JPH09231981A - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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JPH09231981A
JPH09231981A JP8056666A JP5666696A JPH09231981A JP H09231981 A JPH09231981 A JP H09231981A JP 8056666 A JP8056666 A JP 8056666A JP 5666696 A JP5666696 A JP 5666696A JP H09231981 A JPH09231981 A JP H09231981A
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JP
Japan
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weight
lead
less
antimony
alloy
Prior art date
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Pending
Application number
JP8056666A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeharu Osumi
重治 大角
Masahiko Onari
雅彦 小齊
Takao Omae
孝夫 大前
Haruhiko Mizuta
治彦 水田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛蓄電池のメンテナンス特性を向上させるた
めの、正極格子合金中のアンチモン添加量の低減、ある
いはアンチモンを含まない鉛合金製正極格子の採用、い
わゆる低アンチモン化あるいはアンチモンフリー化が進
むにつれて、電解液の成層化という新たな問題が生じて
きた。 【解決手段】 アンチモンを0.8重量%以上3重量%
以下、砒素を0.1重量%以上0.4重量%以下、銅を
0.0005重量%以上0.03%以下、ビスマスを
0.001重量%以上0.03重量%以下、銀を0.0
005重量%以上0.25重量%以下、錫を0.000
5重量%以上0.1重量%、そしてニッケルを0.00
02重量%以上0.003重量%以下含有させた鉛合金
を正極格子に用いた鉛蓄電池。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池の改良に関
するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】鉛蓄電池は自動車の始動・点
灯用をはじめ小容量のコンシューマー用から大容量の据
置用まで多くの用途で使用されている。近年、鉛蓄電池
は放置中の自己放電を抑制するため、そして、使用中の
電解液(希硫酸)分解にともなう補水作業を減らすため
に、種々の改良が進められている。その代表的なものと
して、正極格子合金中のアンチモン添加量の低減、ある
いはアンチモンを含まない鉛合金(鉛−カルシウム−錫
系合金)製正極格子の採用が挙げられる。これらのよう
ないわゆる低アンチモン化あるいはアンチモンフリー化
が進むにつれて、上記問題は低減されてきたものの、電
解液の成層化という新たな問題が生じてきた。
【0003】鉛蓄電池の電解液中の硫酸は放電反応によ
って硫酸鉛として正・負極活物質中に析出し、充電反応
によって活物質中から電解液中に放出される。充電中に
放出された硫酸は周囲の電解液よりも比重が高いことか
ら電池の下部に移動し、その結果、電池内上部の電解液
比重が下部の電解液比重よりも低いという成層化現象を
引き起こすことが知られている。このような電解液成層
化は、従来では放電深度が大きい場合、すなわち重負荷
での使用時に問題となっていたが、近年の低アンチモン
化あるいはアンチモンフリー化にともなって、軽負荷使
用時においても問題視されるようになってきた。
【0004】このように、電解液が成層化すると、特に
高比重となっている電池下部が充電され難くなって、放
電容量が早期に低下するという問題が起る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
鉛蓄電池の早期容量低下という問題を解決するもので、
正極格子合金としてアンチモンを0.8重量%以上かつ
3重量%以下、砒素を0.1重量%以上かつ0.4重量
%以下、銅を0.0005重量%以上かつ0.03重量
%以下、銀を0.0005重量%以上かつ0.25重量
%以下、錫を0.0005重量%以上かつ0.1重量%
以下、ビスマスを0.001重量%以上かつ0.03重
量%以下、そしてニッケルを0.0002重量%以上か
つ0.003重量%以下含有させた鉛合金を用いたこと
を特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明による鉛蓄電池は、正極格
子合金としてアンチモンを0.8重量%以上かつ3重量
%以下、砒素を0.1重量%以上かつ0.4重量%以
下、銅を0.0005重量%以上かつ0.03重量%以
下、銀を0.0005重量%以上かつ0.25重量%以
下、錫を0.0005重量%以上かつ0.1重量%以下
ビスマスを0.001重量%以上かつ0.03重量%以
下、そしてニッケルを0.0002重量%以上かつ0.
003重量%以下含有させた鉛合金を用いて鉛蓄電池を
作製する。
【0007】この鉛合金として、鉛蓄電池スクラップな
どから回収した鉛合金および鉛化合物を還元炉中で還元
したのち乾式精錬法によって不純物を除去して得られた
鉛−アンチモン系合金から調合したものを用いてもよ
い。
【0008】このようにすることにより、寿命性能の優
れた鉛蓄電池が可能となる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の詳細を実施例をもとに説明す
る。
【0010】まず、鉛蓄電池スクラップなどから回収し
た鉛合金および鉛化合物を還元炉中で還元したのち乾式
精錬法によって不純物を除去して得られた鉛−アンチモ
ン系合金(故鉛あるいは再生鉛とよばれる)として、ア
ンチモンを1.7重量%、そして砒素を0.25重量%
含む従来の鉛−アンチモン系合金製正極格子を得た(N
O.1)。
【0011】次に、電解精錬によって製造されたJIS
特種(JISH2105記載)の原料鉛にアンチモンを1.7重
量%、そして砒素を0.25重量%添加し、従来の鉛−
アンチモン系合金製正極格子を作製した( NO.2)。
【0012】上記電解精錬鉛から調合した鉛−アンチモ
ン−砒素合金に、銅を0.0005重量%、銀を0.0
005重量%、錫を0.0005重量%、ビスマスを
0.001重量%、そしてニッケルを0.0002重量
%含有させた本発明による鉛−アンチモン系合金製正極
格子を作製した( NO.3)。
【0013】さらに、電解精錬鉛から調合した鉛−アン
チモン−砒素合金に、銅を0.03重量%、銀を0.2
5重量%、錫を0.1重量%、ビスマスを0.03重量
%、そしてニッケルを0.003重量%以下含有させた
本発明による鉛−アンチモン系合金製正極格子を作製し
た( NO.4)。
【0014】そして比較のため電解精錬鉛から調合した
鉛−アンチモン−砒素合金に、銅を0.04重量%、銀
を0.3重量%、錫を0.15重量%、ビスマスを0.
