JPH10284069A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH10284069A JPH10284069A JP9102508A JP10250897A JPH10284069A JP H10284069 A JPH10284069 A JP H10284069A JP 9102508 A JP9102508 A JP 9102508A JP 10250897 A JP10250897 A JP 10250897A JP H10284069 A JPH10284069 A JP H10284069A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antimony
- active material
- lattice
- battery
- material containing
- 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)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アンチモンを含まない格子を用いた鉛蓄電池の
減液性能を維持し、サイクル寿命性能を改善する。 【解決手段】活物質中のアンチモン濃度が極板表面近傍
に比べて格子近傍の方が高くなるように活物質を配置す
る。
減液性能を維持し、サイクル寿命性能を改善する。 【解決手段】活物質中のアンチモン濃度が極板表面近傍
に比べて格子近傍の方が高くなるように活物質を配置す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池の極板の改
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】鉛蓄電池には、使用中の電解液の減少が
少ないこと、放置中の自己放電が少ないこと、そして電
池寿命が長いことが望まれる。従来から鉛蓄電池に用い
られてきたPb-Sb系合金を格子体に用いると、アンチモ
ンによる電解液の減少や自己放電が問題になるため、減
液を少なくしたい用途にはPb-Ca系合金が主に使用され
てきた。しかし、Pb-Ca系合金を正極格子に用いて作製
した電池は、Pb-Sb系合金を正極格子に用いた電池に比
べ、サイクル寿命性能に劣ることがあった。この主な原
因は、正極格子表面に不働態層が形成されるためであ
る。Pb-Ca系合金からなる正極格子表面に生成する腐食
層は、Pb-Sb系合金の腐食層に比べて活物質との間に隙
間を作りやすく、この隙間で放電初期に不働態層(PbSO
4)が生成され、以後の放電ができなくなる。従って、寿
命性能を改善するためにはこの不働態層を生成しにくく
する事が必要である。
少ないこと、放置中の自己放電が少ないこと、そして電
池寿命が長いことが望まれる。従来から鉛蓄電池に用い
られてきたPb-Sb系合金を格子体に用いると、アンチモ
ンによる電解液の減少や自己放電が問題になるため、減
液を少なくしたい用途にはPb-Ca系合金が主に使用され
てきた。しかし、Pb-Ca系合金を正極格子に用いて作製
した電池は、Pb-Sb系合金を正極格子に用いた電池に比
べ、サイクル寿命性能に劣ることがあった。この主な原
因は、正極格子表面に不働態層が形成されるためであ
る。Pb-Ca系合金からなる正極格子表面に生成する腐食
層は、Pb-Sb系合金の腐食層に比べて活物質との間に隙
間を作りやすく、この隙間で放電初期に不働態層(PbSO
4)が生成され、以後の放電ができなくなる。従って、寿
命性能を改善するためにはこの不働態層を生成しにくく
する事が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】減液特性と寿命性能と
を共に向上させるために、アンチモン量を減らした、あ
るいはアンチモンを含まない種々の合金が正極格子合金
として検討されているが、思うような効果が見いだされ
ていない。そこで格子と活物質界面の特性を改善するた
めに、格子表面にPb-Sb系合金層を形成する試みがなさ
れている。
を共に向上させるために、アンチモン量を減らした、あ
るいはアンチモンを含まない種々の合金が正極格子合金
として検討されているが、思うような効果が見いだされ
ていない。そこで格子と活物質界面の特性を改善するた
めに、格子表面にPb-Sb系合金層を形成する試みがなさ
れている。
【０００４】例えば特許番号2098661は、カルシウムを
0.03〜1.2wt%含むPb-Ca系合金からなるシートの少なく
とも一面に、Pb-2.0〜5.0wt%-1.0〜5.0wt%Sn合金層を直
接圧着一体化した圧延シートをエキスパンド加工するも
のである。この場合には、四角形の格子棧断面のうち１
面あるいは２面のみにしかPb-Sb合金層を形成できず、
残りの面はPb-Ca系合金がむき出しになってしまう。こ
のようにしてもある程度は寿命性能を向上できるが、Pb
-Sb合金と比べて十分なものではない。また、Pb-Sb系合
金をPb-Ca系合金に圧着するには大がかりな装置が必要
となり、コストアップにつながる。
0.03〜1.2wt%含むPb-Ca系合金からなるシートの少なく
とも一面に、Pb-2.0〜5.0wt%-1.0〜5.0wt%Sn合金層を直
接圧着一体化した圧延シートをエキスパンド加工するも
