JPH02162649A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH02162649A JPH02162649A JP63317285A JP31728588A JPH02162649A JP H02162649 A JPH02162649 A JP H02162649A JP 63317285 A JP63317285 A JP 63317285A JP 31728588 A JP31728588 A JP 31728588A JP H02162649 A JPH02162649 A JP H02162649A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- charging
- acid battery
- surfactant
- battery
- 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
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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
本発明は自動車のエンジン始動用として用いられる鉛蓄
電池並びにポータプル機器、防災用等に用いられる密閉
形鉛蓄電池その他船蓄電池全般に関するものである。
電池並びにポータプル機器、防災用等に用いられる密閉
形鉛蓄電池その他船蓄電池全般に関するものである。
従来の技術
従来、この種の鉛蓄電池は自動車のエンジン始動用、ポ
ータプル機器用等に用いられてきたにもかかわらず、０
℃以下の低温時における放電容量が常温の場合と比べて
小さく、冬期あるいは寒冷地でのエンジン始動用性能の
向上が望まれていた。また、ポータプル機器の使用にあ
たっても。
ータプル機器用等に用いられてきたにもかかわらず、０
℃以下の低温時における放電容量が常温の場合と比べて
小さく、冬期あるいは寒冷地でのエンジン始動用性能の
向上が望まれていた。また、ポータプル機器の使用にあ
たっても。
冬期に戸外で用いられるようなポータプルビデオムービ
ー用電池等では、低温時の放電容量の低下の改良が望ま
れていた。この要望に対し、従来は低温時における充電
効率の向上に努力がはられれてきている。たとえば、定
電圧充電時においては低温充電時の充電制御電圧を常温
に比べて高くし、充電制御電圧に−２５〜３０ ｍｙ／
ｄｅｇ、セル程度の負の温度特性をもたせ、充電不足
となるのを補い、低温時の充電効率を向上させる工夫が
なされていた。
ー用電池等では、低温時の放電容量の低下の改良が望ま
れていた。この要望に対し、従来は低温時における充電
効率の向上に努力がはられれてきている。たとえば、定
電圧充電時においては低温充電時の充電制御電圧を常温
に比べて高くし、充電制御電圧に−２５〜３０ ｍｙ／
ｄｅｇ、セル程度の負の温度特性をもたせ、充電不足
となるのを補い、低温時の充電効率を向上させる工夫が
なされていた。
発明が解決しようとする課題
しかし、上記のような従来からの構成では、電池を充電
する際の雰囲気温度を検知するために。
する際の雰囲気温度を検知するために。
充電器にサーミスタ等の感温素子を設けなければならず
、充電器設計上の制約が大きかった。
、充電器設計上の制約が大きかった。
本発明の目的は上記のような問題点を解決し、充電器の
改善によらず、鉛蓄電池自身の充電効率の向上をはかり
、低温時の放電時間の増大をもたらそうとするものであ
る。
改善によらず、鉛蓄電池自身の充電効率の向上をはかり
、低温時の放電時間の増大をもたらそうとするものであ
る。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、鉛蓄電池におイテ
、Ｃ，Ｆ、、、、Ｓｏ、Ｍ （Ｍはアルカリ金属）で示
されるパーフルオロスルホン酸塩の界面活性剤を単独で
含むか、または、この界面活性剤とメルカプト基（−Ｓ
Ｈ）を有する芳香族化合物とを同時に含む芳香族化合物
との両者を同時に電池内に有する鉛蓄電池とした。
、Ｃ，Ｆ、、、、Ｓｏ、Ｍ （Ｍはアルカリ金属）で示
されるパーフルオロスルホン酸塩の界面活性剤を単独で
含むか、または、この界面活性剤とメルカプト基（−Ｓ
Ｈ）を有する芳香族化合物とを同時に含む芳香族化合物
との両者を同時に電池内に有する鉛蓄電池とした。
作用
鉛蓄電池においては、充電時に発生する酸素ガスが正掻
板内に生じ、その一部は、活物質粒子の形成する細孔内
に残ることが認められる。また、密閉形の鉛蓄電池にお
いては、正極で発生した酸素ガスが負極で吸収、硫酸鉛
化するため、負極活物質粒子の形成する細孔内にもその
一部がガス溜りとして残っている。これらのいわゆる電
解液との濡れ性の良くない活物質粒子は、その表面に電
荷を有することが難しいため、電池の充放電反応の効率
が低下することになる。
板内に生じ、その一部は、活物質粒子の形成する細孔内
に残ることが認められる。また、密閉形の鉛蓄電池にお
いては、正極で発生した酸素ガスが負極で吸収、硫酸鉛
