JPH0837008A - ペースト式鉛蓄電池 - Google Patents
ペースト式鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH0837008A JPH0837008A JP6191745A JP19174594A JPH0837008A JP H0837008 A JPH0837008 A JP H0837008A JP 6191745 A JP6191745 A JP 6191745A JP 19174594 A JP19174594 A JP 19174594A JP H0837008 A JPH0837008 A JP H0837008A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- positive electrode
- thickness
- type lead
- active material
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 初期性能および寿命性能に優れたペースト式
鉛蓄電池を提供する。 【構成】 正極活物質中に厚さ５〜８０μｍの異方性黒
鉛を添加したことを特徴とするペースト式鉛蓄電池。
鉛蓄電池を提供する。 【構成】 正極活物質中に厚さ５〜８０μｍの異方性黒
鉛を添加したことを特徴とするペースト式鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はペースト式鉛蓄電池の改
良に関するものである。
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】一般に鉛蓄電池は正極板の劣
化によって寿命となる場合が多く、この寿命性能を改善
する方法として正極板の厚みを大きくしたり、正極活物
質密度を高くする方法がある。ところが、このような正
極板を用いた鉛蓄電池は初期性能が劣り、一方、正極活
物質密度を小さくして充分な初期性能を確保すれば短寿
命となってしまうというように、初期性能、寿命性能と
もに良好なペースト式鉛蓄電池を得ることは極めて困難
であった。
化によって寿命となる場合が多く、この寿命性能を改善
する方法として正極板の厚みを大きくしたり、正極活物
質密度を高くする方法がある。ところが、このような正
極板を用いた鉛蓄電池は初期性能が劣り、一方、正極活
物質密度を小さくして充分な初期性能を確保すれば短寿
命となってしまうというように、初期性能、寿命性能と
もに良好なペースト式鉛蓄電池を得ることは極めて困難
であった。
【０００３】そこで、特公昭６３−５７９１２、特開昭
５８−１２３６５９、特開昭６１−１７６０６２等には
極板厚みおよび活物質密度が大なる正極板に異方性黒鉛
を添加することによって、初期性能の向上をはかり、寿
命性能はそのまま維持する方法が提案されている。
５８−１２３６５９、特開昭６１−１７６０６２等には
極板厚みおよび活物質密度が大なる正極板に異方性黒鉛
を添加することによって、初期性能の向上をはかり、寿
命性能はそのまま維持する方法が提案されている。
【０００４】黒鉛は炭素原子の六角網平面が積み重なっ
た層状物質で、層平面内は共有結合によって強力に結合
しているのに対し、層平面間はファン・デル・ワールス
の弱い力で結合しているだけである。黒鉛が異方性（層
平面に沿った方向と層平面に垂直な方向では物理的特性
が異なる）を示したり、層間に種々の物質が侵入して容
易に黒鉛層間化合物を作るのはこのためである。
た層状物質で、層平面内は共有結合によって強力に結合
しているのに対し、層平面間はファン・デル・ワールス
の弱い力で結合しているだけである。黒鉛が異方性（層
平面に沿った方向と層平面に垂直な方向では物理的特性
が異なる）を示したり、層間に種々の物質が侵入して容
易に黒鉛層間化合物を作るのはこのためである。
【０００５】そのような黒鉛層間化合物の一種に硫酸水
素イオンおよび硫酸分子を侵入物質とする黒鉛酸性硫酸
塩層間化合物がある。これは異方性の大なる黒鉛を硫酸
中で酸化剤を使用して化学的に酸化するか、もしくは硫
酸中で電気化学的に酸化（陽極酸化）することによって
得られる。このとき3.35オンク゛ストロ-ム の間隔で積み重なっ
た層平面は7.98オンク゛ストロ-ム まで広がり、黒鉛は膨張す
る。
素イオンおよび硫酸分子を侵入物質とする黒鉛酸性硫酸
塩層間化合物がある。これは異方性の大なる黒鉛を硫酸
中で酸化剤を使用して化学的に酸化するか、もしくは硫
酸中で電気化学的に酸化（陽極酸化）することによって
得られる。このとき3.35オンク゛ストロ-ム の間隔で積み重なっ
た層平面は7.98オンク゛ストロ-ム まで広がり、黒鉛は膨張す
る。
【０００６】ここで、結晶の層構造が充分に発達してい
ない黒鉛や等方性黒鉛では、膨張する方向が一定でない
ために、層間化合物が生成するにつれて損傷を受け、や
がて崩壊するにいたる。一方、層構造が発達した異方性
の大きい黒鉛では一定方向にのみ膨張し、安定な黒鉛酸
性硫酸塩層間化合物が得られる。したがって、正極活物
質に異方性の大きい黒鉛を添加した正極板を用いれば、