のである。この場合には、四角形の格子棧断面のうち１
面あるいは２面のみにしかPb-Sb合金層を形成できず、
残りの面はPb-Ca系合金がむき出しになってしまう。こ
のようにしてもある程度は寿命性能を向上できるが、Pb
-Sb合金と比べて十分なものではない。また、Pb-Sb系合
金をPb-Ca系合金に圧着するには大がかりな装置が必要
となり、コストアップにつながる。
【０００５】これ以外に格子表面にアンチモンを存在さ
せる方法として、1)格子を溶融Pb-Sb合金に浸せきす
る、2)アンチモンを格子表面に電気メッキするなどの方
法がある。1)では浸せきの際に格子が溶けて格子の強度
が低下する恐れがある。また、1)と2)ともに設備及び維
持に大変なコストがかかるといった問題があるので、い
ずれも実用化は困難であった。
せる方法として、1)格子を溶融Pb-Sb合金に浸せきす
る、2)アンチモンを格子表面に電気メッキするなどの方
法がある。1)では浸せきの際に格子が溶けて格子の強度
が低下する恐れがある。また、1)と2)ともに設備及び維
持に大変なコストがかかるといった問題があるので、い
ずれも実用化は困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、アンチモ
ンを含まない格子とアンチモンを含む活物質とからなる
正極板を有する鉛蓄電池において、該活物質中のアンチ
モン濃度は、極板表面近傍に比べて格子近傍の方が高く
なっていることを特徴とするものであって、第二の発明
は、該正極板はアンチモンを含む活物質をアンチモンを
含まない格子に塗布した後、アンチモンを含まない活物
質を充填することを特徴とするものであって、第三の発
明は、アンチモンを含む活物質中のアンチモン量は0.1
〜20重量％であることを特徴とするものである。
ンを含まない格子とアンチモンを含む活物質とからなる
正極板を有する鉛蓄電池において、該活物質中のアンチ
モン濃度は、極板表面近傍に比べて格子近傍の方が高く
なっていることを特徴とするものであって、第二の発明
は、該正極板はアンチモンを含む活物質をアンチモンを
含まない格子に塗布した後、アンチモンを含まない活物
質を充填することを特徴とするものであって、第三の発
明は、アンチモンを含む活物質中のアンチモン量は0.1
〜20重量％であることを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】Pb-0.07%Ca-1.0%Sn合金鋳造格子に、ボール
ミル鉛粉、硫酸および硫酸アンチモンを混合して作った
活物質を塗布した後、オーブンで70℃、20分間の乾燥を
行った。続いてこの格子体に鉛蓄電池で通常用いられる
活物質を充填した。このときの極板断面の状態を図１
(a)に示す。図において１はアンチモンを含まない格
子、２はアンチモンを含んだ活物質、３はアンチモンを
含まない通常の活物質を示す。なお図１の(b)や(c)の状
態でも同様の効果が期待できる。
ミル鉛粉、硫酸および硫酸アンチモンを混合して作った
活物質を塗布した後、オーブンで70℃、20分間の乾燥を
行った。続いてこの格子体に鉛蓄電池で通常用いられる
活物質を充填した。このときの極板断面の状態を図１
(a)に示す。図において１はアンチモンを含まない格
子、２はアンチモンを含んだ活物質、３はアンチモンを
含まない通常の活物質を示す。なお図１の(b)や(c)の状
態でも同様の効果が期待できる。
【０００８】今回アンチモンを含む活物質としては、鉛
粉1kgに対し、比重1.05の硫酸を0.2⊇リットル混合して
作製したものを用いた。この活物質密度は約4g/cm3であ
り、活物質中のアンチモン量が0〜50wt%となるように硫
酸アンチモンの添加量を変化させた。このときアンチモ
ンを含む活物質の厚みは約100μm、極板の厚さは約2mm
であった。
粉1kgに対し、比重1.05の硫酸を0.2⊇リットル混合して
作製したものを用いた。この活物質密度は約4g/cm3であ
り、活物質中のアンチモン量が0〜50wt%となるように硫
酸アンチモンの添加量を変化させた。このときアンチモ
ンを含む活物質の厚みは約100μm、極板の厚さは約2mm
であった。
【０００９】これらの極板を正極として、通常の方法で
12V、28Ahの液式鉛蓄電池を作製した。これらの電池をJ
IS D 5301軽負荷寿命試験に供した。比較のためにSbを
含む活物質を塗布していない格子を用いたもの、Pb-2.0
%Sb-0.2%As合金鋳造格子を用いた電池も同様に試験し、
寿命性能、減液特性を比較した。
12V、28Ahの液式鉛蓄電池を作製した。これらの電池をJ
IS D 5301軽負荷寿命試験に供した。比較のためにSbを
含む活物質を塗布していない格子を用いたもの、Pb-2.0
%Sb-0.2%As合金鋳造格子を用いた電池も同様に試験し、
寿命性能、減液特性を比較した。
【００１０】図２はアンチモンを含む活物質を塗布して
いない格子を用いた電池（従来品）の寿命サイクル数を
１として、アンチモンを含む活物質中のアンチモン量に
対して各電池の寿命を比で表した図である。アンチモン
を含む活物質中のアンチモン量が0.1%以上の場合には、
寿命性能は向上し、1%以上で飽和に達した。図３は１サ
イクルあたりの減液量（全減液量を寿命サイクル数で割
った値）を、従来品の減液量を１として比較したもので
ある。減液量は20%以下では従来品と比べてやや多くな
