JP2000058105A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JP2000058105A JP2000058105A JP10234945A JP23494598A JP2000058105A JP 2000058105 A JP2000058105 A JP 2000058105A JP 10234945 A JP10234945 A JP 10234945A JP 23494598 A JP23494598 A JP 23494598A JP 2000058105 A JP2000058105 A JP 2000058105A
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- Japan
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- lead
- electrolyte
- battery
- nickel ions
- acid 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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- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解液の成層化を軽減し、軽負荷寿命性能に
優れ、かつ重負荷使用時における高効率放電性能にも優
れる鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 アンチモンを含まない鉛合金格子を正負
極に用いた蓄電池であって、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以
上、０．０２５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む
電解液を用いた鉛蓄電池。
優れ、かつ重負荷使用時における高効率放電性能にも優
れる鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 アンチモンを含まない鉛合金格子を正負
極に用いた蓄電池であって、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以
上、０．０２５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む
電解液を用いた鉛蓄電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池の改良に関
するものであり、とくに充放電サイクル寿命性能の向上
を目的とするものである。
するものであり、とくに充放電サイクル寿命性能の向上
を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、鉛蓄電池のメンテナンスフリー化
に対する要望が高まり、従来の正極に鉛−アンチモン系
合金格子の代わりに鉛−カルシウム系合金が多く用いら
れるようになってきた。
に対する要望が高まり、従来の正極に鉛−アンチモン系
合金格子の代わりに鉛−カルシウム系合金が多く用いら
れるようになってきた。
【０００３】しかし、正極にアンチモンを含まない合
金、例えば鉛−カルシウム−錫−アルミニウム合金を使
用すると、放置中の自己放電の抑制、そして、使用中の
電解液（希硫酸）の分解にともなう補水作業は減らすこ
とができるようになってきたが、電解液の成層化という
新たな問題が生じてきた。
金、例えば鉛−カルシウム−錫−アルミニウム合金を使
用すると、放置中の自己放電の抑制、そして、使用中の
電解液（希硫酸）の分解にともなう補水作業は減らすこ
とができるようになってきたが、電解液の成層化という
新たな問題が生じてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】鉛蓄電池の電解液中の
硫酸は、放電反応によって硫酸鉛として正・負極活物質
中に析出し、充電反応によって活物質中から電解液中に
放出される。充電中に放出された硫酸は周囲の電解液よ
りも比重が高いことから、電池の下部に移動し、その結
果、電池内上部の電解液が、下部の電解液比重よりも低
いという成層化現象を引き起こすことが知られている。
このような電解液の成層化は、従来では放電深度が大き
い場合、すなわち重負荷での使用時に問題となっていた
が、近年の低アンチモン化あるいはアンチモンフリー化
にともなって、軽負荷使用時においても問題視されるよ
うになってきた。
硫酸は、放電反応によって硫酸鉛として正・負極活物質
中に析出し、充電反応によって活物質中から電解液中に
放出される。充電中に放出された硫酸は周囲の電解液よ
りも比重が高いことから、電池の下部に移動し、その結
果、電池内上部の電解液が、下部の電解液比重よりも低
いという成層化現象を引き起こすことが知られている。
このような電解液の成層化は、従来では放電深度が大き
い場合、すなわち重負荷での使用時に問題となっていた
が、近年の低アンチモン化あるいはアンチモンフリー化
にともなって、軽負荷使用時においても問題視されるよ
うになってきた。
【０００５】このように、電解液が成層化すると、特に
高比重になっている電池下部が充電されにくくなって、
放電容量が早期に低下するという問題が起こった。
高比重になっている電池下部が充電されにくくなって、
放電容量が早期に低下するという問題が起こった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明鉛蓄電池は、アン
チモンを含まない鉛合金格子を正負極に用いた蓄電池の
電解液として、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以上、０．０２
５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む電解液を用い
たことを特徴とする。
チモンを含まない鉛合金格子を正負極に用いた蓄電池の
電解液として、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以上、０．０２
５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む電解液を用い
たことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明による鉛蓄電池では、アン
チモンを含まない鉛合金格子を正負極に用いた蓄電池の
電解液として、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以上、０．０２
５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む電解液を用い
る。このようにすることにより、軽負荷寿命性能に優
れ、かつ重負荷使用時における高効率放電性能にも優れ
た鉛蓄電池が可能となる。
チモンを含まない鉛合金格子を正負極に用いた蓄電池の
電解液として、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以上、０．０２
５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む電解液を用い
る。このようにすることにより、軽負荷寿命性能に優
れ、かつ重負荷使用時における高効率放電性能にも優れ
た鉛蓄電池が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の詳細を一実施例を用いて説明
する。
する。
【０００９】まず、カルシウムを０．０７重量％、錫を
１．０重量％、およびアルミニウムを０．００３重量％
の組成の合金を用いて、常法によってペースト式正極板
を作製した。これらの正極板と通常のペースト式負極板
とを組み合わせて自動車用鉛蓄電池５５Ｄ２３（ＪＩＳ
Ｄ５３０１記載）を作製した。この電池に、表１に示す
ように、０．０００１重量％から０．０１００重量％の
硫酸ニッケル六水和物（ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ）を、量
を変えて１．２８０ｇ／ｃｍ3 の密度の硫酸に添加し、
６種類の電解液を調合した。なお、比較のために硫酸ニ
ッケル六水和物を添加しない従来の電解液もそのまま用
意した。このニッケル無添加の電解液に含まれるニッケ
ル量は、０．００００３％であった。
１．０重量％、およびアルミニウムを０．００３重量％
の組成の合金を用いて、常法によってペースト式正極板
を作製した。これらの正極板と通常のペースト式負極板
とを組み合わせて自動車用鉛蓄電池５５Ｄ２３（ＪＩＳ
Ｄ５３０１記載）を作製した。この電池に、表１に示す
ように、０．０００１重量％から０．０１００重量％の
硫酸ニッケル六水和物（ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ）を、量
を変えて１．２８０ｇ／ｃｍ3 の密度の硫酸に添加し、
６種類の電解液を調合した。なお、比較のために硫酸ニ
ッケル六水和物を添加しない従来の電解液もそのまま用
意した。このニッケル無添加の電解液に含まれるニッケ
ル量は、０．００００３％であった。
【００１０】
【表１】これらの電池をＪＩＳＤ５３０１記載の軽負荷
寿命試験に供し、この寿命試験中の３５６Ａ放電３０秒
目電圧の推移を図１に、電解液の比重の推移を図２およ
び図３に、そして電池の減液量の推移を図４にそれぞれ
示す。
寿命試験に供し、この寿命試験中の３５６Ａ放電３０秒
目電圧の推移を図１に、電解液の比重の推移を図２およ
