铅蓄电池和硫酸铅的溶解速度的测定方法技术

一种铅蓄电池，具备负极板、正极板、介于负极板和正极板之间的隔离件和电解液，负极板具备负极集电体和负极电极材料，负极电极材料含有含硫元素的有机防缩剂和纤维状物质，负极电极材料的密度为2.5g/cm

Method for determination of dissolution rate of lead-acid batteries and lead sulfate

A lead-acid battery has a negative plate, a positive plate, a separator between the negative plate and the positive plate, and an electrolyte. The negative plate has a negative collector and a negative electrode material. The negative electrode material contains organic shrinkage inhibitor and fibrous material containing sulfur element, and the density of the negative electrode material is 2.5g/cm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铅蓄电池和硫酸铅的溶解速度的测定方法
本专利技术涉及铅蓄电池和硫酸铅的溶解速度的测定方法。
技术介绍
铅蓄电池的负极电极材料含有木质素等有机防缩剂。对此，专利文献1(JP2013-41848)公开了含有由[化学式1]的化学结构式表示的双酚A氨基苯磺酸钠盐的甲醛缩合物，化合物中的硫含量为6～10质量％。铅蓄电池的充电与硫酸铅分解成铅离子和硫酸根离子并溶解于电解液中的硫酸铅的溶解反应有关系。然而没有测定硫酸铅的溶解速度，并且与充电有关系的硫酸铅的溶解反应、电子向铅离子的供给引起的向金属铅的还原反应、硫酸根离子从空隙排出的速度等详细情况也不清楚。因此，无人知晓硫酸铅的溶解反应在充电反应中具有何种程度的影响。现有技术文献专利文献专利文献1：JP2013-41848
技术实现思路
专利技术人成功测定目前为止尚未测定的来自负极板的硫酸铅的溶解速度，发现该硫酸铅的溶解反应是决定充电电流的重要因素。此外发现增加硫酸铅的溶解速度的方法。本专利技术的课题在于提供再生充电接受性能高且硫酸铅的蓄积少的铅蓄电池。此外，本专利技术的另一课题在于提供硫酸铅的溶解速度的测定方法。本专利技术之一为一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.2质量％以上的硫酸钡、0.05质量％以上的合成防缩剂，且合成防缩剂中的硫元素浓度为4000μmol/g以上(权利要求1)。由此，充电接受性能提高，且能够抑制硫酸铅的蓄积。另外，本专利技术之一为一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.05质量％以上的合成防缩剂，且负极电极材料的硫元素含量为0.2mg/cm3以上。由此，充电接受性能提高，且能够抑制硫酸铅的蓄积。本专利技术之一为一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，在25℃下，从充满电的状态进行30分钟的0.2CA的恒流放电，放置15分钟后，在使负极的电位相对于Pb|PbSO4(25℃下比重为1.30的硫酸)电极成为-300mV的状态下，测定进行20分钟充电时流过的充电电流，利用数学式1～数学式3，通过非线性最小二乘法得到的25℃下的来自负极板的硫酸铅的溶解速度为1.0×10-8mols-1cm-2以上。如果使硫酸铅的溶解速度为1.0×10-8mols-1cm-2以上，则充电接受性能提高，且能够抑制硫酸铅的蓄积。[数学式1][数学式2]时时[数学式3]i(t)为第t秒的充电电流值，由充电前粒子尺寸为l0的硫酸铅的数量N(l0)与每一个的电流i10(t)之积表示。z、F、M和ρ分别为电荷数、法拉第常数、硫酸铅的分子量、硫酸铅的密度，k、lm和α分别为硫酸铅的溶解速度和决定粒子尺寸分布的尺度参数和形状参数。本专利技术中，假设负极的充电反应以溶解析出机制进行。另外，专利技术人发现通过使硫酸铅粒子尺寸采用帕累托分布，能够解析充电电流，并发现能够测定硫酸铅的溶解速度。[表1]表1参数一览本专利技术之一为一种硫酸铅的溶解速度的测定方法，其中，对充满电的铅蓄电池进行30分钟的0.2CA的恒流放电，放置15分钟后，在使负极的电位相对于Pb|PbSO4(25℃下比重为1.30的硫酸)电极成为-300mV的状态下，测定进行20分钟充电时流过的充电电流，利用数学式1～数学式3，通过非线性最小二乘法测定硫酸铅的溶解速度。由此，能够测定硫酸铅的溶解速度，因此利用溶解速度能够评价铅蓄电池的特性。这些专利技术分别为本专利技术之一，不必满足全部。[数学式1][数学式2]时时[数学式3][表1]表1参数一览附图说明图1是表示再生充电接受性能与硫酸钡含量的关系的特性图。图2是表示再生充电接受性能与合成防缩剂的硫元素含量的关系的特性图。图3是表示再生充电接受性能与合成防缩剂含量的关系的特性图。图4是表示PSoC循环寿命与硫酸钡含量的关系的特性图。图5是表示PSoC循环寿命与合成防缩剂的硫元素含量的关系的特性图。图6是表示PSoC循环寿命与合成防缩剂含量的关系的特性图。图7是表示硫酸铅蓄积量与硫酸钡含量的关系的特性图。图8是表示硫酸铅蓄积量与合成防缩剂的硫元素含量的关系的特性图。