TW405276B - Storage battery - Google Patents

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A7 405276 五、發明説明（1 ) 本發明所屬之技術領域 本發明係有關於-種蓄電池，特別是有關於一種使用 於電動汽車而要求應有高輸出特性之鉛蓄電池。 習知技藝 習知之電動車輛用鉛蓄電池，乃使用於高爾夫球車及 割草機等’平均要求（1/5)CA(5小時比率電流：5 hour rate current)’ 最大約為 1CA。其放電容量（discharge capacity) 係以正極（positive electrode)之特性所規制。為提升正極 放電容量（活性物質利用率），乃進行探討具有良好之集電 性能（current collecting charactedstics)的格子體（gdd)之設 計以及正極活性物質之增量等。另方面，對於負極，為提 向電池之重量效率，乃設計為依減少活性物質或增大格子 體之網目面積（mesh area)，而儘量減少其重量。 但是’近年來’於開發積極之電動汽車用鉛蓄電池上 ，乃要求應用汽油車程度之驅駛性（加速性、爬坡性），其 比電動車輛用鉛蓄電池應更為嚴苛之高比率放電（current collector) » 因此’在充放電循環過程上，低比率放電容量幾乎不 下降’但是，高比率放電容量會引起早期劣化，由於此， 不能維持加速性，其結果，乃發生壽命終了之現象。 如是’於電動汽車等應有高比率放電之循環初期用鉛 蓄電池上’抑制（即，壽命之提升）因充玫電循環過程而生 之高比率放電容量的劣化，乃成為重要之課題。 該高比率放電容量之劣化’以負極容量之降低為主要 本紙張尺肺 „-----I------ΐτ------ ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印袈 -4- 405276 at __________B7五、發明説明（2) 經濟部中央標準局员工消费合作社印製

原因。對於其改善方法，乃依薄型極板之開發而增加極板 構成片數，以降低電流密度之方法，以及增加負極活性物 質之方法等’正在探討。 但是’於如上述之習知構成，在充放電循環過程上， 於負極活性物質會積蓄硫酸鉛，因此，有容量降低之問題 存在。並且，由於活性物質之増量或極板構成片數之增加 ，使重量效率下降之缺點存在。 解決課題之本發明裝置 本發明之蓄電池為含有正極與負極及電解物質之蓄電 池。其前述負極，含有具有第丨格子形狀之第丨格子體，及 設置在前述第1格子體之第丨活性物質，而前述正極，含有 具有第2格子形狀之第2格子體，及設置在前述第2格子體 之第2活性物質，並且，前述第丨格子艚之第丨網目面積比 前述第2格子體之第2網目面積為小。 特別是，前述第1網目面積為前述第2網目面積之約 50%以下，為宜。 特別是，前述第1格子體及前述第2格子體，為伸展格 子體，為宜。 由於如是之構成，在負極，就使第1活性物質與第〗格 子體之接觸面積增加，同時，第丨活性物質與第丨格子間之 平均距離將縮小，乃使負極之反應性成為均一，並且，負 極之反應性就提升U，由於使正極格子體之網目面積比 負極格子體之網目面積為大’是故，容量乃由正極所規制 ，因之，負極之利用率就能抑制為低於極板之容量能力， 本紙張尺度適州中國國冬標々（（'NS ) Λ4規格（2丨q X 297公廣） -----.—„— ά — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .?! it-------------- I- - - 1 - - i 經濟部中央標準局貝工消费合作社印氣 4052V6 A7 " --------- B7 五、發明説明（3) 並且，負極之充電接受性亦能提升。其結果，能抑制硫酸 錄之積蓄’而可提升高比率放電循環壽命。 本發南之實施態樣 以下，參照圖面說明本發明之實施態樣。 極板如下述所製作。即，在所壓延之鉛合金的帶狀薄 板材料切入伸展格子之切痕，並將其展開以形成網目。如 疋，製作具有如在第3圖所示之形狀的格子體。 在第3圖，格子體10形成由多數之格子骨2所包圍之部 份4,而由該多數之格子骨2所包圍之部份4的面積為網目 面積。對如是所製成之伸展格子體，以連續性塗著糊狀物 活性物質之方法，製作極板。伸展格子之製作，係使用將 金屬模裁斷器上下作用，而在帶狀薄板切入切痕之同時， 將其展開之交互處理方式。 使用於試驗之格子體方面，係製作習知之格子體（網 目面積約為150mm2)及具有比習知之格子體為小的網目面 積（約50mm2)之格子體 '糊狀物活性物質，乃以鉛氧化物 為主成份之粉體再加水及硫酸而作煉合而作成。將該糊狀 物以同重量之活性物質塗著在各個前述格子體，並予熟成 ，乾燥。 以如是之方法製作各種之正極與負極，並使用該等之 正極與負極作成各種之鉛蓄電池。其電解液乃使用硫酸。 將上述極板分別作組合以構成極板群，而作成額定 12V-60Ah之電池4種類。使用於4種類之試作電池之各個 格子體的網目面積，分別表示於表1。 本紙張尺度適州中國S家標肀（（、NS ) Λ4規格（210XW7公釐）