び図３に、そして電池の減液量の推移を図４にそれぞれ
示す。
【００１１】図１から以下のことがわかった。硫酸ニッ
ケル添加量が０．０００１重量％の電池ＮＯ．２は従来
電池ＮＯ．１と大差ない寿命性能を示したが、これらに
比べて本発明により硫酸ニッケルを０．０００２重量％
以上０．００５０重量％以下添加した電池（ＮＯ．３〜
ＮＯ．６）は長寿命であった。しかし、硫酸ニッケルを
０．０１００重量％添加した電池ＮＯ．７は比較的短寿
命であった。
ケル添加量が０．０００１重量％の電池ＮＯ．２は従来
電池ＮＯ．１と大差ない寿命性能を示したが、これらに
比べて本発明により硫酸ニッケルを０．０００２重量％
以上０．００５０重量％以下添加した電池（ＮＯ．３〜
ＮＯ．６）は長寿命であった。しかし、硫酸ニッケルを
０．０１００重量％添加した電池ＮＯ．７は比較的短寿
命であった。
【００１２】本発明により電解液に硫酸ニッケルを０．
０００１〜０．００５０重量％添加したことによって電
池の寿命性能が向上したのは、図２および図３に示すよ
うに寿命試験中に起こる電解液の成層化がニッケルイオ
ンの添加によって抑制できたためと考えられる。ニッケ
ルイオンが成層化を抑制できたのは、試験中に電解液中
のニッケルイオンが負極に析出したためで、負極に析出
したニッケルが充電中の電解液の分解による水素ガス発
生量をわずかに大きくして、発生したガスが電解液を撹
拌しながら大気中に放出されるためである。
０００１〜０．００５０重量％添加したことによって電
池の寿命性能が向上したのは、図２および図３に示すよ
うに寿命試験中に起こる電解液の成層化がニッケルイオ
ンの添加によって抑制できたためと考えられる。ニッケ
ルイオンが成層化を抑制できたのは、試験中に電解液中
のニッケルイオンが負極に析出したためで、負極に析出
したニッケルが充電中の電解液の分解による水素ガス発
生量をわずかに大きくして、発生したガスが電解液を撹
拌しながら大気中に放出されるためである。
【００１３】しかし、硫酸ニッケルを添加し過ぎる（電
池ＮＯ．７）と腐食の水素過電圧を著しく低下させて過
充電中の電解液の分解が激しく、電池の減液量が増大
し、さらに電解液の比重が次第に上昇して寿命に至った
ことが、図２、図３および図４からわかる。
池ＮＯ．７）と腐食の水素過電圧を著しく低下させて過
充電中の電解液の分解が激しく、電池の減液量が増大
し、さらに電解液の比重が次第に上昇して寿命に至った
ことが、図２、図３および図４からわかる。
【００１４】つぎに、硫酸ニッケルを０．０００２重量
％添加した電池ＮＯ．３については、さらにＪＩＳＤ５
３０１記載の重負荷寿命試験に供した。なお、比較のた
めに硫酸ニッケルを無添加として従来の電池ＮＯ．１も
同試験に供した。寿命試験中の２０Ａ放電持続時間の推
移を図５に、そして高率（３００Ａ）放電持続時間の推
移を図６にそれぞれ示す。
％添加した電池ＮＯ．３については、さらにＪＩＳＤ５
３０１記載の重負荷寿命試験に供した。なお、比較のた
めに硫酸ニッケルを無添加として従来の電池ＮＯ．１も
同試験に供した。寿命試験中の２０Ａ放電持続時間の推
移を図５に、そして高率（３００Ａ）放電持続時間の推
移を図６にそれぞれ示す。
【００１５】２０Ａ放電時続時間の推移は硫酸ニッケル
を電解液に０．０００２重量％添加した本発明の電池Ｎ
Ｏ．３と硫酸ニッケル無添加の従来の電池ＮＯ．１と大
差なかった。ところが、３００Ａ放電持続時間の推移は
本発明品が従来品よりも優れていた。３００Ａ放電持続
時間は両者とも負極で制限されていたこと、および負極
添加剤であるリグニンの分解量が寿命試験後において従
来品に比べて本発明品では少なかったことから、電解液
のニッケルイオンが寿命試験中に負極活物質に移動析出
して、リグニンの分解を抑制したため、高率放電性能の
低下を抑制したものと思われる。
を電解液に０．０００２重量％添加した本発明の電池Ｎ
Ｏ．３と硫酸ニッケル無添加の従来の電池ＮＯ．１と大
差なかった。ところが、３００Ａ放電持続時間の推移は
本発明品が従来品よりも優れていた。３００Ａ放電持続
時間は両者とも負極で制限されていたこと、および負極
添加剤であるリグニンの分解量が寿命試験後において従
来品に比べて本発明品では少なかったことから、電解液
のニッケルイオンが寿命試験中に負極活物質に移動析出
して、リグニンの分解を抑制したため、高率放電性能の
低下を抑制したものと思われる。
【００１６】以上述べたように、本発明になる、電解液
に硫酸ニッケル六水和物（ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ）を
０．０００１〜０．００５０重量％添加した鉛蓄電池に
おいては、電解液中に存在するニッケルイオンが電解液
の成層化を抑制するものである。
に硫酸ニッケル六水和物（ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ）を
０．０００１〜０．００５０重量％添加した鉛蓄電池に
おいては、電解液中に存在するニッケルイオンが電解液
の成層化を抑制するものである。
【００１７】この場合、電解液中の硫酸ニッケル六水和
物の重量％を、電解液中のニッケルイオンの濃度に換算
すれば、０．０００５ｍｏｌ／ｌ〜０．０２５ｍｏｌ／
ｌとなる。
物の重量％を、電解液中のニッケルイオンの濃度に換算
すれば、０．０００５ｍｏｌ／ｌ〜０．０２５ｍｏｌ／
ｌとなる。
【００１８】実施例では電解液に硫酸ニッケル六水和物
を添加したが、本発明は電解液中に上記濃度範囲のニッ
ケルイオンが存在すればよく、硫酸ニッケル六水和物以
外の、水酸化ニッケルなどの電解液に溶解してニッケル
イオンを生じる化合物なら、種々の化合物を使用するこ
とができる。
を添加したが、本発明は電解液中に上記濃度範囲のニッ
ケルイオンが存在すればよく、硫酸ニッケル六水和物以
外の、水酸化ニッケルなどの電解液に溶解してニッケル
イオンを生じる化合物なら、種々の化合物を使用するこ
とができる。
【００１９】
【発明の効果】以上にように、本発明による、電解液中
に０．０００５ｍｏｌ／ｌ以上、０．０２５ｍｏｌ／ｌ
以下のニッケルイオンを含むアンチモンを含まない鉛合
金格子を用いた鉛蓄電池は、軽負荷寿命性能に優れ、か
つ重負荷使用時における高効率放電性能にも優れるな
ど、その工業的価値は甚だ大なるものである。
に０．０００５ｍｏｌ／ｌ以上、０．０２５ｍｏｌ／ｌ
以下のニッケルイオンを含むアンチモンを含まない鉛合
金格子を用いた鉛蓄電池は、軽負荷寿命性能に優れ、か
つ重負荷使用時における高効率放電性能にも優れるな
ど、その工業的価値は甚だ大なるものである。
【図１】軽負荷寿命試験における３５６Ａ放電３０秒目
電圧の推移を比較した図
電圧の推移を比較した図
【図２】電池上部の電解液比重の推移を比較した図
【図３】電池下部の電解液比重の推移を比較した図
【図４】減液量の推移を比較した図
【図５】重負荷寿命試験における２０Ａ放電持続時間の
推移を比較した図
推移を比較した図
【図６】高率（３００Ａ）放電持続時間の推移を比較し
た図
た図
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H017 AA01 CC05 EE01 5H028 AA06 CC11 EE01 FF04 HH02
Claims (1)
- 【請求項１】 アンチモンを含まない鉛合金格子を正負
極に用いた蓄電池であって、０．０００５ｍｏｌ／ｌ以
上、０．０２５ｍｏｌ／ｌ以下のニッケルイオンを含む
電解液を用いたことを特徴とする鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10234945A JP2000058105A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10234945A JP2000058105A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058105A true JP2000058105A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16978734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10234945A Pending JP2000058105A (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012123964A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Gs Yuasa Corp | 液式鉛蓄電池 |
| CN104505518A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 萍乡市天东电器科技有限公司 | 用于铅酸蓄电池的负极板及其制备方法 |
-
1998
- 1998-08-05 JP JP10234945A patent/JP2000058105A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012123964A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Gs Yuasa Corp | 液式鉛蓄電池 |
| CN104505518A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 萍乡市天东电器科技有限公司 | 用于铅酸蓄电池的负极板及其制备方法 |
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