铅蓄电池和具备其的汽车制造技术

本发明专利技术提供一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，正极具有包含正极活性物质的正极材，负极具有包含负极活性物质的负极材，电解液包含选自由钾离子、铝离子、铯离子和磷酸根离子组成的组中的至少一种。

Lead storage battery and car having the same

The invention provides a lead-acid battery, the negative electrode, electrolyte and separator, cathode containing anode active material of cathode material, anode cathode material containing anode active material and electrolyte containing at least one selected potassium ion, aluminum ion, cesium ions and phosphate ions in the group.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铅蓄电池和具备其的汽车
本专利技术涉及铅蓄电池和具备其的汽车。
技术介绍
作为防止全球变暖的对策之一，来自汽车的CO2排放量规定和燃料效率规定在各国都在强化。从这样的状况出发，在汽车行业中，当务之急是开发抑制CO2排放量的新一代环保汽车。在新一代环保汽车中，怠速停止车(以下称为“ISS车”。)有无需大幅改变现有设计从而廉价，且能够提高燃料效率这样的优点。ISS车的燃料效率提高功能主要具有两个特征。一个特征是：制动器制动时将动能转换为电能，将该电能储存在铅蓄电池中进行利用(即，利用再生能源)。另一个特征是：在汽车的停车中关闭发动机从而不消耗额外的能量。近年来，由于需要长时间的汽车海外运输的增加、偶尔才驾驶的驾驶员的增加等，长时间不起动发动机的汽车剧增。另外，关于搭载于汽车的铅蓄电池，为了在发动机停止后也维持电装配置的备用和控制计算机，多数流动着“暗电流”这样的微小电流(例如20～100mA的电流)(以下称为“暗电流放电”。)而成为放电状态。在这样的铅蓄电池中，在长时间不起动发动机的情况下，不充电而长时间持续由暗电流引起的放电状态(以下称为“暗电流放电状态”。)，SOC(充电状态：StateOfCharge)降低。已知：如果在SOC低至一定程度的状态下将汽车长时间放置，则不能起动发动机等，不能有效地使用铅蓄电池。为了解决这样的问题，例如，下述专利文献1中公开了一种技术，即：调整在正极栅格中以大致菱形开设的开口部的面积和炭黑的DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸油量。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2013/073091号
技术实现思路
专利技术要解决的课题于是，本专利技术人深入研究，结果得知：在由于长时间持续暗电流放电状态而导致铅蓄电池的SOC降低的情况下，铅蓄电池的充电性能显著降低。另外，对于铅蓄电池，要求抑制暗电流放电状态下的过度的电压下降。本专利技术是鉴于上述情况而作出的专利技术，其目的在于提供一种能够抑制暗电流放电状态下的过度的电压下降，并且即使在由于暗电流放电而导致SOC降低的情况下也具有优异的充电性能的铅蓄电池、以及具备该铅蓄电池的汽车。解决课题的方法本专利技术人等深入研究，结果发现：通过在铅蓄电池中使电解液包含选自由钾离子、铝离子、铯离子和磷酸根离子组成的组中的至少一种，能够解决上述课题。即，本专利技术的第一形态为一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，正极具有包含正极活性物质的正极材，负极具有包含负极活性物质的负极材，电解液包含钾离子。本专利技术的第二形态为一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，正极具有包含正极活性物质的正极材，负极具有包含负极活性物质的负极材，电解液包含铝离子。本专利技术的第三形态为一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，正极具有包含正极活性物质的正极材，负极具有包含负极活性物质的负极材，电解液包含铯离子。本专利技术的第四形态为一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，正极具有包含正极活性物质的正极材，负极具有包含负极活性物质的负极材，电解液包含磷酸根离子。上述本专利技术的铅蓄电池能够抑制暗电流放电状态下的过度的电压下降，并且即使在由于暗电流放电而导致SOC降低的情况下也具有优异的充电性能(暗电流放电后的充电性能)。另外，上述本专利技术的铅蓄电池在初期状态下也具有优异的充电性能(初期充电性能)。关于在由于暗电流放电而导致SOC降低的情况下铅蓄电池的充电性能降低的原因以及在本专利技术中能够抑制这样的充电性能降低的原因的详细内容，尚不清楚，但本专利技术人等如下推测。即，在暗电流放电状态下，作为放电产物的硫酸铅的生成速度慢，在暗电流放电状态下长时间放置的情况下，会发生硫酸铅的溶解和结合。其结果是：硫酸铅粒子凝聚和粗大化而使充电性能降低。与此相对，在本专利技术所涉及的铅蓄电池中，由于电解液所含的特定离子(选自由钾离子、铝离子、铯离子和磷酸根离子组成的组中的至少一种离子)抑制由暗电流放电引起的硫酸铅粒子的凝聚和粗大化，因此可促进充电时在负极的反应界面生成硫酸根离子。由此，本专利技术的铅蓄电池即使在由于暗电流放电而导致SOC降低的情况下也具有优异的充电性能。