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JP2002343360A - 制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents

制御弁式鉛蓄電池

Info

Publication number
JP2002343360A
JP2002343360A JP2001144258A JP2001144258A JP2002343360A JP 2002343360 A JP2002343360 A JP 2002343360A JP 2001144258 A JP2001144258 A JP 2001144258A JP 2001144258 A JP2001144258 A JP 2001144258A JP 2002343360 A JP2002343360 A JP 2002343360A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
active material
lead
paste
control valve
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
Application number
JP2001144258A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Sano
伸一 佐野
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.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd filed Critical Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority to JP2001144258A priority Critical patent/JP2002343360A/ja
Publication of JP2002343360A publication Critical patent/JP2002343360A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負極活物質の利用率を高くすることによっ
て、負極板に用いる鉛粉量を低減して軽量な制御弁式鉛
蓄電池を提供する。 【解決手段】 従来から使用されている負極用ペースト
状活物質に、鉛粉に対して、平均繊維径が10μm以下
の繊維状シリカを0.2〜2質量%、平均繊維径が1μ
m以上のカーボン繊維を0.05〜0.2質量%含有さ
せ、混練して負極用ペースト状活物質を作成する。前記
作成した負極用ペースト状活物質を鉛合金製の集電体に
充填し、熟成・乾燥させてペースト式負極板を作成し、
該ペースト式負極板を制御弁式鉛蓄電池に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、制御弁式鉛蓄電池
の軽量化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】制御弁式鉛蓄電池は安価で信頼性が高い
という特徴を有するため、無停電電源装置や自動車用バ
ッテリーなどに広く使用されている。
【0003】最近、これらに用いられる制御弁式鉛蓄電
池の軽量化が強く要求されている。制御弁式鉛蓄電池を
軽量化するには、正極板又は負極板に用いられている活
物質の利用率を高くすることによって、活物質量を低減
する手法が有効である。
【0004】制御弁式鉛蓄電池に用いる正極板や負極板
は、集電体として鉛合金製の格子体を用い、該格子体に
ペースト状活物質を塗着し、熟成・乾燥して作製するの
が一般的である。
【0005】なお、制御弁式鉛蓄電池は一般的に、正極
活物質に比べて負極活物質の利用率が低く、正極活物質
量に対して余分の負極活物質量を充填しないと、十分な
放電容量が得られないという問題点がある。
【0006】そして、この傾向は高率放電時に特に著し
いことも知られている。そこで、従来から負極活物質中
に、通常のカーボンやグラファイトなどの電気化学的に
安定で、導電性を有する炭素粉末を添加する手法を用い
ることによって、負極活物質の利用率を高くするための
検討がされてきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常得
られるような炭素粉末を負極用のペースト状活物質中に
添加してペースト式負極板を作製した場合でも、満足で
きるような負極活物質の利用率向上が認められていない
のが現状である。
【0008】本発明の目的は、負極活物質の利用率を向
上させることによって、軽量な制御弁式鉛蓄電池を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明では、負極用のペースト状活物質中に、
最適な形状をしたシリカ及び炭素粉末を含有させること
によって、負極活物質の利用率を向上させ、その結果、
軽量な制御弁式鉛蓄電池を提供することである。
【0010】すなわち、第一の発明は、鉛粉を主成分と
するペースト状活物質を、鉛合金製の集電体に充填して
作製するペースト式負極板を用いる制御弁式鉛蓄電池に
おいて、前記ペースト状活物質は、前記鉛粉に対して平
均粒子径が10μm以下の繊維状シリカを、0.2〜
2.0質量%含有するものであることを特徴としてい
る。
【0011】第二の発明は、前記第一の発明に用いるペ
ースト状活物質中に、前記鉛粉に対して、さらに平均粒
子径が1μm以上のグラファイトを、0.05〜0.2
質量%含有させることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、発明の実施の形態につい
て説明する。
【0013】1.負極用ペースト状活物質の作製 一酸化鉛を70〜80質量%含む鉛粉を3kg、該鉛粉
の質量に対してそれぞれリグニン粉末を0.2質量%、
硫酸バリウム粉末を0.15質量%と、濃度が35質量
%の希硫酸を173ml、及び、適量の水を加えて混練
し、従来から使用している負極用ペースト状活物質を作
製した。
【0014】本発明に係わる負極用ペースト状活物質
は、後述するように前記負極用ペースト状活物質に、繊
維状シリカ、カーボン繊維を加えた後、再び混練して作
製したものである。
【0015】そして、JIS規格の針入度測定装置(離
合社製)を用いて、それぞれの負極用ペースト状活物質
について針入度の測定を行い、適量の水を添加すること
によって、その針入度を塗着が容易な80〜120mm
−1に調整した。
【0016】2.制御弁式鉛蓄電池の作製 前記した手法で作製した負極用ペースト状活物質を、従
来から使用しているw109mm × 1140mm × t
2.0mmの鉛−カルシウム合金製の格子体に充填し、
40℃、相対湿度が98%の大気中で24h熟成した
後、72h乾燥させて未化成の負極板を作製した。一
方、正極板として従来から使用しているものを用いた。
【0017】負極板が3枚と正極板が2枚とを、ガラス
繊維製のリテーナを介して積層して極板群を組み立て、
該極板群をABS製の電槽に組み込み、比重が1.21
(20℃)の希硫酸電解液を注入する。
【0018】その後、充電量が250%、化成時間が8
8h、周囲温度が60℃の条件で電槽化成をして、公称
容量が2V−30Ahの制御弁式鉛蓄電池を作製した。
【0019】3.制御弁式鉛蓄電池の放電容量試験 前記電槽化成をして作製した制御弁式鉛蓄電池は、25
℃、3A(0.1CA)で放電(放電終止電圧:1.8
V)して、初期の放電容量を測定して異常がないことを
確認する。
【0020】そして、この制御弁式鉛蓄電池を解体して
正極板が2枚、負極板が1枚の構成要素とする、負極板
容量が支配する制御弁式鉛蓄電池に組み直して、該負極
板の放電容量を測定して負極活物質の利用率を求める実
験を行った。
【0021】すなわち、25℃の雰囲気のもとで、1.
5A(0.05CA)の電流値で、放電容量に対して1
20%を充電した後、3A(0.1CA)の電流値で放
電(放電終止電圧1.8V)して、放電容量を測定する
ことを計4サイクル行う。そして、放電容量が安定する4
サイクル目の放電容量と、負極活物質量との関係から負
極活物質の利用率を求めた。
【0022】
【実施例】以下に、本発明の実施例について詳細に説明
する。
【0023】(実施例1〜3、比較例2)表1に示すよ
うに平均繊維径が、それぞれ5μm、10μm、15μ
mの繊維状シリカ(スノーテックス−PS、日産化学
製)を用いた。そして、前記繊維状シリカを、上記した
従来から使用している負極用ペースト状活物質に、それ
ぞれ鉛粉に対して1質量%含有させた。
【0024】そして、上記した手法で負極板を作製し、
放電容量と負極活物質の利用率を測定した。
【0025】(比較例1)比較例1として、上記した従
来から使用している、前記繊維状シリカを含有しない負
極用ペースト状活物質を用いた。そして、上記した手法
で負極板を作製し、放電容量と負極活物質の利用率を測
定した。
【0026】表1に、負極活物質の利用率及び放電容量
を測定した結果を示す。平均繊維径が10μm以下の繊
維状シリカを負極用ペースト状活物質に含有させると、
負極活物質の利用率が向上するため、少ない負極活物質
量でも同程度の放電容量を得ることができる。
【0027】
【表1】
【0028】(実施例1、3、4、比較例1、3、4)
平均繊維径が5μmの前記繊維状シリカを用いた。そし
