JPS61224271A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPS61224271A JPS61224271A JP60064240A JP6424085A JPS61224271A JP S61224271 A JPS61224271 A JP S61224271A JP 60064240 A JP60064240 A JP 60064240A JP 6424085 A JP6424085 A JP 6424085A JP S61224271 A JPS61224271 A JP S61224271A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antimony
- content
- alloy
- tin
- lead
- 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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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/68—Selection of materials for use in lead-acid accumulators
- H01M4/685—Lead alloys
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、鉛蓄電池の液減り並びに寿命性能の改善に関
するものである。
するものである。
従来の技術
従来、鉛蓄電池の陽極格子合金には約３〜４．５重量パ
ーセントのアンチモンを添加した鉛合金が使用されてい
た。
ーセントのアンチモンを添加した鉛合金が使用されてい
た。
発明が解決しようとする問題点
この種の鉛蓄電池は、使用中陽極格子合金中に仕込んだ
アンチモンが徐々に酸化して溶出し、−１＝ 充電時や放置中に陰極板に析出して水素過電圧などに電
析すると、充電時の水素過電圧を下げたり、放置中に局
部電池を形成して自己放電を促進するなど、鉛蓄電池の
性能低下と密接な関係がある。
アンチモンが徐々に酸化して溶出し、−１＝ 充電時や放置中に陰極板に析出して水素過電圧などに電
析すると、充電時の水素過電圧を下げたり、放置中に局
部電池を形成して自己放電を促進するなど、鉛蓄電池の
性能低下と密接な関係がある。
そのため、陽極格子合金中のアンチモン含有量を少なく
して、これらの性能の向上が試みられているが、陽極格
子合金中のアンチモンは鉛の電気的なコンタクトを保つ
作用を有し、充放電による陽極板の容量低下を防止する
機能を発揮する。陽極格子合金中のアンチモン含有量を
低下させた場合には、陽極板のサイクルによる容量の減
少程度はほぼ格子合金中のアンチモン含有量に比例して
起ることが知られており１．１−記の自己放電や水素過
電圧の低下を抑制せんと陽極格子中のアンチモン含有量
を下げた場合ｌこは陽極板のサイクル寿命が低下すると
いう、蓄電池として致命的な問題があり改善が要望され
ている。
して、これらの性能の向上が試みられているが、陽極格
子合金中のアンチモンは鉛の電気的なコンタクトを保つ
作用を有し、充放電による陽極板の容量低下を防止する
機能を発揮する。陽極格子合金中のアンチモン含有量を
低下させた場合には、陽極板のサイクルによる容量の減
少程度はほぼ格子合金中のアンチモン含有量に比例して
起ることが知られており１．１−記の自己放電や水素過
電圧の低下を抑制せんと陽極格子中のアンチモン含有量
を下げた場合ｌこは陽極板のサイクル寿命が低下すると
いう、蓄電池として致命的な問題があり改善が要望され
ている。
問題点を解決するための手段
本発明は上記の如き点に鑑み、陽極格子合金に注目して
種々検討したところ、それらを改良するためには、陽極
格子合金中のアンチモン含有率とスズ含有率の和が１．
５から２９重量パーセントとなるように仕込むことによ
って、陽極格子合金中のアンチモン含有率を下げた場合
にも陽極板のサイクル寿命を改善でき、鉛蓄電池の特性
向上を図るものである。
種々検討したところ、それらを改良するためには、陽極
格子合金中のアンチモン含有率とスズ含有率の和が１．
５から２９重量パーセントとなるように仕込むことによ
って、陽極格子合金中のアンチモン含有率を下げた場合
にも陽極板のサイクル寿命を改善でき、鉛蓄電池の特性
向上を図るものである。
作用
鉛合金中に含有するアンチモンは格子が初充電あるいは
充電時に、ルチル型の酸化被膜（主成分はα−ｐｂＯ，
）を形成し易く、そのため活物質である二酸化鉛（β−
ｐｂｏ、）と格子の鉛との電気的なコンタクトを充分に
形成せしめ、しかも、放電時には陽極格子からその一部
が溶出して活物質又は酸化被膜に吸着し、陽極板の集電
体として機能する格子近傍での放電反応を抑制する。と
ころが、アンチモン含有量を少なくした鉛合金格子では
上記反応が充分に機能するに必要な結晶粒界が形成され
難いため、格子体と活物質問あるいはその近傍において
、アンチモンイオンを介在しない充放電反応が進行する
ため、上記の如く、充放電による陽極板容量の低下がよ