6- A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（4) 表1 電池號碼 正極之網目面積 (mm2) 負極之網目面積 (mm2) A(習知電池） 150 150 B 150 50 C 50 150 D 50 50 對於如上述所構成之本發明的鉛蓄電池，與習知例之 錯蓄電池，進行如下述之高比率放電循環壽命特性試驗。 以2.5CA之定電流放電至8.4V，然後，以2段定電流 充電作充電之過程’作為1循環。2段定電流充電，乃以第 1段充電電流（0.2CA)充電至14.4V，然後，再以第2段充電 電流（0.05CA)作4小時充電之方法。 試驗結果表示於第1圖。在第i圖上，電池（B)比其他 電池（A、C、D)具有較長壽命。即，將負極格子體之網目 面積，作成比正極格子體之網目面積為小之電池（電池號 碼B)的循環壽命特性，具有良好之壽命特性。 由於將負極格子之網目面積作成比正極之網目面積為 J疋故，①由於容量規制為正極，因此，負極能抑制其 ^用率比極板之容量能力為小。②負極之充電接受性亦能 提升。由上述該等理由，即，能抑制硫酸鉛之積蓄及固定 化，其結果，乃能提升高比率放電循環壽命。 另方面負極格子體及正極格子體雙知的網目面積均 小之電池（電池號碼D) ’即顯示較短之循環壽命。其原因 為’從初期階段起其容量較大，而正極與負極雙方之活性 物質利用率較大，因此，其循環壽命於早期就下降之故。 本紙张尺度制巾關家縣 I I I I I -裝 I I n ^ . - - I^―- · ，(請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) X- 405276 發明説明（5) 由上述結果可知’於鉛蓄電池，由於將負極格子體之 網目面積作成比正極格子體之網目面積為小，因此，能提 升高tb率放電循環壽命。 其次’為調查負極格子體與正極格子體之網目面積的 比率之最適宜值，乃製作如在表2所述之具有種種網目面 積之負極格子體，並作成使用各個負極格子體之電池。具 有各個網目面積之電池各製作3個。又，所製作之各個電 池之規格為12V-60Ah。 接著，使用該等電池’進行2.5CA高比率放電循環壽命試驗。 表2 電池號碼 正極格子體 網目面積 mm2 負極格子體 網目面積比率 % Ε 50 100 F 50 卜 80 G 50 60 Η 50 40 I 50 20 .---¾------1T------Μ—·. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 尺 張 紙 :本 將[(負極格子體之網目面積）/(正極格子體之網目面積 )]之比率，及3個25CA高比率放電循環壽命之平均值的關 係表不於第2圖。在第2圖可知，於負極格子體之網目面積比正極格子體之網目面積為小之場合（電β號碼Η及I),可 獲得具有長壽命之電池。 特別是，負極格子體之網目面積比正極格子體之網目 面積為小約50%以下之電池⑴’特別具有良好之壽命特性 4*- ( ('NS ) Λ4規格（2j〇x 297公楚） Α7 Β7

May, 2000 五、發明說明（6) ό 又’在本實施例’格子體乃以交互處理伸展方式所製 作，但以旋轉式伸展方式所製作之格子體亦為使用可行。 即，依由重疊數層之圓板狀裁斷器所形成之金屬模，於帶 狀薄板切入切痕，然後，以別工程將其展開至所定之寬度 ，而作成格子體》對於使用該旋轉式伸展方式之格子體， 亦能獲得與上述為同樣之效果。 並且’使用習知之鋒造格子的電池，亦為使用可行。 該場合’其效果比伸展格子體稍低。如是，使用於本發明 之格子體，並不限定其格子體製造加工法。 又’本發明之蓄電池，並不限定於鉛蓄電池之型式（ 通風口式或封條式）。特別是，將在充電時於正極所發生 之氧氣，於負極吸收之具有以硫酸鉛作為氧氣循環之封條 式鉛蓄電池，特別可獲得良好之效果》 由上述說明可知’依據本發明，具備比正極格子體之 網目面積為小之網目面積之負極格子體的電池，具有良好 之高比率放電循環壽命》 圓式之簡單說明 第1圖係表示本發明之蓄電池的實施例及習知例之 2.5CA南比率放電循環壽命特性之圖表； 第2圖係表示於本發明之蓄電池的一實施例上，[(負 極網目面積）/(正極網目面積）]之比率與2.5CA高比率放電 循環壽命之關係的圖表； 第3圊係表示使用在本發明之一實施例的蓄電池之格 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-------I 訂·！ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- A7 __405276_b7 五、發明説明（7) 子體的形狀之正面圖。 1 元件標號對照 2.. .格子骨部 4.. .網目 10.. .格子體 -I- -- - . -I -I -ΙΪ-— 4.^^ ^^1 I -.^1 ^^1 I 士^, 1· — - Ι---Ϊ-1 .^n -I- - ^ij τ"、\=σ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適川中國國家標準（（:NS ) Λ4規格（210Χ297公釐） -10-

Claims (1)

1. 405276 A8 B8 C8 D8 中請專利範圍 •—種蓄電池，係含有正極與負極及電解物質，其中， 前述負極’含有：具有第丨格子形狀之第1格子體 ’及設置在前述第1格子體之第1活性物質； 前述正極，含有：具有第2格子形狀之第2格子體 ，及設置在前述第2格子體之第2活性物質； 月’J述第1格子體之第i網目面積比前述第2格子體之 第2絪曰而藉為小& 2·如申請專利範圍第i項所記載之蓄電池其中， 前述第1網目面積為前述第2網目面積之約5〇%以 下。 .如申請專利範圍第1項所記載之蓄電池，其中， 前述第1格子體及前述第2格子體，為伸展格子體 4·如申請專利範圍第】項所記載之蓄電池，其令， 前述第1格子體及前述第2格子體，乃由帶狀薄板 所加工之伸展格子體。 5·如申請專利範圍第i項所記載之蓄電池，其中， 前述第1格子體，具有多數之第1網目； 前述多數之第1網目的各個網目，具有互相相等之 第1面積； 前述第2格子趙，具有多數之第2網目； 第2面前積述多數之第2網目的各個網目’具有互相相等之 ^ 广.-^— (請先閲讀背面之注意事項界填寫本頁) 經濟部申央榇準局貝工消費合作社印製

   6-如申請專利範圍第㈣所記載m

   况張从適 -π -