JPH0414758A - 液入充済鉛蓄電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鉛蓄電池の正極活物質の利用率の向上に関す
るものである。

従来の技術 鉛蓄電池は二次電池として比較的安価で安定な性能を有
し、電子機器の電源や電動車の電源に広く用いられてい
る。しかし、他の蓄電池系と比較して、エネルギー密度
（Ｗｈ／ｋｇ）が劣るという欠点がある。これは活物質
、特に正極活物質の利用率が約４０％〜５０％と悪いた
めであり、活物質の利用率を向上することが望まれる。

鉛蓄電池の正極および、負極の活物質は、原料となる鉛
粉をそれぞれの添加物と共に、希硫酸またはその他の練
液と混合し、撹拌しながらペーストを作り、このペース
トを格子中に充填し、所定の乾燥、化成の工程を経て作
製される。

正極活物質は二酸化鉛、負極活物質は鉛であり、放電、
充電の反応は、下記の反応式で示すように起こる。

放電 ＰｂＯ２＋２Ｈ２０＋Ｐｂ　　　ご　ＰｂＳＯ４＋　　
２１１２０　　＋　　Ｐｂ５Ｏ４（正極）　　（負極）
充電（正極）　　　　（負極）放電反応が進行すると、
硫酸鉛の結晶が成長し、極板の表面を覆うようになる。

硫酸鉛は、鉛や二酸化鉛よりも電導度が小さいので、放
電反応の進行と共に極板の電気抵抗が増大し、電圧の降
下が起こり、放電の終了となる。このとき、極板内部に
は、未反応の活物質が残存しているため、極板全体の活
物質の利用率が低（なる。このことが鉛蓄電池のエネル
ギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）を低下させる原因の一つである
と考えられる。

発明が解決しようとする課題 上記のように鉛蓄電池では、放電反応生成物の硫酸鉛が
、正、負極板を覆い、内部に放電反応に関与できない活
物質が存在するという理由から、エネルギー密度（Ｗｈ
／ｋｇ）が低いという欠点を生じていた。

本発明は上記の課題を解決するもので、正極活物質の利
用率を向上させ、エネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）を向上
させた鉛蓄電池を提供することを目的とするものである
。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するため本発明の鉛蓄電池は、金属錫
、もしくは錫化合物を正極活物質間に添加した極板を用
いたものである。

作用 上記の構成のように、正極活物質間に金属錫、もしくは
錫化合物を添加すると、化成中あるいは充電中にこれが
酸化され、導電性が高（、反応に関与しない酸化錫が活
物質問に生成する。このため放電により電導度が小さい
硫酸鉛が生成されても活物質の電導性が保たれ、極板内
部まで反応が起こり、活物質の利用率が高められる。す
なわち、電池のエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）が向上す
ることになる。

実施例 本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

実施例１ 鉛粉１０００ｇに、鉛粉中の鉛のモル数に対して錫のモ
ル数が１％となるように硫酸錫を添加し撹拌した。これ
に、２００ｇの水を加えて練った。さらに、６０ｇの５
０％硫酸を徐々に滴下しつつ加えて練合した。これによ
って得られたペーストをペーストＡとする。ペーストＡ
を鉛−カルシウム系合金の鋳造格子に充填し、乾燥、化
成の工程を経て本発明による正極板Ａを得た。

同様に従来のペーストとして、鉛粉１０００ｇに、２０
０ｇの水を加えて練った。これに、６０ｇの５０％硫酸
を徐々に滴下しつつ加えて練合した。これによって得ら
れたペーストをペーストＨとする。ペーストＨを鉛−カ
ルシウム系合金の鋳造格子に充填し、乾燥、化成の工程
を経て従来の正極板Ｈを得た。この正極板Ｈと負極板を
２枚７３枚で配設し、その間にガラス繊維からなるマッ
ト状セパレータを介在させて組合せ、電解液として希硫
酸を含浸させ２Ａｈ　（１０時間率）の従来の密閉型鉛
蓄電池Ｈを得た。

正極板Ａも負極板と２枚７３枚で配設し、その間にガラ
ス繊維からなるマット状セパレータを介在させて組合せ
、電解液として希硫酸を含浸させ、従来の密閉型鉛蓄電
池Ｈと同体積、同重量である本発明の密閉型鉛蓄電池Ａ
を得た。これらの電池ＡおよびＨについて充電２００　
ｍ　Ａ　、放電６００ｍＡの定電流充放電でサイクル試
験を行った。なお放電の終止電圧は１．７５Ｖに設定し
、充電電気量は放電電気量の１２０％とした。

