JPH01117279A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH01117279A JPH01117279A JP62276953A JP27695387A JPH01117279A JP H01117279 A JPH01117279 A JP H01117279A JP 62276953 A JP62276953 A JP 62276953A JP 27695387 A JP27695387 A JP 27695387A JP H01117279 A JPH01117279 A JP H01117279A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- alloy
- discharge
- acid battery
- lead
- 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
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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ある。
従来の技術
従来鉛蓄電池は、長期間放置されたり、過放電状態で放
置されたりすると、充電不可能な状態になり、早期に寿
命となることが多い。そこで従来は、格子集電体合金の
ｓｂを減らして自己放電を減少させたり、Ｓｂを含まな
いＰｂ−Ｃａ合金を使用して、自己放電を減少させてい
る。また、充電性をよくするために電解液中にリン酸や
アルカリイオンを入れていた。
置されたりすると、充電不可能な状態になり、早期に寿
命となることが多い。そこで従来は、格子集電体合金の
ｓｂを減らして自己放電を減少させたり、Ｓｂを含まな
いＰｂ−Ｃａ合金を使用して、自己放電を減少させてい
る。また、充電性をよくするために電解液中にリン酸や
アルカリイオンを入れていた。
発明が解決しようとする問題点
ｐｂ−ｓｂ系合金では、Ｓｂの水素過電圧が小さいため
自己放電が大きく、更に充電時の水の分解が°多く水の
減少が大きいという欠点がある。−方Ｐｂ−Ｃａ系合金
では、深い放電を行うサイクル使用において寿命が著し
く短く、更に長時間の連続放電や放電状態のまま開路状
態で放置した後の充電が困難にな９、容量が極端に減少
する欠点などがある。またＣａ濃度が増加すると格子集
電体自身が粒界腐食によって伸びるという現象が著しく
なり、活物質保持が不能となったり、短絡の原因となる
。
自己放電が大きく、更に充電時の水の分解が°多く水の
減少が大きいという欠点がある。−方Ｐｂ−Ｃａ系合金
では、深い放電を行うサイクル使用において寿命が著し
く短く、更に長時間の連続放電や放電状態のまま開路状
態で放置した後の充電が困難にな９、容量が極端に減少
する欠点などがある。またＣａ濃度が増加すると格子集
電体自身が粒界腐食によって伸びるという現象が著しく
なり、活物質保持が不能となったり、短絡の原因となる
。
一方、過放電されると電解液である硫酸濃度が著しく低
下して、電解液の伝導度が著しく低下するためやはシ充
電不能となり、電解液の伝導性維持が問題点として挙げ
られる。
下して、電解液の伝導度が著しく低下するためやはシ充
電不能となり、電解液の伝導性維持が問題点として挙げ
られる。
問題点を解決するための手段
鉛蓄電池用格子蓋体の主たる役割は、活物質の保持と集
電機能にあシ、機械的強度が高く、電導性が良好である
という性質を維持するために耐食性も良好でなければな
らない。５ｂ−ｐＣａを含まないｐｂ−ｓｎ Ｏ，２〜
３．０ｗｔ ％合金に、０．００５〜０．２Ｗｔ−のＢ
ｉを添加することによって、従来の欠点を改善するとと
もに機械的強度を上げることができる。Ｓｎを３チ以上
にするとＳｎが負極板に溶解析出するため電池性能が低
下するばかりでなく価格も高くなる。従ってＳｎ濃度は
０．２〜３．０ｗｔ ％に限定し念。またＢｉの濃度を
０．２ｗ ｔ ４以上にすると、機械的強度は大きくな
るが、電池性能的には低下する傾向にあるためｏ、ｏ
ｏ ｓ〜０．２ｗｔ％が最適とみなした。
電機能にあシ、機械的強度が高く、電導性が良好である
という性質を維持するために耐食性も良好でなければな
らない。５ｂ−ｐＣａを含まないｐｂ−ｓｎ Ｏ，２〜
３．０ｗｔ ％合金に、０．００５〜０．２Ｗｔ−のＢ
ｉを添加することによって、従来の欠点を改善するとと
もに機械的強度を上げることができる。Ｓｎを３チ以上
にするとＳｎが負極板に溶解析出するため電池性能が低
下するばかりでなく価格も高くなる。従ってＳｎ濃度は
０．２〜３．０ｗｔ ％に限定し念。またＢｉの濃度を
０．２ｗ ｔ ４以上にすると、機械的強度は大きくな
るが、電池性能的には低下する傾向にあるためｏ、ｏ
ｏ ｓ〜０．２ｗｔ％が最適とみなした。
一方電解液には、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土
類金属イオン（アルカリ土類金属の水和物イオンを含む
）が存在し、合金の効果と存在イオンの効果の訓戒また
は相乗性により、自己放電や過放電放置特性を実用上十