电解液中的钾离子的浓度优选为0.003～0.15mol/L。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能和初期充电性能。电解液中的铝离子的浓度优选为0.005～0.4mol/L。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能和初期充电性能。电解液中的铯离子的浓度优选为0.005～0.4mol/L。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能和初期充电性能。电解液优选除选自由钾离子、铝离子和铯离子组成的组中的至少一种以外，还进一步包含磷酸根离子。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能和初期充电性能。电解液中的磷酸根离子的浓度优选为0.005～0.2mol/L。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能和初期充电性能。上述负极材优选进一步包含炭黑。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能。上述负极材优选进一步包含具有选自由磺酸基和磺酸盐基组成的组中的至少一种的树脂。在这种情况下，能够提高低温高率放电性能。上述树脂优选包含选自由双酚系树脂、木质素磺酸和木质素磺酸盐组成的组中的至少一种，所述双酚系树脂具有选自由磺酸基和磺酸盐基组成的组中的至少一种。在这种情况下，能够进一步提高充电接受性。上述树脂优选包含具有选自由磺酸基和磺酸盐基组成的组中的至少一种的双酚系树脂。在这种情况下，能够进一步提高充电接受性。上述双酚系树脂优选为由双酚系化合物，选自由氨基烷基磺酸、氨基烷基磺酸衍生物、氨基芳基磺酸和氨基芳基磺酸衍生物组成的组中的至少一种，以及选自由甲醛和甲醛衍生物组成的组中的至少一种反应而得到的树脂。在这种情况下，能够进一步提高充电接受性。上述负极材的比表面积优选为0.5～2m2/g。在这种情况下，能够进一步提高暗电流放电后的充电性能。上述正极材的比表面积优选大于或等于4m2/g。在这种情况下，能够提高电解液与正极活性物质的反应性。上述隔膜优选包含聚烯烃和二氧化硅。在这种情况下，短路的抑制效果优异。在利用能量分散型X射线光谱法的元素分析中，上述隔膜中的氧和硅的质量合计以碳、氧和硅的质量合计作为基准优选为30～80质量％。在这种情况下，短路的抑制效果更优异，并且能够提高隔膜强度。优选上述隔膜具有凸状的凸条和支撑该凸条的基体部，上述凸条的高度H相对于上述基体部的厚度T的比率H/T大于或等于2的形态。在这种情况下，隔膜的耐氧化性优异。本专利技术的第五形态为一种汽车，其具备上述本专利技术的铅蓄电池，铅蓄电池在发动机停止状态下以20～100mA的电流值进行放电。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种能够抑制暗电流放电状态下的过度的电压下降，并且即使在由于暗电流放电而导致SOC降低的情况下也具有优异的充电性能的铅蓄电池、以及具备该铅蓄电池的汽车。根据本专利技术，能够提供铅蓄电池在暗电流放电状态下长时间放置后通过交流发电机进行充电的汽车中的应用。根据本专利技术，能够提供铅蓄电池在产生微小电流(例如，在发动机停止状态下具有20～100mA的电流值的电流)的放电的汽车中的应用。另外，根据本专利技术，能够提供铅蓄电池在间歇性地进行了充电后在部分充电状态(PSOC：Partial本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，所述正极具有包含正极活性物质的正极材，所述负极具有包含负极活性物质的负极材，所述电解液包含钾离子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.28 JP 2015-0140711.一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，所述正极具有包含正极活性物质的正极材，所述负极具有包含负极活性物质的负极材，所述电解液包含钾离子。2.一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，所述正极具有包含正极活性物质的正极材，所述负极具有包含负极活性物质的负极材，所述电解液包含铝离子。3.一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，所述正极具有包含正极活性物质的正极材，所述负极具有包含负极活性物质的负极材，所述电解液包含铯离子。4.根据权利要求1所述的铅蓄电池，所述电解液中的所述钾离子的浓度为0.003～0.15mol/L。5.根据权利要求2所述的铅蓄电池，所述电解液中的所述铝离子的浓度为0.005～0.4mol/L。6.根据权利要求3所述的铅蓄电池，所述电解液中的所述铯离子的浓度为0.005～0.4mol/L。7.根据权利要求1～6中任一项所述的铅蓄电池，所述电解液进一步包含磷酸根离子。8.一种铅蓄电池，其具备正极、负极、电解液和隔膜，所述正极具有包含正极活性物质的正极材，所述负极具有包含负极活性物质的负极材，所述电解液包含磷酸根离子。9.根据权利要求7或8所述的铅蓄电池，所述电解液中的所述磷酸根离子的浓度为0.005～0.2mol/L。10.根据权利要求1～9中任一项所述的铅蓄电池，所述负极材进一步包含炭黑。11.根据权利要求1～10中任一项所述的铅蓄电池，所述负极材进一步包含树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山和也，小林真辅，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP