鉛蓄電池制造技術

提供一種鉛蓄電池，其具備正極板、負極板以及電解液，正極板具備正極格子和被填充于正極格子且化成完結的正極活性物質，負極板具備負極格子和被填充于負極格子且化成完結的負極活性物質。正極活性物質含有錫化合物，該錫化合物以金屬錫換算為0.5質量％以上3.0質量％以下，負極活性物質含有炭黑，該炭黑為0.4質量％以上2.0質量％以下。由此，防止在充放電循環中的負極活性物質的厚度方向的收縮，使充放電壽命性能提高。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種鉛蓄電池的活性物質。
技術介紹
專利技術人研究了如果在控制閥式鉛蓄電池的正極活性物質中含有錫化合物，則會對充放電循環壽命造成何種影響。其結果發現，·在正極活性物質不含錫化合物的情況下，通過正極格子的腐蝕，壽命性能確定，·若以金屬錫換算含有I質量％程度的錫化合物的話，雖然可以防止正極格子的 腐蝕，但是發現產生負極活性物質在厚度方向上收縮這一新的劣化模式。在該情況下，在循環充放電壽命試驗中的壽命性能由負極活性物質的收縮來確定。需要說明的是，已經公知負極活性物質沿著與負極板的表面平行的方向收縮，在負極活性物質的表面產生裂紋。但是，負極活性物質在厚度方向上收縮這一情況，至今沒有任何的報告。而且，無法檢測出活性物質的脫落等，在負極活性物質的收縮的同時，負極活性物質的體積密度增加。根據鉛蓄電池的充放電模型，如果負極活性物質的體積密度增加，則細孔容積減少，難以在大電流下進行充放電。在此示出有關聯的在先技術。專利文獻1CJPH10-188963A)公開了當在控制閥式鉛蓄電池的正極活性物質中含有錫化合物時，蓄電池的放電容量增加。另外，專利文獻2(JP3185508B)公開了在負極活性物質的總理論容量小于正極活性物質的總理論容量的控制閥式鉛蓄電池中，在負極活性物質中含有炭黑。在專利文獻2中，通過炭黑使負極的充電反應優先于氧的還原反應而引起，并且在活性物質中的硫酸鉛的周邊的導電性提高，因此，充放電循環壽命提高。但是，不管是哪篇專利文獻，都未記載負極活性物質在厚度方向上收縮的問題。在先技術文獻專利文獻專利文獻I JPH10-188963A專利文獻2 JP3I855O8B
技術實現思路
本專利技術要解決的基本問題是，提供一種通過防止在充放電循環中的負極活性物質的厚度方向的收縮，使循環壽命性能提高的鉛蓄電池。本專利技術為一種鉛蓄電池，其具備正極板、負極板以及電解液，所述正極板具備正極格子和被填充于所述正極格子且化成完結的正極活性物質，所述負極板具備負極格子和被填充于所述負極格子且化成完結的負極活性物質，其特征在于，所述正極活性物質含有錫化合物，該錫化合物以金屬錫換算為O. 5質量％以上3.O質量％以下，所述負極活性物質含有炭黑，該炭黑為O. 4質量％以上2. O質量％以下。優選的是，鉛蓄電池是在所述正極板和所述負極板間施加壓迫力的控制閥式鉛蓄電池。需要說明的是，在控制閥式鉛蓄電池中，在正極板和負極板之間設有隔離墊等隔片。在控制閥式鉛蓄電池中，由于負極板上施加的壓迫力，負極活性物質的收縮被抑制，循環壽命性能進一步提聞。需要說明的是，活性物質量可通過從極板將活性物質分離，通過水洗沖走電解液并進行干燥，從而進行測定。錫例如以硫酸錫(SnSO4)的形態添加，但也可以是氫氧化錫(Sn(OH)4)、碳酸錫(SnCO3)等，添加形態是任意的。以下，通過以金屬錫換算的值表示錫化合物的含量。炭黑例如是乙炔黑，但也可以是科琴導電炭黑V午工3 V 9 )、油料爐黑(才4 7 —才、7夕)等其他的炭黑。當使用不含錫化合物的正極活性物質和不含炭黑的負極活性物質，進行充放電循環壽命試驗時，在控制閥式鉛蓄電池的情況下，通過正極格子的腐蝕確定壽命。在此，若正極活性物質含有錫化合物，則看不到正極格子的腐蝕，充放電循環壽命性能提高，但產生負極活性物質在厚度方向上收縮的現象。因此，若正極活性物質例如含有I. O質量％的錫化合物，負極活性物質例如含有I. O質量％的炭黑，則可以防止負極活性物質的收縮，可使充放電循環壽命性能提高(圖3以及表3)。炭黑的效果是防止負極活性物質在厚度方向上收縮(表I)，炭黑對于在充放電循環試驗中的充電量的影響很小(圖4)。因此，炭黑并不是使充電接受性提高，而防止負極活性物質的收縮，由此，使充放電循環壽命性能提高。需要說明的是，即使液式的鉛蓄電池的正極活性物質含有錫化合物，也同樣產生負極活性物質的厚度方向的收縮，因此，使負極活性物質含有炭黑是有效的。