分に満足し得るものである。
類金属イオン（アルカリ土類金属の水和物イオンを含む
）が存在し、合金の効果と存在イオンの効果の訓戒また
は相乗性により、自己放電や過放電放置特性を実用上十
分に満足し得るものである。
作用
自己放電性能、長期保存性能や過放電放置特性が向上す
る。
る。
実施例
Ｐｂ −８ｎ−Ｂｉ金合金は、Ｓｂのような水素過電圧
の小さい金属やＣａのように過放電特性を劣化するよう
な金属を含んでいないので、ｐｂ−ｓｂやｐｂ−Ｃａ系
合金の欠点は改善されている。またＢｉを添加すること
によって、機械的強度が大きくなる。その理由は明確で
はないが、Ｐｂ−８ｎ−Ｂｉ金合金おいて金属間化合物
が生成し、合金組織が微細化することによって強度が大
きくなると考えられる。
の小さい金属やＣａのように過放電特性を劣化するよう
な金属を含んでいないので、ｐｂ−ｓｂやｐｂ−Ｃａ系
合金の欠点は改善されている。またＢｉを添加すること
によって、機械的強度が大きくなる。その理由は明確で
はないが、Ｐｂ−８ｎ−Ｂｉ金合金おいて金属間化合物
が生成し、合金組織が微細化することによって強度が大
きくなると考えられる。
一方、電解液中の添加物については、過放電後Ｈ＋→Ｈ
，０、ＳＯ”−→ｐｂｓｏ、となるため、充電電流の担
い手として５ｏＸ−塩のカチオンが必要である。
，０、ＳＯ”−→ｐｂｓｏ、となるため、充電電流の担
い手として５ｏＸ−塩のカチオンが必要である。
なかでも電池の他の性質（寿命、容量）への影響を考慮
して選択しなければならない。その中でアルカリ金属イ
オンまたはアルカリ土類金属イオン（アルカリ土類金属
の水和物イオンを含む）が電導度として良好であったた
めこれを選択した。
して選択しなければならない。その中でアルカリ金属イ
オンまたはアルカリ土類金属イオン（アルカリ土類金属
の水和物イオンを含む）が電導度として良好であったた
めこれを選択した。
本発明の一実施例を説明する。
１ 格子蓋体の抗折力の測定
純Ｐｂ Ｉｃ Ｓｎを２．５ｗｔ％添加した合金Ｋ、サ
ラ１ＣＢｉを、０．００５ 、０．０１．０．０５ 、
０．１．０．２ｗｔチ添加した合金を作製し、それぞれ
の抗折力を測定した。
ラ１ＣＢｉを、０．００５ 、０．０１．０．０５ 、
０．１．０．２ｗｔチ添加した合金を作製し、それぞれ
の抗折力を測定した。
２ 電池性能
上記ｌで作製した格子蓋体にペーストを充填して通常の
熟成、乾燥を行なって正極板とした。
熟成、乾燥を行なって正極板とした。
化成を行った後、鉛蓄電池を組み立て４Ａｈ−４Ｖの電
池を製造した。
池を製造した。
電解液にはＮａｔＳｏ＋ １Ｍｇ”０４ｔＭｇｓｏ４−
’ｙＨ，Ｏを、それぞれ所定濃度（０，１ｍｏｌ／Ｊ
）に調整し、単独あるいは、その混合溶液を電池に注液
した。このようにして製造した鉛蓄電池を用いて次の特
性評価を行なった。
’ｙＨ，Ｏを、それぞれ所定濃度（０，１ｍｏｌ／Ｊ
）に調整し、単独あるいは、その混合溶液を電池に注液
した。このようにして製造した鉛蓄電池を用いて次の特
性評価を行なった。
１保存性能
当該電池を充電後４５℃気相中に放置して７日、１ケ月
および３ケ月後の容量を測定し、初期容量に対する割合
を算出した。
および３ケ月後の容量を測定し、初期容量に対する割合
を算出した。
ｉ：過放電放置後の容量回復
当該電池を充電後１８７０で２４時間放電し、ｌケ月間
２５℃中で放置して放置後４，９ Ｖ （ｔ、２Ａ制限
）の定電圧充電を２４時間行なって、初期容量との割合
を算出した。
２５℃中で放置して放置後４，９ Ｖ （ｔ、２Ａ制限
）の定電圧充電を２４時間行なって、初期容量との割合
を算出した。
ｉ；；サイクル寿命
放電電流８００ｍＡで３．４ｖまで放電し、４００ｍＡ
で１１時間充電をする充放電サイクルを繰り返えし放電
時間が初期の６０チになるまでのサイクル数を測定した
。
で１１時間充電をする充放電サイクルを繰り返えし放電
時間が初期の６０チになるまでのサイクル数を測定した
。
以上の試験で得られた結果を第１弐から第３表に示す。
第１表
第２表
パ巧乃
第３表
第１表は、Ｂｉ濃度に対するＰｂ−８ｎ−Ｂｉ合金格子
基体の抗折力を示したものである。
基体の抗折力を示したものである。
第２表は、Ｂｉｇ度に対する保存性能、過放電放置特性
、サイクル寿命を示したものである。
、サイクル寿命を示したものである。
第３表は、電解液中の添加剤の有無あるいは違いによる
電池性能を示したものである。
電池性能を示したものである。
上記第１表かられかるように、Ｐｂ−８ｎ合金と比較す
ると、いずれも抗折力は犬きく、Ｂｉのｗｔ％が増える
に従い抗折力は増加して行く。即ち、機械的強度は０．
００５ｗｔ％≦Ｂｉ ４０．２Ｗ ｔ％の範囲ではＢｉ
が多い程大きくなる。
ると、いずれも抗折力は犬きく、Ｂｉのｗｔ％が増える
に従い抗折力は増加して行く。即ち、機械的強度は０．
００５ｗｔ％≦Ｂｉ ４０．２Ｗ ｔ％の範囲ではＢｉ
が多い程大きくなる。
次に第２表よ６、ｐｂ−ｓｂ合金格子基体と比較して、
保存性能は、いずれも優れている。また過放電放置後の
容量回復、サイクル寿命もｐｂ−Ｃａ合金と比較して優
れていることがわかる。
保存性能は、いずれも優れている。また過放電放置後の
