JPH02123665A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH02123665A JPH02123665A JP63278438A JP27843888A JPH02123665A JP H02123665 A JPH02123665 A JP H02123665A JP 63278438 A JP63278438 A JP 63278438A JP 27843888 A JP27843888 A JP 27843888A JP H02123665 A JPH02123665 A JP H02123665A
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- JP
- Japan
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- antimony
- lead
- alloy
- phase
- acid battery
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- Granted
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/82—Multi-step processes for manufacturing carriers for lead-acid accumulators
- H01M4/84—Multi-step processes for manufacturing carriers for lead-acid accumulators involving casting
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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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改良に関するもので、特に酸素ガス
の負極吸収方式による密閉鉛蓄電池の充放電サイクル性
能の向上を計ることを目的とするものである。
の負極吸収方式による密閉鉛蓄電池の充放電サイクル性
能の向上を計ることを目的とするものである。
従来の技術とその課題
近年密閉鉛蓄電池は、非常用や予備を源用などの据置の
みでなくポータプル家電製品などにその無保守性および
無漏液性という特徴を生かして広く背反している。密閉
鉛蓄電池の一般的な構成は、従来から正・負極板に用い
る鉛合金格子には、アンチモンを含まない例えば釣−カ
ルシウム−すすアルミニウムなどの合金が使用されてい
る。この１）ｉ合金は水素過電圧を著しく減少するアン
チモンのような物質を含まないので自己放電が少なくま
た水の電気分解による損失を小さくできるのでｌｖ保守
性という観点では極めて好ましいが、反面この３；）−
カルシウム系合金の欠点は、深い充放電を繰り返すと正
極格子には粒界腐食が起り格子が著しく伸びて内部短絡
や活物質脱落を引き起こし寿命が短くなることである。
みでなくポータプル家電製品などにその無保守性および
無漏液性という特徴を生かして広く背反している。密閉
鉛蓄電池の一般的な構成は、従来から正・負極板に用い
る鉛合金格子には、アンチモンを含まない例えば釣−カ
ルシウム−すすアルミニウムなどの合金が使用されてい
る。この１）ｉ合金は水素過電圧を著しく減少するアン
チモンのような物質を含まないので自己放電が少なくま
た水の電気分解による損失を小さくできるのでｌｖ保守
性という観点では極めて好ましいが、反面この３；）−
カルシウム系合金の欠点は、深い充放電を繰り返すと正
極格子には粒界腐食が起り格子が著しく伸びて内部短絡
や活物質脱落を引き起こし寿命が短くなることである。
このため充放電を繰り返して使用する用途、いわゆるサ
イクルサービスユースでは未だ密閉化が進まず、フォー
クリフトトラックや電気自動車などでは定期的な補水作
業が行われている。
イクルサービスユースでは未だ密閉化が進まず、フォー
クリフトトラックや電気自動車などでは定期的な補水作
業が行われている。
この欠点を除去するため、これまでから数多くの改良が
提案されてきた。例えば自己放電を増加する最大の要因
である正極格子中のアンチモン１を機械的強度が余り低
下しない＠変まで減少させ、また負極格子には釦−カル
シウム系合金を用いて、いわゆるハイブリッド構成とす
ることによってサイクル性能と無保守性との両立を計る
方法がとられている。この方法は現在の自動車用鉛蓄電
池などで実用化されており、従来の正・′ＰＬ［！格子
とも釦−アンチモン系合金を用いる方式に比し確かに電
解液の減少１はへるけれども両極格子とも釦−カルシウ
ム系合金を使用したものに比べると電解液の減少量はか
なり多かった。
提案されてきた。例えば自己放電を増加する最大の要因
である正極格子中のアンチモン１を機械的強度が余り低
下しない＠変まで減少させ、また負極格子には釦−カル
シウム系合金を用いて、いわゆるハイブリッド構成とす
ることによってサイクル性能と無保守性との両立を計る
方法がとられている。この方法は現在の自動車用鉛蓄電
池などで実用化されており、従来の正・′ＰＬ［！格子
とも釦−アンチモン系合金を用いる方式に比し確かに電
解液の減少１はへるけれども両極格子とも釦−カルシウ
ム系合金を使用したものに比べると電解液の減少量はか
なり多かった。
課題を解決するための手段
本発明は上記欠点を除去するもので低アンチモン鉛合金
の金属組織を調整することにより、格子の腐食時のアン
チモンの溶出を極力抑制することを特徴とする。よく知
られているように鉛−アンチモン系合金の４ｆｌ織は、
樹枝状に発達した釦の固ｆｆ１ｋ相（α相）を取り囲む
ように鉛とアンチモンの共晶（β相）が存在する。この
様な鉛合金が陽極酸化を受けて腐食すると合金表面から
β相が侵食されて腐食していく。β相はアンチモンの含
有蓋が極めて高いから、この相が腐食されると多量のア
ンチモンが電解液中に溶出しくアンチモンの酸化物は電
解液に溶出）これが負極板に拡散、泳動してその表面に
電析すると自己放電の原因となる。このためアンチモン
の含有量を減少しても、共晶成分のβ相の割合が減るだ
けでその組成には変化はないから１に食によってその部
分が酸化されるとかなりのアンチモンが溶出することに
なる。
の金属組織を調整することにより、格子の腐食時のアン
チモンの溶出を極力抑制することを特徴とする。よく知
られているように鉛−アンチモン系合金の４ｆｌ織は、
樹枝状に発達した釦の固ｆｆ１ｋ相（α相）を取り囲む
ように鉛とアンチモンの共晶（β相）が存在する。この
様な鉛合金が陽極酸化を受けて腐食すると合金表面から
β相が侵食されて腐食していく。β相はアンチモンの含
有蓋が極めて高いから、この相が腐食されると多量のア
ンチモンが電解液中に溶出しくアンチモンの酸化物は電
解液に溶出）これが負極板に拡散、泳動してその表面に
電析すると自己放電の原因となる。このためアンチモン
の含有量を減少しても、共晶成分のβ相の割合が減るだ
けでその組成には変化はないから１に食によってその部
分が酸化されるとかなりのアンチモンが溶出することに
なる。
本発明は典型的なこの様な鉛−アンチモン系合金組織を
熱処理などによって再編成しβ相のような高アンチモン
含有部分をなくしたことにある。
熱処理などによって再編成しβ相のような高アンチモン
含有部分をなくしたことにある。
実施例
以下本発明の一実綿例について述べる。アンチモン含有
量０．４〜３％好ましくは１１２％のアンチモン含有量
に調整した３；）合金を９３造後、２２０λ２５０°Ｃ
の雰囲気で数時間処理し、その後急冷する。
量０．４〜３％好ましくは１１２％のアンチモン含有量
に調整した３；）合金を９３造後、２２０λ２５０°Ｃ
の雰囲気で数時間処理し、その後急冷する。
この熱処理により鉛合金の金属組織は、従来のような樹
枝状晶ではなく、α相中にβ相が溶は込んだ特有の組織
を呈する。固溶体相は前にも述べたように共晶組成のβ
相に比べてはるかに耐食・１がありアンチモンの溶出を
阻止する。
枝状晶ではなく、α相中にβ相が溶は込んだ特有の組織
を呈する。固溶体相は前にも述べたように共晶組成のβ
相に比べてはるかに耐食・１がありアンチモンの溶出を
阻止する。
本発明に使用する鉛−アンチモン系合金のアンチモン以
外の組成は、少量のヒ素やすすのほかイオウあるいは銅
などの核化剤として作用する元素の添加も極めて有効で
ある。
外の組成は、少量のヒ素やすすのほかイオウあるいは銅
などの核化剤として作用する元素の添加も極めて有効で
ある。
本発明のもう一つの構成要素は、正・負極板間にアンチ
モンイオンの拡散や泳動に対してバリヤーになるシリカ
やアルミナなどの高表面積を有する物質を希硫酸電解液
中に存在させることであり、これによって正極格子の腐
食によって溶出したアンチモンイオンや化合物を吸着し
たり保持させたりしてそれがｊ１極板面に到達する割合
を著しく減少できることがわかった。
モンイオンの拡散や泳動に対してバリヤーになるシリカ
やアルミナなどの高表面積を有する物質を希硫酸電解液
中に存在させることであり、これによって正極格子の腐
食によって溶出したアンチモンイオンや化合物を吸着し
たり保持させたりしてそれがｊ１極板面に到達する割合
を著しく減少できることがわかった。
本発明の効果は次の実験によって確認することができる
。まず正極板にはＰｂ −１，６％Ｓｂ −０，３％Ａ
ｓ−０，００５％Ｓより成る厚さ３１１＋１の格子を用
い、負極は）−〇−５系格子（厚さ２．３ｉｎ ）を使
用して、いわゆるハイブリッド構成の鉛蓄電池を第１表
に示す３種類につき試作しな。
。まず正極板にはＰｂ −１，６％Ｓｂ −０，３％Ａ
ｓ−０，００５％Ｓより成る厚さ３１１＋１の格子を用
い、負極は）−〇−５系格子（厚さ２．３ｉｎ ）を使
用して、いわゆるハイブリッド構成の鉛蓄電池を第１表
に示す３種類につき試作しな。
第１表
試作した電池は正極板二枚、負極板三枚からなる容量的
６Ａｈのペースト式で、正負極板間には隔離体として合
成樹脂よりなる薄型セパレータとガラスマットが挿入さ
れている。電池Ｎ０１１は前述した実施例の方法によっ
て正極合金組織を調整すると共に、電解液中には、表面
積約３００〜４００Ｉｉ” ／９のＳ； ０２を約３．
５％添加しである。電池Ｎｏ、 ２の正極格子はＮｏ、
１と同一のものであるが、電解液中へのアンチモン吸