04重量%、そしてニッケルを0.004重量%以下含
有させた本発明による鉛−アンチモン系合金製正極格子
を作製した( NO.5)。
【0015】これら5種類の格子合金組成を表1に示
す。
【0016】
【表1】 上記5種類の格子を用いて常法によってペースト式正極
板を作製した。これらの正極板と鉛−カルシウム−錫系
格子を用いた通常のペースト式負極板とを組み合わせ
て、5種類の自動車用鉛蓄電池55D23(JISD5301記
載)を作製した。
【0017】これらの電池をJISD5301記載の軽負荷寿命
試験に供した。寿命試験中の356A放電30秒目電圧
の推移を図1に、電解液の比重の推移を図2に、そして
電池の減液量を図3にそれぞれ示す。
【0018】図1および図2から以下のことがわかっ
た。すなわち、従来の電池は故鉛を用いた NO.1および
電解精錬鉛を用いた NO.2ともに試験中に電解液の成層
化を引き起こし、比較的早期に寿命となったが、本発明
による電池( NO.3および4)はこれらに比べて優れた
寿命性能を示した。
【0019】本発明により寿命性能が向上したのは、図
2に示すように寿命試験中に起る電解液の成層化が銅、
銀、錫、ビスマス、およびニッケルの添加により抑制で
きたためであると考えられる。これらの添加元素によっ
て成層化を抑制できたのは、試験中に正極格子表面が腐
食し、これらの添加元素が電解液中に溶出し、その後負
極に析出したためで、負極に析出したこれら添加元素が
充電中の電解液の分解による水素ガス発生量をわずかに
大きくして、発生したガスが電解液を攪拌しながら大気
中に放出されるためである。
【0020】しかし、これらを添加しすぎると負極の水
素過電圧が著しく低下し、過充電中の電解液の分解が激
しくなるために減液量が大きくなり、さらに電解液の比
重が上昇して、寿命に到った(電池 NO.5)。
【0021】なお、本実施例では正極格子合金としてア
ンチモンを1.7重量%および砒素を0.25重量%添
加したものを用いたが、アンチモン量は比較的少ないも
のほどその他の添加元素の効果が大きく0.8重量%以
上かつ3重量%以下が好ましい。砒素は0.1重量%以
上0.4重量%以下のものが使用できる。また、鉛−ア
ンチモン系合金に一般的に用いられているセレン、硫黄
等を添加してもよい。
【0022】また、本実施例では本発明による鉛蓄電池
の正極格子合金を電解精錬鉛から調合していたが、鉛蓄
電池スクラップなどから回収した鉛合金および鉛化合物
を還元炉中で還元したのち乾式精錬法によって不純物を
除去して得られた鉛−アンチモン系合金(いわゆる故
鉛)から調合しても何等問題ないことはいうまでもな
い。むしろ故鉛から調合したほうが故鉛を必要以上に精
製せずに済み、さらに添加元素量も電解鉛から調合する
よりも少なくて済むなど、製造コストメリットが大き
い。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によりアンチモン
を0.8重量%以上かつ3重量%以下、砒素を0.1重
量%以上かつ0.4重量%以下、銅を0.0005重量
%以上かつ0.03%以下、銀を0.0005重量%以
上かつ0.25重量%以下、錫を0.0005重量%以
上かつ0.1重量%以下、ビスマスを0.001重量%
以上かつ0.03重量%以下、そしてニッケルを0.0
002重量%以上かつ0.003重量%以下含有させた
鉛合金を正極格子に用いた鉛蓄電池は寿命性能に優れる
等、工業的価値は甚だ大なるものである。
【0024】さらに、故鉛を用いて本発明による組成の
鉛合金を調合すれば、その精製コストが必要最小限で済
む等、工業的価値は一層大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】JIS軽負荷寿命試験結果を示す図
【図2】JIS軽負荷寿命試験中の電解液比重の推移を
示す図
【図3】JIS軽負荷寿命試験中の減液量を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水田 治彦 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンチモンを0.8重量%以上3重量%
    以下、砒素を0.1重量%以上0.4重量%以下、銅を
    0.0005重量%以上0.03%以下、ビスマスを
    0.001重量%以上0.03重量%以下、銀を0.0
    005重量%以上0.25重量%以下、錫を0.000
    5重量%以上0.1重量%、そしてニッケルを0.00
    02重量%以上0.003重量%以下含有させた鉛合金
    を正極格子に用いたことを特徴とする鉛蓄電池。
  2. 【請求項2】 前記鉛合金が鉛蓄電池スクラップなどか
    ら回収した鉛合金および鉛化合物を還元炉中で還元した
    のち乾式精錬法によって不純物を除去して得られた鉛−
    アンチモン系合金から調合したことを特徴とする請求項
    1記載の鉛蓄電池。
JP8056666A 1996-02-19 1996-02-19 鉛蓄電池 Pending JPH09231981A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420996A (zh) * 2020-10-29 2021-02-26 天能电池集团股份有限公司 一种利用回用铅粉制备动力电池的方法、正极板和动力电池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420996A (zh) * 2020-10-29 2021-02-26 天能电池集团股份有限公司 一种利用回用铅粉制备动力电池的方法、正极板和动力电池

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