それにともなって活物質多孔度の増加が期待できる。
ない黒鉛や等方性黒鉛では、膨張する方向が一定でない
ために、層間化合物が生成するにつれて損傷を受け、や
がて崩壊するにいたる。一方、層構造が発達した異方性
の大きい黒鉛では一定方向にのみ膨張し、安定な黒鉛酸
性硫酸塩層間化合物が得られる。したがって、正極活物
質に異方性の大きい黒鉛を添加した正極板を用いれば、
それにともなって活物質多孔度の増加が期待できる。
【０００７】上述した効果を得るためには、異方性黒鉛
の粒度が充分に大きいものを用いる必要があり、粒度１
５０〜１２００μｍ程度のものが良好であることが確認
されている。しかし、これらの粒度の異方性黒鉛を用い
ても充分な効果が見られないことがある。
の粒度が充分に大きいものを用いる必要があり、粒度１
５０〜１２００μｍ程度のものが良好であることが確認
されている。しかし、これらの粒度の異方性黒鉛を用い
ても充分な効果が見られないことがある。
【０００８】一般に、上記粒度の異方性黒鉛は合成品で
は市販されておらず、おもに天然の鱗片状黒鉛として市
販されているものをそのまま用いるかあるいは２０００
℃程度で加熱処理をほどこし異方性を大きくしてから用
いる。これらの産地国としては中国、ウクライナ、ブラ
ジル、マダガスカル等があるが、産地国や鉱脈によりそ
の特性は異なるようである。
は市販されておらず、おもに天然の鱗片状黒鉛として市
販されているものをそのまま用いるかあるいは２０００
℃程度で加熱処理をほどこし異方性を大きくしてから用
いる。これらの産地国としては中国、ウクライナ、ブラ
ジル、マダガスカル等があるが、産地国や鉱脈によりそ
の特性は異なるようである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、正極活物質中に厚さ５〜８０μｍの異方
性黒鉛を添加したことを特徴とし、これにより優れた性
能を有するペースト式鉛蓄電池を提供するものである。
決するもので、正極活物質中に厚さ５〜８０μｍの異方
性黒鉛を添加したことを特徴とし、これにより優れた性
能を有するペースト式鉛蓄電池を提供するものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１１】市販の異方性黒鉛を粒度１５０〜１２００
μｍに分級したのち、厚みによる層別をおこない、表１
に示す厚みの異方性黒鉛を得た。なお、異方性黒鉛の厚
みとはＣ軸方向の厚みのことである。酸化度７５％、残
部金属鉛よりなる通常の鉛粉に上記異方性黒鉛を１wt．
％添加した。ついで、公知の方法により上記混合鉛粉を
希硫酸と混練してペースト密度約４．３ｇ／ｃｍ3 の正
極ペーストを調製した。このペーストを厚み３ｍｍの鉛
合金格子に充填し、熟成を施した後、容量の充分大きな
負極板とを組み合わせて公称容量９０Ａｈ（５時間率）
の電池を作製した。なお、隔離板としてガラスマット付
のセパレータを用い、ガラスマットを正極板に当接し、
極板群の圧迫度を４０ｋｇ／ｄｍ2 とした。作製した電
池は電槽化成をほどこして、電解液比重１．２８０の鉛
蓄電池とした。
μｍに分級したのち、厚みによる層別をおこない、表１
に示す厚みの異方性黒鉛を得た。なお、異方性黒鉛の厚
みとはＣ軸方向の厚みのことである。酸化度７５％、残
部金属鉛よりなる通常の鉛粉に上記異方性黒鉛を１wt．
％添加した。ついで、公知の方法により上記混合鉛粉を
希硫酸と混練してペースト密度約４．３ｇ／ｃｍ3 の正
極ペーストを調製した。このペーストを厚み３ｍｍの鉛
合金格子に充填し、熟成を施した後、容量の充分大きな
負極板とを組み合わせて公称容量９０Ａｈ（５時間率）
の電池を作製した。なお、隔離板としてガラスマット付
のセパレータを用い、ガラスマットを正極板に当接し、
極板群の圧迫度を４０ｋｇ／ｄｍ2 とした。作製した電
池は電槽化成をほどこして、電解液比重１．２８０の鉛
蓄電池とした。
【００１２】
【表１】
【００１３】表２に上記電池の初期性能および正極活物
質特性を示す。異方性黒鉛の厚みが大きいほど初期容量
が大きくなる傾向がみられたが、厚み５μｍ未満の異方
性黒鉛を用いた電池（No.1）は著しく放電容量が小さか
った。この電池の電槽化成後の正極活物質中に残存して
いる黒鉛量および正極活物質の空孔容積が他に比べて著
しく小さいことから、厚み５μｍ未満の異方性黒鉛は陽
極酸化により消失しやすく、黒鉛酸性硫酸塩層間化合物
の生成による活物質の膨張化効果も小さいことがわかっ
た。
質特性を示す。異方性黒鉛の厚みが大きいほど初期容量
が大きくなる傾向がみられたが、厚み５μｍ未満の異方
性黒鉛を用いた電池（No.1）は著しく放電容量が小さか
った。この電池の電槽化成後の正極活物質中に残存して
いる黒鉛量および正極活物質の空孔容積が他に比べて著
しく小さいことから、厚み５μｍ未満の異方性黒鉛は陽
極酸化により消失しやすく、黒鉛酸性硫酸塩層間化合物
の生成による活物質の膨張化効果も小さいことがわかっ
た。
【００１４】
【表２】
【００１５】上記電池を充放電サイクル寿命試験に供し
た結果を図１に示す。なお、寿命試験条件は放電２２．