り速く進行するようになると知られている。一般に、鉛
合金中に添加したアンチモンはその合金が示す結晶粒界
において、仕込量の２〜ｌＯ倍偏析しており、この偏析
したアンチモンが充放電に重要な作用をするため、アン
チモン含有量を下げた場合には偏析量の絶対量も低下し
、しかも、アンチモン含有量を下げた結晶をよく観察し
てみると、アンチモンの分布が全く示さない領域の存在
比率が多くなるアンチモンの偏析量とこの分布のない領
域とが充放電サイクル寿命と密接に関連していると言え
る。そこで、結晶粒界におけるアンチモンの偏析量は鉛
合金に仕込まれたアンチモン量に対応して形成されると
予測されることから、粒界で囲まれ、アンチモンの分布
の認められない領域における充放電反応を検討したとこ
ろ、１〜２．７％アンチモンを含有する鉛合金において
、アンチモン含有率とスズ含有率の和が１．６〜２．９
優になるような合金組成にコントロールすることによっ
て、アンチモンが分布しない結晶領域において、添加し
たスズが均一に分散して分布し、スズが初充電あるいは
充放電によって、ルチル型の酸化被膜を生成するため格
子合金中のアンチモン含有率が少なくなった場合にも、
陽極板の充放電サイクルによる容量の低下は非常に少な
くなると考えられる。
充電時に、ルチル型の酸化被膜（主成分はα−ｐｂＯ，
）を形成し易く、そのため活物質である二酸化鉛（β−
ｐｂｏ、）と格子の鉛との電気的なコンタクトを充分に
形成せしめ、しかも、放電時には陽極格子からその一部
が溶出して活物質又は酸化被膜に吸着し、陽極板の集電
体として機能する格子近傍での放電反応を抑制する。と
ころが、アンチモン含有量を少なくした鉛合金格子では
上記反応が充分に機能するに必要な結晶粒界が形成され
難いため、格子体と活物質問あるいはその近傍において
、アンチモンイオンを介在しない充放電反応が進行する
ため、上記の如く、充放電による陽極板容量の低下がよ
り速く進行するようになると知られている。一般に、鉛
合金中に添加したアンチモンはその合金が示す結晶粒界
において、仕込量の２〜ｌＯ倍偏析しており、この偏析
したアンチモンが充放電に重要な作用をするため、アン
チモン含有量を下げた場合には偏析量の絶対量も低下し
、しかも、アンチモン含有量を下げた結晶をよく観察し
てみると、アンチモンの分布が全く示さない領域の存在
比率が多くなるアンチモンの偏析量とこの分布のない領
域とが充放電サイクル寿命と密接に関連していると言え
る。そこで、結晶粒界におけるアンチモンの偏析量は鉛
合金に仕込まれたアンチモン量に対応して形成されると
予測されることから、粒界で囲まれ、アンチモンの分布
の認められない領域における充放電反応を検討したとこ
ろ、１〜２．７％アンチモンを含有する鉛合金において
、アンチモン含有率とスズ含有率の和が１．６〜２．９
優になるような合金組成にコントロールすることによっ
て、アンチモンが分布しない結晶領域において、添加し
たスズが均一に分散して分布し、スズが初充電あるいは
充放電によって、ルチル型の酸化被膜を生成するため格
子合金中のアンチモン含有率が少なくなった場合にも、
陽極板の充放電サイクルによる容量の低下は非常に少な
くなると考えられる。
実施例
本発明の一実施例を説明する。
陽極格子合金として、アンチモン、スズの配合量を種々
変えた鉛合金を用い、他に、０．３重量パーセントの砒
素、０．０５重量パーセントのセレンを添加したものを
用い、アルゴン雰ｍｆｉ中で約５００〜５５０″Ｃに加
熱溶解して、厚み１、７ ｒａｍ 、巾１４５＃ＯＫ、
高さ１２０＋ｍの格子体を鋳造した。陰極板の鉛合金に
は、０．１重量パーセントのカルシウム、０．３重量パ
ーセントのスズを含むカルシウム合金を用い、厚み１．
３■で巾、高さは陽極板で同一寸法の格子を鋳造して得
た。
変えた鉛合金を用い、他に、０．３重量パーセントの砒
素、０．０５重量パーセントのセレンを添加したものを
用い、アルゴン雰ｍｆｉ中で約５００〜５５０″Ｃに加
熱溶解して、厚み１、７ ｒａｍ 、巾１４５＃ＯＫ、
高さ１２０＋ｍの格子体を鋳造した。陰極板の鉛合金に
は、０．１重量パーセントのカルシウム、０．３重量パ
ーセントのスズを含むカルシウム合金を用い、厚み１．
３■で巾、高さは陽極板で同一寸法の格子を鋳造して得
た。
各格子には常法に従って、鉛粉（酸化度７０’係）と水
と希硫酸（比重１．２６０）で混練して得たペーストを
充填し、熟成、乾燥して陽極板、陰極板を得た。試験は
陽極板５枚、陰極板６枚から成る２０時間率容量が６０
Ａｈの電池を製作し、電解液比重を１．２６５とした。
と希硫酸（比重１．２６０）で混練して得たペーストを
充填し、熟成、乾燥して陽極板、陰極板を得た。試験は
陽極板５枚、陰極板６枚から成る２０時間率容量が６０
Ａｈの電池を製作し、電解液比重を１．２６５とした。
第１表に示した試験Ａは充放電サイクル寿命試験、容量
保存試験の結果をまとめて示した。
保存試験の結果をまとめて示した。
試験Ａは４０°Ｃの水槽中で、２ＯＡ１時間の放電と５
Ａ５時間の充電をくり返し、２５サイクル毎に２ＯＡ放
電を行なって容量を測定し、初期容量の５０係に低下し
たときのサイクル数で示した。
Ａ５時間の充電をくり返し、２５サイクル毎に２ＯＡ放
電を行なって容量を測定し、初期容量の５０係に低下し
