JPH10270030A - 密閉式鉛蓄電池 - Google Patents
密閉式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH10270030A JPH10270030A JP9090324A JP9032497A JPH10270030A JP H10270030 A JPH10270030 A JP H10270030A JP 9090324 A JP9090324 A JP 9090324A JP 9032497 A JP9032497 A JP 9032497A JP H10270030 A JPH10270030 A JP H10270030A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- positive electrode
- active material
- antimon
- alloy
- 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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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
下するなどの欠点があり、また、鉛−アンチモン系合金
を使用すると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。正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用い、しかも正極から負極へのアンチモン
の移動を防ぐことができ、サイクル寿命性能の優れた密
閉式鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 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、正極格子に０．５％以
上１．７％以下のアンチモンを含む鉛−アンチモン系合
金を用い、かつ正極格子の小桟のすべてが、極板表面よ
り０．１ｍｍ以上内側にあって活物質に覆われているこ
とを特徴とする密閉式鉛蓄電池。
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
下するなどの欠点があり、また、鉛−アンチモン系合金
を使用すると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。正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用い、しかも正極から負極へのアンチモン
の移動を防ぐことができ、サイクル寿命性能の優れた密
閉式鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 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、正極格子に０．５％以
上１．７％以下のアンチモンを含む鉛−アンチモン系合
金を用い、かつ正極格子の小桟のすべてが、極板表面よ
り０．１ｍｍ以上内側にあって活物質に覆われているこ
とを特徴とする密閉式鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は密閉式鉛蓄電池の改
良に関するものである。
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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。
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】
【発明が解決しようとする課題】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。
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。
【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。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。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、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、かつ正極格子の小桟を
すべて活物質で覆ったことにある。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、正極格子
の小桟を活物質で覆うことで、アンチモンを極板内部に
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。
鑑みて、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、かつ正極格子の小桟を
すべて活物質で覆ったことにある。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、正極格子
の小桟を活物質で覆うことで、アンチモンを極板内部に
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。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、正極格子に鉛−アンチ
モン系合金を用いた密閉式鉛電池であれば、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、また極間にシリカ微粉体を充填した
顆粒シリカ式鉛蓄電池についても同様の効果、すなわち
減液量が少なく長寿命という性能が認められた。また格
子の製法や形状に関係なく、格子の外枠を構成する額縁
桟以外の、格子小桟を活物質で覆っていれば、鋳造格
子、合金シート打ち抜き格子、エキスパンド格子のいず
れの場合も同様の効果がみとめられた。
モン系合金を用いた密閉式鉛電池であれば、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、また極間にシリカ微粉体を充填した
顆粒シリカ式鉛蓄電池についても同様の効果、すなわち
減液量が少なく長寿命という性能が認められた。また格
子の製法や形状に関係なく、格子の外枠を構成する額縁
桟以外の、格子小桟を活物質で覆っていれば、鋳造格
子、合金シート打ち抜き格子、エキスパンド格子のいず
れの場合も同様の効果がみとめられた。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１１】（実施例１）比較を行なうために、表１に
示すように正極格子合金として鉛−１．７％アンチモン
系合金を用いた、厚さ２．３ｍｍの正極板で、小桟が図
１に示すように極板表面から上下とも０．１ｍｍ内側に
ある正極板１０枚と、厚さ１．７ｍｍの負極板１１枚
と、電解液保持体としてガラスマットを用いた定格容量
６０Ａｈ（３ｈＲ）のリテーナ式電池を作製した。
示すように正極格子合金として鉛−１．７％アンチモン
系合金を用いた、厚さ２．３ｍｍの正極板で、小桟が図
１に示すように極板表面から上下とも０．１ｍｍ内側に
ある正極板１０枚と、厚さ１．７ｍｍの負極板１１枚
と、電解液保持体としてガラスマットを用いた定格容量
６０Ａｈ（３ｈＲ）のリテーナ式電池を作製した。
【００１２】
【表１】 なお、負極格子には、鉛−カルシウム系合金を用いた。
比較のために、小桟が図２に示すように極板表面に露出
している、従来の正極板を用いた電池も併せて製作し
た。また正極格子に鉛−カルシウム系合金を用いた電池
も比較のために製作した。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３、４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。