當將負極活性物質中的炭黑含量固定于I. O質量％，使正極活性物質中的錫化合物含量變化時，錫化合物的含量為O. 5質量％以上5. O質量％以下時充放電循環壽命增加，錫化合物的含量在O. 5質量％以上3. O質量％以下時效果尤其好(圖I以及表3)。另一方面，當將正極活性物質中的錫化合物含量固定于I. O質量％，使負極活性物質中的炭黑含量變化時，炭黑含量在O. 4質量％以上7. O質量％以下時充放電循環壽命增加,炭黑含量在O.4質量％以上3.0質量％以下時效果尤其好(圖2以及表3)。在本專利技術中，通過使負極活性物質含有O. 4質量％以上2. O質量％以下的炭黑，解決了“在使用含有錫化合物的正極活性物質經歷充放電循環時，負極活性物質在厚度方向上收縮”這一新問題。附圖說明圖I是表示將負極活性物質中的炭黑含量固定于I. O質量％、并使正極活性物質中的錫化合物含量變化時的，在充放電循環壽命試驗中的放電容量的推移的特性圖，其中充放電循環條件為放電電流O. 25CA、終止電壓I. 75V、充電電壓2. 25V、最大電流O. 2CA、充電時間10小時。圖2是表示將正極活性物質中的錫化合物的含量固定于I. O質量％、并使負極活性物質中的炭黑含量變化時的，在充放電循環壽命試驗中的放電容量的推移的特性圖，其中充放電循環條件為放電電流O. 25CA、終止電壓I. 75V、充電電壓2. 25V、最大電流O. 2CA、充電時間10小時。圖3是表示不含錫化合物的正極活性物質和不含炭黑的負極活性物質、含I. O質量％的錫化合物的正極活性物質和不含炭黑的負極活性物質、以及含I. O質量％的錫化合物的正極活性物質和含I. O質量％的炭黑的負極活性物質這三種的組合的、在充放電循環壽命試驗中的放電容量的推移的特性圖，其中充放電循環條件為放電電流O. 25CA、終止電壓I. 75V、充電電壓2. 25V、最大電流O. 2CA、充電時間10小時。圖4是表示在圖3的各試料下的、在充放電循環壽命試驗中的充電量的推移的特性圖，表示在充放電壽命試驗中的每次的放電量被設為100時的充電量的比率。圖5是示意地表示收縮前的負極板的剖面圖。圖6是示意地表示收縮后的負極板的剖面圖。圖7是表示負極活性物質中的炭黑含量和正極活性物質中的錫化合物的含量對循環壽命性能的影響的特性圖，蓄電池的種類為控制閥式。圖8是表示負極活性物質中的炭黑含量和正極活性物質中的錫化合物的含量對循環壽命性能的影響的特性圖，蓄電池的種類為液式。·符號說明2負極板4負極格子6負極活性物質具體實施例方式以下表示本申請專利技術的最佳實施例。在本申請專利技術的實施之際，按照本領域技術人員的常識以及在先技術的公開，可適當變更實施例。實施例對I丐O. 08質量％、錫I. O質量％、余量鉛的合金片進行擴張(工3f ^ > K )加工，制作正極格子。將含有100質量％的鉛粉及通過金屬錫換算為O 5. O質量％的錫化合物的粉體，用水和稀硫酸熬成膏而制成漿糊，并填充在正極格子中，以30°C、相對濕度70%，用24小時使其熟化，以50°C、相對濕度30%以下，用24時間使其干燥，制成未化成的正極板。錫雖然以硫酸亞錫的形式添加，但添加時的形態任意。另外，正極格子和鉛粉的組成以及制造方法為任意，鉛粉中也可以例如添加鉛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鉛蓄電池，其具備正極板、負極板以及電解液，所述正極板具備正極格子和被填充于所述正極格子且化成完結的正極活性物質，所述負極板具備負極格子和被填充于所述負極格子且化成完結的負極活性物質，其特征在于，所述正極活性物質含有錫化合物，該錫化合物以金屬錫換算為0.5質量％以上3.0質量％以下，所述負極活性物質含有炭黑，該炭黑為0.4質量％以上2.0質量％以下。

【技術特征摘要】
2011.07.25 JP 2011-161756;2012.06.11 JP 2012-13161.一種鉛蓄電池，其具備正極板、負極板以及電解液，所述正極板具備正極格子和被填充于所述正極格子且化成完結的正極活性物質，所述負極板具備負極格子和被填充于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：船戶貴之，岡田祐一，
申請(專利權)人：株式會社杰士湯淺國際，
類型：發明
國別省市：