化するため、負極活物質粒子の形成する細孔内にもその
一部がガス溜りとして残っている。これらのいわゆる電
解液との濡れ性の良くない活物質粒子は、その表面に電
荷を有することが難しいため、電池の充放電反応の効率
が低下することになる。
電池内の硫酸酸性の電解液中で安定に機能し、二酸化鉛
のような強力な酸化剤の存在下においても比較的安定な
、パーフルオロスルホン酸塩からなる界面活性剤を電解
液中に含む場合、活物質粒子の形成する０、０１〜１μ
ｍ程度の細孔内の電解液の濡れ性の向上に寄与し、電池
の放電容量の増大ならびに充電効率の向上に作用する。
のような強力な酸化剤の存在下においても比較的安定な
、パーフルオロスルホン酸塩からなる界面活性剤を電解
液中に含む場合、活物質粒子の形成する０、０１〜１μ
ｍ程度の細孔内の電解液の濡れ性の向上に寄与し、電池
の放電容量の増大ならびに充電効率の向上に作用する。
また、この種の界面活性剤は、それ自身単独で機能する
が、同時にメルカプト基を有する芳香族化合物を有する
場合、その効果は促進される。界面活性剤によって電解
液と活物質の濡れ性が向上し、同時に上記芳香族化合物
の化学吸着ならびに物理吸着が促進されることになる。
が、同時にメルカプト基を有する芳香族化合物を有する
場合、その効果は促進される。界面活性剤によって電解
液と活物質の濡れ性が向上し、同時に上記芳香族化合物
の化学吸着ならびに物理吸着が促進されることになる。
たとえば、メルカプト基を有する化合物は、鉛蓄電池に
おける硫酸酸性の電解液中で、プロトンと反応してカチ
オンを生じると考えられる。
おける硫酸酸性の電解液中で、プロトンと反応してカチ
オンを生じると考えられる。
ＲＳ Ｈ＋ ｔ（” ；ピＲＳ Ｈ２Ｒ：アルキル基こ
こで生じたカチオンは正極（カソード）に吸着し、水素
発生反応を減少させ、負極板上での水素過電圧を小さく
することができると考えられる。
こで生じたカチオンは正極（カソード）に吸着し、水素
発生反応を減少させ、負極板上での水素過電圧を小さく
することができると考えられる。
すなわち、カチオンによる物理吸着によって、極板表面
は負の電荷をもつので、負極（アノード）での反応に影
響しないままＨ＋の放電反応を促進させることができる
ため、電池の放電反応の進行には何ら障害とならない。
は負の電荷をもつので、負極（アノード）での反応に影
響しないままＨ＋の放電反応を促進させることができる
ため、電池の放電反応の進行には何ら障害とならない。
一方、十分に吸着がおこれば、二重層を通しての電荷の
移動が妨げられ、充電時に負極板の電位を貴にすること
ができる。しかも、これらの作用は、界面活性剤により
、電解液の濡れ性が改善された場合に効果が大きい。
移動が妨げられ、充電時に負極板の電位を貴にすること
ができる。しかも、これらの作用は、界面活性剤により
、電解液の濡れ性が改善された場合に効果が大きい。
上記のように、負極板の充電時の分極を小さくできるた
め、電圧制御方法による充電においては、負極板の過電
圧が小さくなった分だけ充電制御電圧を低くしても同様
の充電効率が期待できる。また、従来と同様に、充電制
御電圧に負の温度特性をもたせた場合には、充電効率の
向上をはかることができる。
め、電圧制御方法による充電においては、負極板の過電
圧が小さくなった分だけ充電制御電圧を低くしても同様
の充電効率が期待できる。また、従来と同様に、充電制
御電圧に負の温度特性をもたせた場合には、充電効率の
向上をはかることができる。
また、芳香族化合物としてのメルカプタンの解離により
、カチオンを生じやすくするため、電解液中に解離しや
すいアルカリ金属塩の存在する場合、上記効果は相乗さ
れる。
、カチオンを生じやすくするため、電解液中に解離しや
すいアルカリ金属塩の存在する場合、上記効果は相乗さ
れる。
上記のように鉛蓄電池内にパーフルオロスルホン酸塩の
界面活性剤を単独で含むか、あるいはこの界面活性剤と
メルカプト基を有する芳香族化合物を同時に含むことに
より、これらの化合物の電解液の濡れ性向上と、物理吸
着、化学吸着の作用を向上させることができる。
界面活性剤を単独で含むか、あるいはこの界面活性剤と
メルカプト基を有する芳香族化合物を同時に含むことに
より、これらの化合物の電解液の濡れ性向上と、物理吸
着、化学吸着の作用を向上させることができる。
すなわち、これらの作用により、鉛蓄電池の正負活物質
の利用率の向上をはかると共に、負極板の水素過電圧を
小さくすることができる。このため、従来の電圧制御に
よる充電方法においても、充電効率の向上をはかること
ができる。
の利用率の向上をはかると共に、負極板の水素過電圧を
小さくすることができる。このため、従来の電圧制御に
よる充電方法においても、充電効率の向上をはかること
ができる。
実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
正負極板と、微細なガラス繊維からなるセパレータを組
み合せ、電圧１２Ｖ、１０時間率容量２ Ａ ｌ−１の
密閉形鉛蓄電池を作成した。電解液には比重１．３２の
希硫酸を用いた。電池内には０８Ｆ １７３０３Ｋ （