图9是表示硫酸铅蓄积量与合成防缩剂含量的关系的特性图。图10是表示PSoC循环寿命与硫酸铅的溶解速度的关系的特性图。图11是表示极板厚度与硫酸铅的溶解速度的关系的特性图。图12是表示每体积活性物质的硫元素含量与再生充电接受性能的关系的特性图。具体实施方式本专利技术的一个方式为一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.2质量％以上的硫酸钡、0.05质量％以上的合成防缩剂，并且合成防缩剂中的硫元素浓度为4000μmol/g以上(权利要求1)。由此充电接受性能提高，且能够抑制硫酸铅的蓄积。另外，本专利技术的一个方式为一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.05质量％以上的合成防缩剂，且负极电极材料的硫元素含量为0.2mg/cm3以上。由此，充电接受性能提高，且能够抑制硫酸铅的蓄积。在此，负极电极材料可以含有0.2质量％以上的硫酸钡。由此，再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止抑制效果变得显著。在此，合成防缩剂中的硫元素浓度可以为6000μmol/g以下。由此，再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止抑制效果变得显著。本专利技术的一个方式为一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，在25℃下，从充满电的状态进行30分钟的0.2CA的恒流放电，放置15分钟后，在使负极的电位相对于Pb|PbSO4(25℃下比重为1.30的硫酸)电极成为-300mV的状态下，测定进行20分钟充电时流过的充电电流，利用数学式1～数学式3，通过非线性最小二乘法得到的25℃下的来自负极板的硫酸铅的溶解速度为1.0×10-8mols-1cm-2以上。由此，如果使硫酸铅的溶解速度为1.0×10-8mols-1cm-2以上，则充电接受性能提高，且能够抑制硫酸铅的蓄积。在此，负极电极材料可以含有0.2质量％以上的硫酸钡。由此，再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止抑制效果变得显著。在此，负极电极材料可以含有0.05质量％以上的合成防缩剂。由此，再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止抑制效果变得显著。在此，负极电极材料可以含有合成防缩剂，合成防缩剂中的硫元素浓度可以为4000μmol/g以上。由此，能够使25℃下的硫酸铅的溶解速度为1.0×10-8mols-1cm-2以上。在此，可以使负极板的厚度为1.0mm以上，由此，硫酸铅的溶解速度增大，其结果，可得到再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止抑制效果。本专利技术的一个方式为一种硫酸铅的溶解速度的测定方法，其中，对充满电的铅蓄电池进行30分钟的0.2CA的恒流放电，放置15分钟后，在使负极的电位相对于Pb|PbSO4(25℃下比重为1.30的硫酸)电极成为-300mV的状态下，测定进行20分钟充电时流过的充电电流，利用数学式1～数学式3，通过非线性最小二乘法测定硫酸铅的溶解速度。由此，能够测定硫酸铅的溶解速度，因此利用溶解速度可以评价铅蓄电池的特性。1如果负极电极材料含有0.2质量％以上的硫酸钡，则再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止效果变得显著。2如果负极电极材料含有2.0质量％以下的硫酸钡，则再生充电接受性能的提高和硫酸铅的蓄积防止抑制效果变得显著。3如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.2质量％以上的硫酸钡、0.05质量％以上的合成防缩剂，且合成防缩剂中的硫元素浓度为4000μmol/g以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.16 JP 2016-1194901.一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.2质量％以上的硫酸钡、0.05质量％以上的合成防缩剂，且合成防缩剂中的硫元素浓度为4000μmol/g以上。2.一种铅蓄电池，其中，负极板具备负极电极材料，负极电极材料含有0.05质量％以上的合成防缩剂，所述合成防缩剂含有硫元素，且负极电极材料的硫元素含量为0.2mg/cm3以上。3.根据权利要求2所述的铅蓄电池，其特征在于，负极电极材料含有0.2质量％以上的硫酸钡。4.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其特征在于，所述合成防缩剂中的硫元素浓度为6000μmol/g以下。5.一种铅蓄电池，其中，具有负极板，负极板具备负极电极材料，在25℃下，从充满电的状态进行30分钟的0.2CA的恒流放电，放置15分钟后，在使负极的电位相对于Pb|PbSO4(25℃下比重为1.30的硫酸)电极成为-300mV的状态下，测定进行20分钟充电时流过的充电电流，利用数学式1～数学式3，通过非线性最小二乘法得到的25℃下的硫酸铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：浜野泰如，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本,JP