るもののほぼ同等で、20%を越えると急激に増加した。
いない格子を用いた電池（従来品）の寿命サイクル数を
１として、アンチモンを含む活物質中のアンチモン量に
対して各電池の寿命を比で表した図である。アンチモン
を含む活物質中のアンチモン量が0.1%以上の場合には、
寿命性能は向上し、1%以上で飽和に達した。図３は１サ
イクルあたりの減液量（全減液量を寿命サイクル数で割
った値）を、従来品の減液量を１として比較したもので
ある。減液量は20%以下では従来品と比べてやや多くな
るもののほぼ同等で、20%を越えると急激に増加した。
【００１１】従って寿命性能と減液量を考慮した場合、
アンチモンを含む活物質中のアンチモン量は0.1〜20%が
好ましいものと思われる。
アンチモンを含む活物質中のアンチモン量は0.1〜20%が
好ましいものと思われる。
【００１２】次にアンチモンを含む活物質中のアンチモ
ン量が1%の本発明品とアンチモンを含む活物質を塗布し
ていない格子、およびPb-Sb系合金鋳造格子を用いた電
池の性能を比較した結果を図４と図５に示した。
ン量が1%の本発明品とアンチモンを含む活物質を塗布し
ていない格子、およびPb-Sb系合金鋳造格子を用いた電
池の性能を比較した結果を図４と図５に示した。
【００１３】本発明品はPb-Sb系合金格子を用いたもの
とほぼ同等の寿命性能を示し、減液特性はアンチモンを
含む活物質を塗布していない格子を用いた電池とほぼ同
等であった。
とほぼ同等の寿命性能を示し、減液特性はアンチモンを
含む活物質を塗布していない格子を用いた電池とほぼ同
等であった。
【００１４】ここでは鋳造格子を用いた液式電池で実施
例を示したが、エキスパンド格子を用いた電池や、密閉
式鉛蓄電池に適用した場合でも同様の結果が得られてい
る。
例を示したが、エキスパンド格子を用いた電池や、密閉
式鉛蓄電池に適用した場合でも同様の結果が得られてい
る。
【００１５】
【発明の効果】以上の結果から、アンチモンを含まない
格子の表面に適当量のアンチモンを含む活物質を塗布す
ることにより、寿命性能と減液特性とに優れた鉛蓄電池
を安価に供給することができる。
格子の表面に適当量のアンチモンを含む活物質を塗布す
ることにより、寿命性能と減液特性とに優れた鉛蓄電池
を安価に供給することができる。
【図１】本発明の極板断面を示した図である。
【図２】本発明の極板を用いた電池のサイクル寿命特性
を、アンチモンを含む活物質中のアンチモン量に対して
比較した図である。
を、アンチモンを含む活物質中のアンチモン量に対して
比較した図である。
【図３】本発明の極板を用いた電池の減液特性を、アン
チモンを含む活物質中のアンチモン量に対して比較した
図である。
チモンを含む活物質中のアンチモン量に対して比較した
図である。
【図４】本発明の極板を用いた電池のサイクル寿命特性
を、従来の電池と比較した図である。
を、従来の電池と比較した図である。
【図５】本発明の極板を用いた電池の減液特性を従来の
電池と比較した図である。
電池と比較した図である。
１．アンチモンを含まない格子 ２．アンチモンを含む活物質 ３．アンチモンを含まない通常の活物質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大前 孝夫 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 (3)
- 【請求項１】アンチモンを含まない格子とアンチモンを
含む活物質とからなる正極板を有する鉛蓄電池におい
て、該活物質中のアンチモン濃度は、極板表面近傍に比
べて格子近傍の方が高くなっていることを特徴とする鉛
蓄電池。 - 【請求項２】該正極板はアンチモンを含む活物質をアン
チモンを含まない格子に塗布した後、アンチモンを含ま
ない活物質を充填することを特徴とする請求項１記載の
鉛蓄電池。 - 【請求項３】アンチモンを含む活物質中のアンチモン量
は0.1〜20重量％であることを特徴とする請求項１およ
び２記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102508A JPH10284069A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102508A JPH10284069A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284069A true JPH10284069A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14329343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9102508A Pending JPH10284069A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10284069A (ja) |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP9102508A patent/JPH10284069A/ja active Pending
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