パーフルオロ・オクタンスルホン酸カリウム）を界面活
性剤として添加し、実施例ｌとして２−メルカプトベン
ズイミダゾール（２ＭＢり、実施例２として２−メルカ
プトピリジン（２ＭＰ）を用い、実施例３として２−メ
ルカプトベンズオキサゾール（２ＭＢＯ）を添加した。
み合せ、電圧１２Ｖ、１０時間率容量２ Ａ ｌ−１の
密閉形鉛蓄電池を作成した。電解液には比重１．３２の
希硫酸を用いた。電池内には０８Ｆ １７３０３Ｋ （
パーフルオロ・オクタンスルホン酸カリウム）を界面活
性剤として添加し、実施例ｌとして２−メルカプトベン
ズイミダゾール（２ＭＢり、実施例２として２−メルカ
プトピリジン（２ＭＰ）を用い、実施例３として２−メ
ルカプトベンズオキサゾール（２ＭＢＯ）を添加した。
これらの芳香族化合物は、希硫酸に溶けに（いため、あ
らかじめ熱水に溶解させ、冷却の後に希硫酸を調製する
方法によった。また、２ＭＢＩについては、添加量を変
化させると共に、ペースト練合時の練液に溶解、添加す
る方法にもよった。また、これらにはいずれもアルカリ
金属塩としてのＮ ａ ２ Ｓ Ｏｓを０．０６ｇ／Ａ
ｈ添加した。
らかじめ熱水に溶解させ、冷却の後に希硫酸を調製する
方法によった。また、２ＭＢＩについては、添加量を変
化させると共に、ペースト練合時の練液に溶解、添加す
る方法にもよった。また、これらにはいずれもアルカリ
金属塩としてのＮ ａ ２ Ｓ Ｏｓを０．０６ｇ／Ａ
ｈ添加した。
充電効率の結果を第１図、第２図に示す。充電効率は、
０℃雰囲気中での充放電により求めた。
０℃雰囲気中での充放電により求めた。
放電は０．８への定電流にて終止電圧＋０．５Ｖまで放
電した時の放電電気量を、充電は０．８Ａ。
電した時の放電電気量を、充電は０．８Ａ。
／１４．７Ｖの定電圧、定電流方法により２時間充電し
た時の電気量を示した。
た時の電気量を示した。
試験は、放電１ （放電電気量：Ｑ、）、充電（電気量
： Ｑｃ）、放電２（放電電気量：Ｑ２）の順に行ない
、Ｑ、／Ｑ、とＱｃ／Ｑ、の比によって充電効率とした
。これらの比率がいずれも１００％をこえた場合、充電
効率が優れていることになる。
： Ｑｃ）、放電２（放電電気量：Ｑ２）の順に行ない
、Ｑ、／Ｑ、とＱｃ／Ｑ、の比によって充電効率とした
。これらの比率がいずれも１００％をこえた場合、充電
効率が優れていることになる。
図面より明らかなように、いずれも本発明によるパーフ
ルオロスルホン酸塩の界面活性剤を単独で用いるか、ま
た、芳香族化合物と同時に用いるかによって、充電効率
の向上がみられ、Ｎａ、ＳＯ４の添加により、さらに向
上した。
ルオロスルホン酸塩の界面活性剤を単独で用いるか、ま
た、芳香族化合物と同時に用いるかによって、充電効率
の向上がみられ、Ｎａ、ＳＯ４の添加により、さらに向
上した。
また、添加量が少ないとその効果はみられなくなり、ま
た多いと次のような不都合が生じた。界面活性剤の添加
が多いと電解液が発泡し好ましくない。また、メルカプ
タンが多いと、電解液の電導度が低下し好ましくない。
た多いと次のような不都合が生じた。界面活性剤の添加
が多いと電解液が発泡し好ましくない。また、メルカプ
タンが多いと、電解液の電導度が低下し好ましくない。
界面活性剤と２ＭＢ１、Ｎａｇ ＳＯ４をそれぞれ０．
００１ ｇ／Ａｈ、０．００２８／Ａｈ、０．０６ｇ／
Ａｈ添加した時の０．ＩｃＡ定電流充電カーブを第３図
に示す。
００１ ｇ／Ａｈ、０．００２８／Ａｈ、０．０６ｇ／
Ａｈ添加した時の０．ＩｃＡ定電流充電カーブを第３図
に示す。
（Ａ）は本発明の場合、（Ｂ）は従来例を示し、充電電
圧の差は、負極板の電位に依存していることが測定から
も明らかである。
圧の差は、負極板の電位に依存していることが測定から
も明らかである。
発明の効果
上記のように、本発明によれば鉛蓄電池内にパーフルオ
ロスルホン酸塩の界面活性剤を単独で含むか、またメル
カプト基を有する芳香族化合物と同時に添加することに
より、正負極活物質の充電効率の向上がみられる。さら
にアルカリ金属塩を添加することにより、充電効率がよ
り向上する。
ロスルホン酸塩の界面活性剤を単独で含むか、またメル
カプト基を有する芳香族化合物と同時に添加することに
より、正負極活物質の充電効率の向上がみられる。さら
にアルカリ金属塩を添加することにより、充電効率がよ
り向上する。
このようにすることにより、低温雰囲気下での負極活物
質の効率向上による電池の放電時間の増加、活物質の利
用率向上が可能となり、鉛蓄電池の容量増加、あるいは
軽量化に寄与するところが大きい。
質の効率向上による電池の放電時間の増加、活物質の利
用率向上が可能となり、鉛蓄電池の容量増加、あるいは
軽量化に寄与するところが大きい。
第１図、第２図は充電効率を示す図、第３図は０、ＩＣ
ＡＣ型定電流充電時電電圧を示す図である。
ＡＣ型定電流充電時電電圧を示す図である。
Claims (2)
- （１）Ｃ＿ｎＦ＿２＿ｎ＿＋＿１ＳＯ＿３Ｍ（Ｍはアル
カリ金属）で示されるパーフルオロスルホン酸塩の界面
活性剤を電池内に有することを特徴とする鉛蓄電池。 - （２）メルカプト基（−ＳＨ）を有する芳香族化合物を