たときのサイクル数で示した。
試験Ｂは４０°Ｃ保存前の低温高率放電容量（−１５°
Ｃ１３００Ａ放電、終止電圧ｔｖ）に対する３０日間保
存後の同放電容量の比を百分率で示した。
Ｃ１３００Ａ放電、終止電圧ｔｖ）に対する３０日間保
存後の同放電容量の比を百分率で示した。
第１表によって、陽極格子合金中のアンチモン含有率が
高い電池は総じてサイクル寿命は良好であるが、アンチ
モン含有率が低下し、しかもスズ含有率との和が１．６
重量パーセントを有しない電池のサイクル寿命はよくな
い。
高い電池は総じてサイクル寿命は良好であるが、アンチ
モン含有率が低下し、しかもスズ含有率との和が１．６
重量パーセントを有しない電池のサイクル寿命はよくな
い。
一方、試験Ｂによれば総じてアンチモン含有率が高（な
るほど容量の保存性は低下する傾向にある。これは初充
電あるいは放電試験及び保存中に陽極格子から溶出する
アンチモンが影響していると判断できる。
るほど容量の保存性は低下する傾向にある。これは初充
電あるいは放電試験及び保存中に陽極格子から溶出する
アンチモンが影響していると判断できる。
また、スズを添加しない鉛合金を用いた電池では、スズ
を添加した鉛合金を用いた電池に比べて若干容量の保存
性が低い傾向にある。これについては陽極格子と活物質
問でおこる局部電池反応が格子中のスズの添加によるも
のか、結晶組織上の変化、たとえばスズ元素が結晶組織
内に均一に分布して活物質（ｐｂｏ、）と格子（ｐｂ）
との安定性を改良するなどが推定されるが不明である。
を添加した鉛合金を用いた電池に比べて若干容量の保存
性が低い傾向にある。これについては陽極格子と活物質
問でおこる局部電池反応が格子中のスズの添加によるも
のか、結晶組織上の変化、たとえばスズ元素が結晶組織
内に均一に分布して活物質（ｐｂｏ、）と格子（ｐｂ）
との安定性を改良するなどが推定されるが不明である。
本実施例では陰極格子にカルシウム合金を用いた場合に
ついて説明したが、本発明は陰極格子合金にアンチモン
谷金を用いた場合でも同様な効果が期待できる。
ついて説明したが、本発明は陰極格子合金にアンチモン
谷金を用いた場合でも同様な効果が期待できる。
発明の効果
上述の如く、陽極格子合金中のアンチモン含有量が２．
７重量パーセント以下の陽極板の保存性ならびにサイク
ル寿命は、陽極格子中に含有するアンチモン含有率とス
ズの含有率の和を１．６〜２．９係の範囲とすることに
よって改良でき、特に、１．６〜２．４優が実用性に優
れている。
７重量パーセント以下の陽極板の保存性ならびにサイク
ル寿命は、陽極格子中に含有するアンチモン含有率とス
ズの含有率の和を１．６〜２．９係の範囲とすることに
よって改良でき、特に、１．６〜２．４優が実用性に優
れている。
Claims (1)
- アンチモン含有率が２．７重量パーセント以下の鉛合金
からなる陽極格子において、アンチモン含有率とスズ含
有率の和が１．６〜２．９重量パーセントとした陽極格
子を備えたことを特徴とする鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60064240A JPS61224271A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60064240A JPS61224271A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61224271A true JPS61224271A (ja) | 1986-10-04 |
Family
ID=13252417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60064240A Pending JPS61224271A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61224271A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5454917A (en) * | 1977-10-07 | 1979-05-01 | Japan Storage Battery Co Ltd | Lead storage battery |
| JPS5861565A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP60064240A patent/JPS61224271A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5454917A (en) * | 1977-10-07 | 1979-05-01 | Japan Storage Battery Co Ltd | Lead storage battery |
| JPS5861565A (ja) * | 1981-10-07 | 1983-04-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
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