比較のために、小桟が図２に示すように極板表面に露出
している、従来の正極板を用いた電池も併せて製作し
た。また正極格子に鉛−カルシウム系合金を用いた電池
も比較のために製作した。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３、４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。
【００１３】記号Ｂ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った。記号Ｃの電池では減液量は
少ないものの記号Ａ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であった。
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った。記号Ｃの電池では減液量は
少ないものの記号Ａ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であった。
【００１４】これらに対して、本発明品である、正極格
子に鉛−アンチモン系合金を用いて正極格子小桟を極板
表面より０．１ｍｍ内側にして活物質で覆った、記号Ａ
の電池では、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、また正極活物質がアンチモン
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。
子に鉛−アンチモン系合金を用いて正極格子小桟を極板
表面より０．１ｍｍ内側にして活物質で覆った、記号Ａ
の電池では、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、また正極活物質がアンチモン
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。
【００１５】（実施例２）つぎに、表２に示すように、
格子合金中のアンチモンの含有量のちがう正極格子で、
極板表面から小桟の表面までの活物質層厚さを変えて上
記と同様の試験を実施し、容量が初期の８０％になるま
での充放電サイクル数を調べた。結果を図５に示す。正
極格子中のアンチモン含有量が０．５％未満では正極の
寿命が短いために、極板表面から小桟までの距離に関わ
らず、早期に電池が劣化した。また、正極格子中のアン
チモン含有量が１．７％を越える場合と、正極格子中の
アンチモン含有量が０．５以上１．７％以下でかつ極板
表面から小桟の表面までの活物質層厚さが０．１ｍｍ未
満の場合には、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た
めに早期に寿命となった。
格子合金中のアンチモンの含有量のちがう正極格子で、
極板表面から小桟の表面までの活物質層厚さを変えて上
記と同様の試験を実施し、容量が初期の８０％になるま
での充放電サイクル数を調べた。結果を図５に示す。正
極格子中のアンチモン含有量が０．５％未満では正極の
寿命が短いために、極板表面から小桟までの距離に関わ
らず、早期に電池が劣化した。また、正極格子中のアン
チモン含有量が１．７％を越える場合と、正極格子中の
アンチモン含有量が０．５以上１．７％以下でかつ極板
表面から小桟の表面までの活物質層厚さが０．１ｍｍ未
満の場合には、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た
めに早期に寿命となった。
【００１６】
【表２】 以上の試験結果から、格子に、０．５％以上１．７％以
下のアンチモンを含む鉛−アンチモン系合金を用い、か
つ小桟のすべてが、極板表面より０．１ｍｍ以上内側に
あって活物質に覆われた正極板を用いた電池の寿命性能
が他に比べて特に優れていることがわかった。
下のアンチモンを含む鉛−アンチモン系合金を用い、か
つ小桟のすべてが、極板表面より０．１ｍｍ以上内側に
あって活物質に覆われた正極板を用いた電池の寿命性能
が他に比べて特に優れていることがわかった。
【００１７】
【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、かつ正極格子の小桟をすべて活物
質で覆う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、かつ正極格子の小桟をすべて活物
質で覆う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】本発明密閉式鉛蓄電池の正極格子断面の格子の
配置を示す模式図
配置を示す模式図
【図２】従来の正極格子断面の格子の配置を示す模式図
【図３】サイクル寿命試験中の容量推移を示す特性図
【図４】サイクル寿命試験中の減液量を示す特性図
【図５】サイクル寿命試験中容量が初期の80％になるま
でのサイクル数を示す特性図
でのサイクル数を示す特性図
１ 額縁桟 ２ 小桟
Claims (1)
- 【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、正極格子に０．５％以
上１．７％以下のアンチモンを含む鉛−アンチモン系合
金を用い、かつ正極格子の小桟のすべてが、極板表面よ
り０．１ｍｍ以上内側にあって活物質に覆われているこ
とを特徴とする密閉式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9090324A JPH10270030A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 密閉式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9090324A JPH10270030A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 密閉式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270030A true JPH10270030A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13995352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9090324A Pending JPH10270030A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 密閉式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270030A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910130A1 (en) * | 1997-10-17 | 1999-04-21 | Japan Storage Battery Company Limited | Lead acid battery |
| JP2004192870A (ja) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP9090324A patent/JPH10270030A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0910130A1 (en) * | 1997-10-17 | 1999-04-21 | Japan Storage Battery Company Limited | Lead acid battery |
| JP2004192870A (ja) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池およびその製造方法 |
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