有する請求項１記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317285A JPH02162649A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63317285A JPH02162649A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162649A true JPH02162649A (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=18086526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63317285A Pending JPH02162649A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02162649A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995006961A3 (en) * | 1993-09-03 | 1995-04-06 | Valence Technology Inc | Solid electrochemical cell of improved capacity and cycling capability having surfactant in vanadium oxide cathode mixture |
| FR2734408A1 (fr) * | 1995-05-19 | 1996-11-22 | Europ Accumulateurs | Accumulateur a recombinaison de gaz et procede de reduction de courant de charge flottante |
| WO2017138038A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Negative electrode for lead-acid battery, lead-acid battery, and method for manufacturing a negative electrode for lead-acid battery |
| WO2025164252A1 (ja) * | 2024-01-30 | 2025-08-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP63317285A patent/JPH02162649A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995006961A3 (en) * | 1993-09-03 | 1995-04-06 | Valence Technology Inc | Solid electrochemical cell of improved capacity and cycling capability having surfactant in vanadium oxide cathode mixture |
| FR2734408A1 (fr) * | 1995-05-19 | 1996-11-22 | Europ Accumulateurs | Accumulateur a recombinaison de gaz et procede de reduction de courant de charge flottante |
| WO2017138038A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Negative electrode for lead-acid battery, lead-acid battery, and method for manufacturing a negative electrode for lead-acid battery |
| WO2017138045A1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Negative electrode and electrolytic solution for lead-acid battery, method for manufacturing the same, and lead-acid battery comprising said negative electrode or electrolytic solution |
| WO2025164252A1 (ja) * | 2024-01-30 | 2025-08-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池 |
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