て、表2に示すように、前記繊維状シリカを、上記した
従来から使用している負極用ペースト状活物質中の鉛粉
に対して、それぞれ0.1、0.2、1、2、5質量%
含有させて用いた。
【0029】そして、上記した手法で負極板を作製し、
放電容量と負極活物質の利用率を測定した。
【0030】表2に、負極活物質の利用率及び放電容量
を測定した結果を示す。鉛粉に対して平均繊維径が5μ
mの繊維状シリカを0.2〜2質量%の含有させると、
負極活物質の利用率が向上するため、少ない負極活物質
量でも同程度の放電容量を得ることができる。
【0031】
【表2】
【0032】(実施例3、5〜7)鉛粉に対して、前記
した平均繊維径が5μmの前記繊維状シリカを0.2質
量%と、後述する仕様のカーボン繊維を、上記した従来
から使用している負極用ペースト状活物質に含有させ
た。
【0033】すなわち、カーボン繊維として平均繊維径
が、それぞれ0.5、1、2μmの3種類のトレカチョ
ップド繊維(T−010、東レ製)を、鉛粉に対して
0.1質量%含有する負極用ペースト状活物質を作製し
て用いた(表3)。
【0034】そして、上記した手法で負極板を作製し、
放電容量と負極活物質の利用率を測定した。
【0035】表3に、負極活物質の利用率及び放電容量
を測定した結果を示す。平均繊維径が1μm以上のカー
ボン繊維を含有したものは、負極活物質の利用率が向上
するため、少ない負極活物質量でも同程度の放電容量を
得ることができる。
【0036】
【表3】
【0037】(実施例3、6、8〜10)鉛粉に対し
て、前記した平均繊維径が5μmの前記繊維状シリカを
0.2質量%と、さらに平均繊維径が1μmの前記カー
ボン繊維を、上記した従来から使用している負極用ペー
スト状活物質に含有させた。
【0038】すなわち、表4に示すように、前記カーボ
ン繊維をそれぞれ0.02、0.05、0.1、0.2
質量%含有する負極用ペースト状活物質を作製して用い
た。
【0039】そして、上記した手法で負極板を作製し、
放電容量と負極活物質の利用率を測定した。
【0040】表4に、負極活物質の利用率及び放電容量
を測定した結果を示す。平均繊維径が1μm以上のカー
ボン繊維を0.05〜0.2質量%含有したものは、負
極活物質の利用率が向上するため、少ない負極活物質量
でも同程度の放電容量を得ることができる。
【0041】特に、本発明に係わる実施例8〜10では
負極活物質の利用率が高く、従来の比較例1(表1、
2)に比べると、負極活物質量を約2割程度減らすこと
ができるため、制御弁式鉛蓄電池を軽量化できることに
加えて、その材料費を低減することができる。
【0042】
【表4】
【0043】
【発明の効果】上述したように、本発明を用いると、負
極活物質の利用率を高くすることができるため、負極板
に用いる鉛粉量を低減できる。その結果、制御弁式鉛蓄
電池の軽量化が可能になるとともに、材料費を低減する
ことができるため工業上優れたものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛粉を主成分とする負極用ペースト状活
    物質を、鉛合金製の集電体に充填して作製するペースト
    式負極板を用いる制御弁式鉛蓄電池において、前記負極
    用ペースト状活物質は、前記鉛粉に対して平均粒子径が
    10μm以下の繊維状シリカを、0.2〜2.0質量%
    含有するものであることを特徴とする制御弁式鉛蓄電
    池。
  2. 【請求項2】 前記負極用ペースト状活物質は、前記鉛
    粉に対して繊維径が1μm以上のカーボン繊維を、0.
    05〜0.2質量%含有するものであることを特徴とす
    る請求項1記載の制御弁式鉛蓄電池。
JP2001144258A 2001-05-15 2001-05-15 制御弁式鉛蓄電池 Pending JP2002343360A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006049025A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Furukawa Battery Co Ltd:The 制御弁式鉛蓄電池
RU2568667C2 (ru) * 2009-12-24 2015-11-20 Аркэктив Лимитед Усовершенствования в конструкции свинцово-кислотного аккумулятора

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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