容量回復、サイクル寿命もｐｂ−Ｃａ合金と比較して優
れていることがわかる。
さらに第３表より、電解液添加剤についても、無添加よ
シもＮａ、ＳＯ４２ＳＯ４２Ｍｇ５Ｏ４２・７Ｈ７０を
それぞれ添加した方がすべての性能でより良好な結果を
示し、特に過放電放置性能においては、無添加よりはる
かに優れてお５、ｐｂ−ｓｎ−Ｂｉ合金格子のみの効果
左添加剤の効果とが共存することで加酸、相乗すること
がわかった。
シもＮａ、ＳＯ４２ＳＯ４２Ｍｇ５Ｏ４２・７Ｈ７０を
それぞれ添加した方がすべての性能でより良好な結果を
示し、特に過放電放置性能においては、無添加よりはる
かに優れてお５、ｐｂ−ｓｎ−Ｂｉ合金格子のみの効果
左添加剤の効果とが共存することで加酸、相乗すること
がわかった。
発明の効果
上述のように本発明によるＰｂ−８ｎ−Ｂｉ金合金、機
械的強度に優れ鉛蓄電池に適用し九場合、保存性能、過
放電放置性能、サイクル寿命においても改善でき、また
電解液にアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン
を添加することによシ、加酸、相乗的に効果がある等工
業的価値甚だ大なるものである。
械的強度に優れ鉛蓄電池に適用し九場合、保存性能、過
放電放置性能、サイクル寿命においても改善でき、また
電解液にアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン
を添加することによシ、加酸、相乗的に効果がある等工
業的価値甚だ大なるものである。
Claims (1)
- Ｓｂ、Ｃａを含まず、０．２〜３．０ｗｔ％のＳｎと０
．０５〜０．２ｗｔ％のＢｉとを含む鉛合金からなる極
板基体を用い、電解液中にアルカリ金属イオンまたはア
ルカリ土類金属イオンが存在することを特徴とする鉛蓄
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276953A JPH01117279A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276953A JPH01117279A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117279A true JPH01117279A (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=17576713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62276953A Pending JPH01117279A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117279A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102747408A (zh) * | 2012-07-12 | 2012-10-24 | 内蒙古第一机械集团有限公司 | 铅基多元合金电镀阳极 |
| JPWO2013073420A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2015-04-02 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630265A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alloy for lattice in lead storage battery |
| JPS609065A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | シ−ル鉛蓄電池 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP62276953A patent/JPH01117279A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630265A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alloy for lattice in lead storage battery |
| JPS609065A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | シ−ル鉛蓄電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013073420A1 (ja) * | 2011-11-16 | 2015-04-02 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| CN102747408A (zh) * | 2012-07-12 | 2012-10-24 | 内蒙古第一机械集团有限公司 | 铅基多元合金电镀阳极 |
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