第１図に放電容量の比較図を示す。従来電池Ｈの容量が
１８５０ｍＡｈであるのに対して、本発明電池Ａは２０
００ｍＡｈであり、８．１％の増加となった。放電終了
後、これらの電池ＡおよびＨの極板を取り出して、イオ
ウＳの分布をＸ線マイクロアナライザーを用いて面分析
を行い確認した。この結果、電池Ａでは電池Ｈの場合と
比べて極板の内部までイオウＳが広く分布していた。こ
のことから正極活物質間に添加した硫酸錫は化成あるい
は充電中に、導電性が高（、放電反応に関与しない酸化
錫に酸化される。そのため、放電時に導電性の低い硫酸
鉛が極板中に生成されても、高抵抗化による電圧降下が
抑制されるので、極板の内部まで放電に関与でき、活物
質の利用率が向上したことが確認された。

第２図にサイクル試験の寿命カーブを示した。

容量が１００１００Ｏを切ったところをサイクル寿命と
した。活物質の利用率が大きくなったにも係わらず、本
発明による電池Ａも従来電池Ｈも３５０サイクルとほと
んど同じサイクル数であった。

実施例２ 硫酸錫の添加量を変えてその特性の比較を行った。

錫粉１０００ｇに、鉛粉中の鉛のモル数に対して錫のモ
ル数が第１表に前記のＡとともに示す各各の割合となる
ように硫酸錫を添加し撹拌した。

これに、２００ｇの水を加え練った。さらに、６０ｇの
５０％硫酸を徐々に滴下しつつ加え練合した。

これによって得られたペーストをペーストＢ〜Ｇとする
。ペーストＢ〜Ｇを鉛−カルシウム系合金の鋳造格子に
充填し、乾燥、化成の工程を経て本発明による正極板Ｂ
−Ｇを得た。これらの正極板Ｂ〜Ｇを負極板と２枚／３
枚で配殺し、その間にガラス繊維からなるマット状セパ
レータを介在させて組合せ、電解液として希硫酸を含浸
させて従来の密閉型鉛蓄電池Ｈと同体積、同重量である
本発明の密閉型鉛蓄電池Ｂ−Ｇを得た。これらの電池Ｂ
−Ｇについて充電２００　ｍ　Ａ　、放電６００ｍＡの
定電流充放電でサイクル試験を行った。なお放電の終止
電圧は１．７５Ｖｉ：１ｍ設定し、充電電気量は放電容
量の１２０％とした。

第１表 硫酸錫の添加量に対する放電容量を第３図に示した。硫
酸錫の添加量が増加するに従い、放電容量も増加する。

しかし添加量０．００１％では従来電池Ｈの容量と差は
なかった。

第４図に硫酸錫の添加量とサイクル寿命の関係を示した
。添加量５％まで従来の電池Ｈとの差は見られないが、
添加量が７％になるとサイクル寿命は３３０サイクルと
なり、従来電池Ｈよりも寿命が短くなった。

これらの結果より硫酸錫の添加量が多くなるに従って容
量は増加する傾向を示すが、添加する硫酸錫の量が５％
を越えると寿命が短くなってしまう。このため、容量と
サイクル寿命の両面から見ると、添加する錫の量は０．
０１％〜５％の範囲にせねばならない。

なお、上記２つの実施例においては、添加物として硫酸
錫を用いたが、金属錫、酸化錫でも同様の効果が見られ
た。ただし、添加量した銅元素のモル数が正極活物質中
の鉛のモル数に対して０．０１％〜５％でなくてはなら
ない。

発明の効果 以上のように本発明の正極活物質間に金属錫、もしくは
錫化合物を添加すると、導電性の良い酸化錫が活物質問
に生成されるため、放電により電導度が小さい硫酸鉛が
生成しても、活物質相互の導電性が保たれて極板内部ま
で反応が起こり、活物質の利用率が高められ、電池のエ
ネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）を向上させるという効果が
得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密閉型鉛蓄電池および従来品の放電容
量の比較を示す図、第２図はサイクル試験の寿命の比較
を示す図、第３図は錫の添加量に対する放電容量を示す
図、第４図は錫の添加量に対するサイクル寿命を示す図
である。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名男 図 族質容ｔ （…Ａｈａ 勇 麹 第 図 盗Ｘｌ　量 ｆ％〕 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属錫、もしくは錫化合物を正極活物質間に添加
   したことを特徴とする鉛蓄電池。（２）錫化合物が硫酸
   錫、または酸化錫である特許請求の範囲第１項記載の鉛
   蓄電池。 （３）添加した錫元素のモル数が、正極活物質中の鉛の
   モル数に対して０．０１％〜５％である特許請求の範囲
   第１項記載の鉛蓄電池。