JP2000182615A - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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JP2000182615A
JP2000182615A JP10358536A JP35853698A JP2000182615A JP 2000182615 A JP2000182615 A JP 2000182615A JP 10358536 A JP10358536 A JP 10358536A JP 35853698 A JP35853698 A JP 35853698A JP 2000182615 A JP2000182615 A JP 2000182615A
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JP
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positive electrode
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electrode active
dioxide
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JP10358536A
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English (en)
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Kazuya Sasaki
一哉 佐々木
Keiichi Wada
圭一 和田
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛丹から生成される二酸化鉛を正極活物質と
しても、充電効率が改善され、容量低下のない鉛蓄電池
を提供する。 【解決手段】 鉛丹(Pb)から生成される二酸化
鉛(PbO)を正極活物質とする鉛蓄電池において、
二酸化鉛の結晶核となり、化学式MOで表される金属
酸化物を正極活物質中に一様となるように添加した。こ
こで、Mは、Sn、Pb、Ge、Cr、Os、Mn、又
はRuから選択される1種である。金属酸化物が正極活
物質中に一様となるように添加されるので、二酸化鉛の
偏析が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に係り、特
に、鉛粉と鉛丹との混合物に希硫酸を添加して生成した
二酸化鉛を正極活物質とする鉛蓄電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、正極活物質原料に鉛丹(Pb
)を用いた鉛蓄電池の正極板は、鉛粉(Pb)と鉛丹
との混合物を希硫酸及び水で混練した正極活物質ペース
ト(スラリー)を格子体に塗布した後、熟成・乾燥して
作製される。このようにして作製された未化成正極板は
セパレータを挟んで同様にして作製された未化成負極板
と共に積層されて未化成鉛蓄電池とされ、希硫酸を注液
後化成(初充電)し、化成鉛蓄電池が完成される。
【0003】この鉛丹を用いて製作した二酸化鉛を正極
活物質とする鉛蓄電池では、次式(1)で示されるよう
に、鉛丹と(希)硫酸とが反応し、二酸化鉛(Pb
)が生成される: Pb+2HSO=PbO+2PbSO+2HO ( 1) このように、鉛丹から二酸化鉛を生成する場合には、酸
化鉛(PbO)から二酸化鉛を生成する場合に比べ化成
時の電気量が少なくてすむことが知られている。
【0004】なお、関連する技術としては、例えば、特
開平第5−205740号公報に開示された、鉛丹と硫
酸とを混合反応させて二酸化鉛を生成し、これを乾燥し
て粉体とした後に鉛粉と混合させる鉛蓄電池用正極ペー
ストの製造方法に関する技術がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
鉛蓄電池では、鉛丹から二酸化鉛を生成する際に、二酸
化鉛が偏析してしまい、その分布が正極活物質中で一様
でなくなってしまう。このため、二酸化鉛が正極活物質
中に一様に分布している場合に比べ、電気伝導性が劣る
ことから充電効率が低下すると共に、局部的な体積の変
化による活物質−格子間の剥離による容量低下を引き起
こす、という問題があった。
【0006】本発明は上記事実を踏まえ、鉛丹から生成
される二酸化鉛を正極活物質としても、充電効率が改善
され、容量低下のない鉛蓄電池を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、鉛粉(Pb)と鉛丹(Pb)との混合