５Ａ×３ｈ、充電１６．２Ａ×５ｈ、温度３０℃水槽中
とした。この試験の結果、厚みが８０μｍ以上の異方性
黒鉛を用いると（No.6）、寿命性能が著しく低下するこ
とがわかった。この電池の正極活物質の軟化は著しく、
厚みが大きすぎる異方性黒鉛を用いると、黒鉛酸性硫酸
塩層間化合物になるときの体積増加が大きすぎて、活物
質粒子間の結合を損なって早期に容量が低下したものと
考えられる。
た結果を図１に示す。なお、寿命試験条件は放電２２．
５Ａ×３ｈ、充電１６．２Ａ×５ｈ、温度３０℃水槽中
とした。この試験の結果、厚みが８０μｍ以上の異方性
黒鉛を用いると（No.6）、寿命性能が著しく低下するこ
とがわかった。この電池の正極活物質の軟化は著しく、
厚みが大きすぎる異方性黒鉛を用いると、黒鉛酸性硫酸
塩層間化合物になるときの体積増加が大きすぎて、活物
質粒子間の結合を損なって早期に容量が低下したものと
考えられる。
【００１６】以上のことから、正極活物質に添加するの
に最適な異方性黒鉛の厚みは５〜８０μｍであることが
わかった。
に最適な異方性黒鉛の厚みは５〜８０μｍであることが
わかった。
【００１７】
【発明の効果】以上、実施例で述べたように、本発明に
よる鉛蓄電池は初期性能および寿命性能に優れており、
その工業的価値は甚だ大なるものである。
よる鉛蓄電池は初期性能および寿命性能に優れており、
その工業的価値は甚だ大なるものである。
【図１】充放電サイクル寿命性能を比較した図
Claims (1)
- 【請求項１】 正極活物質中に厚さ５〜８０μｍの異方
性黒鉛を添加したことを特徴とするペースト式鉛蓄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6191745A JPH0837008A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | ペースト式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6191745A JPH0837008A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | ペースト式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837008A true JPH0837008A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16279803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6191745A Pending JPH0837008A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | ペースト式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0837008A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141066A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 制御弁式鉛蓄電池 |
| JP2005044680A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池 |
| JP2012181965A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Gs Yuasa Corp | 鉛蓄電池用負極板及び鉛蓄電池 |
| JP2017219405A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 日立化成株式会社 | 車両およびその電池状態検知システム |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP6191745A patent/JPH0837008A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002141066A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 制御弁式鉛蓄電池 |
| JP2005044680A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池 |
| JP2012181965A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Gs Yuasa Corp | 鉛蓄電池用負極板及び鉛蓄電池 |
| JP2017219405A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 日立化成株式会社 | 車両およびその電池状態検知システム |
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