2 Ωcmであった。
アンチモンを微量ドープして導電性を付与しており、そ
の繊維の導電率は１０2 Ωcmであった。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は密閉形鉛蓄
電池において正極活物質に繊維長が２〜１０ｍｍ、添加
量が１〜５％の導電性酸化スズ繊維を添加した正極板を
用いることにより、密閉形鉛蓄電池の初期容量および寿
命性能が著しく改善されるもので、密閉形鉛蓄電池の実
用化という見地から、その工業的価値はきわめて大き
い。
電池において正極活物質に繊維長が２〜１０ｍｍ、添加
量が１〜５％の導電性酸化スズ繊維を添加した正極板を
用いることにより、密閉形鉛蓄電池の初期容量および寿
命性能が著しく改善されるもので、密閉形鉛蓄電池の実
用化という見地から、その工業的価値はきわめて大き
い。
【図１】酸化スズ繊維添加量、繊維長と初期容量との関
係を示す特性図
係を示す特性図
【図２】酸化スズ繊維添加量、繊維長と寿命性能との関
係を示す特性図
係を示す特性図
Claims (1)
- 【請求項１】 正極格子にＰｂ−Ｃａ系合金を用いた密
閉形鉛蓄電池において、正極活物質に繊維長が２〜１０
ｍｍの導電性二酸化スズ繊維を正極活物質重量あたり
０．５〜５％添加することを特徴とする密閉形鉛蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8358328A JPH10199535A (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8358328A JPH10199535A (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199535A true JPH10199535A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=18458737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8358328A Pending JPH10199535A (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10199535A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016225302A (ja) * | 2010-09-29 | 2016-12-28 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池及びこれを用いたアイドリングストップ車 |
-
1996
- 1996-12-28 JP JP8358328A patent/JPH10199535A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016225302A (ja) * | 2010-09-29 | 2016-12-28 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池及びこれを用いたアイドリングストップ車 |
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