物に希硫酸を添加して生成した二酸化鉛(PbO)を
正極活物質とする鉛蓄電池において、前記二酸化鉛の結
晶核となる化学式MOで表される金属酸化物を、前記
正極活物質中に一様となるように添加した。ここで、M
は、Sn、Pb、Ge、Cr、Os、Mn、又はRuか
ら選択される1種である。
【0008】本発明では、二酸化鉛の結晶核となる化学
式MOで表される金属酸化物が正極活物質中に一様と
なるように添加されているので、二酸化鉛の偏析が生じ
ないばかりか、二酸化鉛の結晶核となるMO自体が電
気伝導性を有しているので、電気伝導性が向上し充電効
率が改善される。また、MOで表される金属酸化物は
希硫酸が混練された強酸性の正極活物質中でも安定であ
るので、二酸化鉛粒子間の結合力を維持できると共に、
二酸化鉛の偏析が生じないことから局部的な体積の変化
による活物質−格子間の剥離が生じないので、容量低下
のない鉛蓄電池を実現できる。
【0009】この場合において、前記金属酸化物を前記
混合物中に一様となるように予め混合しておけば、一様
となるように混合していない前記金属酸化物を含む混合
物に希硫酸を加えて混練した正極活物質ペーストを混練
して、正極活物質中の前記化学式MOで表される金属
酸化物の一様性を確保しようとする場合より、容易に前
記正極活物質中での前記金属酸化物の一様性を確保する
ことができる。また、前記金属酸化物は二酸化スズ(S
nO)であり、前記混合物中の該二酸化スズの添加量
が0.001重量%以上かつ0.5重量%以下とすれ
ば、より充電効率が高く、かつ、容量低下のない鉛蓄電
池とすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施例に
ついて、実施例の効果を確認するために作製した鉛蓄電
池(比較例)と比較しつつ詳述する。
【0011】まず、各実施例及び比較例の鉛蓄電池の作
製方法について説明する。なお、実施例2及び比較例に
おいて、実施例1と同様の製造方法についてはその説明
を省略し、異なる部分について説明する。
【0012】(実施例1)(負極板の作製)負極板の作
製においては、鉛粉と鉛粉に対して13重量%の希硫酸
(比重1.26:20°C)と、鉛粉に対して12重量
%の水とを混練して負極活物質ペーストを作った。次
に、負極活物質ペースト73.0gを格子体からなる集
電体に充填してから、温度50°C、湿度95%中に1
8時間放置して熟成した後に、温度25°C、湿度40
%中に2時間放置し、乾燥して未化成負極板を作った。
【0013】(正極板の作製)正極板の作製において
は、まず、鉛粉(Pb)と鉛丹(Pb )とを重量で
85:15の割合で混合し、これに化学式MOで表さ
れる金属酸化物を更に混合した混合物を作り、この混合
物中で、化学式MOで表される金属酸化物が一様とな
るように混合した。ここで、Mは、Sn、Pb、Ge、
Cr、Os、Mn、又はRuであり、化学式MOで表
される金属酸化物を含む混合物中の化学式MOで表さ
れる金属酸化物の添加量は0.05重量%とした。次
に、これら各混合物に、鉛粉及び鉛丹に対し、0.01
重量%の硫酸ナトリウム及びカットファイバーを添加
し、鉛粉に対して13重量%の希硫酸(比重1.26:
20°C)と、鉛粉に対して12重量%の水とを、化学
式MOで表される金属酸化物が正極活物質ペースト中
で一様となるように混練して正極活物質ペーストを作っ
た。そして、正極活物質ペースト85.5gを格子体か
らなる集電体に充填してから、温度50°C、湿度95
%中に18時間放置して熟成した後に、温度25°C、
湿度40%中に2時間放置し、乾燥して未化成正極板を
作った。
【0014】(電池の完成・化成)次に、未化成負極板
8枚と未化成正極板7枚とをガラス繊維からなるセパレ
ータを介して積層して各極板群を作った。そして、各極
板群を電槽内に配置してから、電槽に電解液を注液して
未化成電池を作った。なお、電解液は比重1.225
(20°C)の希硫酸である。そして、未化成電池を9
Aで21時間化成して各鉛蓄電池を完成させた。
【0015】(実施例2)本実施例の鉛蓄電池では、実
施例1の正極板の作製で、化学式MOで表される金属
酸化物を含む混合物中の化学式MOで表される金属酸
化物の添加量を0.05重量%としたが、これに代え
て、鉛粉と鉛丹とを重量で85:15の割合で混合し、
これに二酸化スズ(SnO)を更に混合した混合物を
作り、この混合物中で二酸化スズが一様となるように混
合した。この場合に、混合物中で二酸化スズを0.00
1重量%〜3.8重量%の範囲で変化させた6種の混合
物について、それぞれ鉛蓄電池を完成させた。
【0016】(比較例)本比較例の鉛蓄電池では、実施
例1の正極板の作製で、鉛粉及び鉛丹に化学式MO
表される金属酸化物を一切添加せずに、鉛蓄電池を完成
させた。
【0017】次に、以上のようにして作製した各鉛蓄電
池を25°Cで5時間率電流で放電し、電圧が7.2V
に落ちるまでの継続時間を測定した。以下、図面を参照
して、計測試験結果について説明する。
【0018】図1は、実施例1及び比較例の各鉛蓄電池
の5時間率放電継続時間の比較を示している。なお、図
1において、「なし」と示されたものが比較例、「金
属」と示されたものが化学式MOで表される金属化合
物のMに相当する。図1に示すように、比較例の鉛蓄電
池では5時間率放電持続時間が300分未満であるのに
対し、各実施例の鉛蓄電池は300分を越えている。特
に、SnO又はPbO を添加した場合の効果が大き
いことが分かる。
【0019】図2は、実施例2でSnO添加量を変化
させたときの5時間率放電継続時間変化を示している。
図1と同様、「なし」と示されたものが比較例である。
図2に示すように、鉛粉、鉛丹及びSnOの混合物中
でのSnOの添加量が0.001〜0.5重量%の範
囲で比較例の鉛蓄電池より継続時間が長い。また、維持
時間の観点から、より好ましいSnOの添加量の範囲
は0.01〜0.1重量%であることが分かる。
【0020】実施例1及び2の鉛蓄電池では、二酸化鉛
の結晶核となり、化学式MOで表される金属酸化物を
正極活物質中に一様となるように添加したので、生成さ
れるPbOの偏析を防ぐことができる。また、二酸化
鉛の結晶核となるMO自体が電気伝導性を有するの
で、充電効率が改善される。更に、MOで表される金
属酸化物は希硫酸が混練された強酸性の正極活物質中で
も安定であり、二酸化鉛粒子間の結合力を維持するの
で、図1及び2に示すように、容量低下のない鉛蓄電池
となる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二酸化鉛の結晶核となる化学式MOで表される金属酸
化物が正極活物質中に一様となるように添加されている
ので、二酸化鉛の偏析が生じないばかりか、二酸化鉛の
結晶核となるMO自体が電気伝導性を有しているの
で、電気伝導性が向上し充電効率が改善される。また、
MOで表される金属酸化物は希硫酸が混練された強酸
性の正極活物質中でも安定であるので、二酸化鉛粒子間
の結合力を維持できると共に、二酸化鉛の偏析が生じな
いことから局部的な体積の変化による活物質−格子間の
剥離が生じないので、容量低下のない鉛蓄電池を実現で
きる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した実施例1及び比較例の各鉛蓄
電池の5時間率放電継続時間の比較を示す図である。
【図2】本発明を適用した実施例2の鉛蓄電池のSnO
添加量を変化させたときの5時間率放電継続時間変化
を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛粉(Pb)と鉛丹(Pb)との混
    合物に希硫酸を添加して生成した二酸化鉛(PbO
    を正極活物質とする鉛蓄電池において、前記二酸化鉛の
    結晶核となる化学式MOで表される金属酸化物を、前
    記正極活物質中に一様となるように添加したことを特徴
    とする鉛蓄電池。ここで、Mは、Sn、Pb、Ge、C
    r、Os、Mn、又はRuから選択される1種である。
  2. 【請求項2】 前記金属酸化物は前記混合物中に一様と
    なるように混合されることを特徴とする請求項1に記載
    の鉛蓄電池。
  3. 【請求項3】 前記金属酸化物は二酸化スズ(Sn
    )であり、前記混合物中の該二酸化スズの添加量が
    0.001重量%以上かつ0.5重量%以下であること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の鉛蓄電池。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006120574A (ja) * 2004-10-25 2006-05-11 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池
JP2011210640A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用正極活物質及びそれを充填して成る鉛蓄電池用正極板

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