着剤の添加はない。電池ＮＯ３３は通常の低アンチモン
鉛合金格子（合金組織の調整なし）で電解液中への添加
剤もない。
６Ａｈのペースト式で、正負極板間には隔離体として合
成樹脂よりなる薄型セパレータとガラスマットが挿入さ
れている。電池Ｎ０１１は前述した実施例の方法によっ
て正極合金組織を調整すると共に、電解液中には、表面
積約３００〜４００Ｉｉ” ／９のＳ； ０２を約３．
５％添加しである。電池Ｎｏ、 ２の正極格子はＮｏ、
１と同一のものであるが、電解液中へのアンチモン吸
着剤の添加はない。電池ＮＯ３３は通常の低アンチモン
鉛合金格子（合金組織の調整なし）で電解液中への添加
剤もない。
これら三種類の電池をＪＩＳ Ｃ８７０２に規定されて
いる寿命試験（ただし充電電圧２．４５Ｖ／セル）に供
し、充放電サイクル寿命と寿命試験中の減液量を調べた
。その結果を第２表に示す。
いる寿命試験（ただし充電電圧２．４５Ｖ／セル）に供
し、充放電サイクル寿命と寿命試験中の減液量を調べた
。その結果を第２表に示す。
第２表
待命性能および減液量は電池）４０．３を１００とした
時の百分率であられしであるが、電池１４０．１および
２で明らかなように、正極合金組織の調整をした効果は
著しく、特にそれとアンチモン吸着剤とを併用した時に
はさらに寿命性能も向上しかつ減液量も少なくなるので
、充分な酸素吸収方式の密閉釦蓄電池として実用できる
。
時の百分率であられしであるが、電池１４０．１および
２で明らかなように、正極合金組織の調整をした効果は
著しく、特にそれとアンチモン吸着剤とを併用した時に
はさらに寿命性能も向上しかつ減液量も少なくなるので
、充分な酸素吸収方式の密閉釦蓄電池として実用できる
。
発明の効果
本発明は上述したように、深い充放電に遭遇するサイク
ルサービス用途において従来からの欠点であった短寿命
という欠点を完全に無くすと共に密閉形の特徴である無
保守性能を備えており、新しいタイプの密閉密閉鉛蓄電
池としてその工業的価値は極めて大きい。
ルサービス用途において従来からの欠点であった短寿命
という欠点を完全に無くすと共に密閉形の特徴である無
保守性能を備えており、新しいタイプの密閉密閉鉛蓄電
池としてその工業的価値は極めて大きい。
Claims (1)
- １、３％以下のアンチモンを含む鉛合金格子よりなる正
極板と、実質的にアンチモンを含まない鉛合金格子より
なる負極板とを使用した鉛蓄電池において、前記正極格
子の合金組織は実質的にβ相を持たずかつ電解液中には
アンチモンイオンの拡散および泳動を阻害する物質層を
形成してなる密閉鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278438A JPH02123665A (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278438A JPH02123665A (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123665A true JPH02123665A (ja) | 1990-05-11 |
| JPH0555984B2 JPH0555984B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=17597342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278438A Granted JPH02123665A (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02123665A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5410945A (en) * | 1977-06-27 | 1979-01-26 | Yuasa Battery Co Ltd | Lead storage battery |
| JPS6097552A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Yuasa Battery Co Ltd | 鉛蓄電池用格子体の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-01 JP JP63278438A patent/JPH02123665A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5410945A (en) * | 1977-06-27 | 1979-01-26 | Yuasa Battery Co Ltd | Lead storage battery |
| JPS6097552A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Yuasa Battery Co Ltd | 鉛蓄電池用格子体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0555984B2 (ja) | 1993-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |