铅蓄电池制造技术

本发明专利技术的铅蓄电池具备负极板、正极板、袋状隔离件以及电解液，负极板含有负极电极材料，上述负极电极材料含有第一碳材料和第二碳材料，第一碳材料具有32μm以上的粒径，第二碳材料具有小于32μm的粒径，第二碳材料的粉体电阻R2与第一碳材料的粉体电阻R1之比：R2/R1为15以上且420以下，正极板被袋状隔离件包装。

Lead acid battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铅蓄电池
本专利技术涉及铅蓄电池。
技术介绍
铅蓄电池除了用于车载用、产业用之外，还在各种用途中使用。铅蓄电池包括负极板、正极板以及电解液。在负极板与正极板之间配置有隔离件。例如，在专利文献1提出的铅蓄电池中，负极板被聚乙烯制的袋状隔离件包覆。在负极材料中添加有具有磺基等的树脂、硫酸钡、碳质导电材料等作为添加剂。铅蓄电池有时以被称为部分充电状态(PSOC)的充电不足状态使用。例如在怠速启停(ISS)时，铅蓄电池以PSOC使用。专利文献1：日本特开2017-54629号公报
技术实现思路
在对PSOC条件下的铅蓄电池的寿命性能进行评价的试验中，也在反复进行高速率放电的试验(高速率PSOC循环试验)中，基于表面积相对小于正极板的负极板来限制寿命。另外，在PSOC条件下电解液容易成层化，若负极板附近成层化，则大量硫酸铅蓄积于负极板下部，负极板的可反应面积进一步减小。因此，可以认为，为了提高在PSOC中使用的铅蓄电池的寿命性能，抑制负极板附近的成层化是重要的。在使用袋状隔离件的情况下，若用袋状隔离件包装正极板，则负极板附近的成层化容易进行，在负极板下部蓄积硫酸铅而寿命变短。因此，如专利文献1所示，通常利用袋状隔离件包装负极板。然而，新发现，在用袋状隔离件包装负极板的情况下，在反复进行深放电的循环试验(深放电循环试验)中，寿命反而变短。即，难以获得在高速率PSOC循环试验与深放电循环试验这双方中都具有优异的寿命性能的铅蓄电池。本专利技术的一方面涉及铅蓄电池，上述铅蓄电池具备负极板、正极板、袋状隔离件以及电解液，上述负极板含有负极电极材料，上述负极电极材料含有第一碳材料和第二碳材料，上述第一碳材料具有32μm以上的粒径，上述第二碳材料具有小于32μm的粒径，上述第二碳材料的粉体电阻R2与上述第一碳材料的粉体电阻R1之比：R2/R1为15以上且420以下，上述正极板被上述袋状隔离件包装。提供一种在高速率PSOC循环试验与深放电循环试验这双方中都具有优异的寿命性能的铅蓄电池。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的铅蓄电池的外观和内部构造的切除了一部分的分解立体图。图2是表示实施例所涉及的铅蓄电池A3和比较例所涉及的铅蓄电池B3的深放电循环试验的结果的图。图3是表示R2/R1比与高速率PSOC循环试验的寿命的关系的图。具体实施方式本专利技术的一方面涉及的铅蓄电池具备负极板、正极板、袋状隔离件以及电解液。负极板含有负极电极材料，上述负极电极材料含有第一碳材料和第二碳材料。第一碳材料具有32μm以上的粒径。第二碳材料具有小于32μm的粒径。第二碳材料的粉体电阻R2与第一碳材料的粉体电阻R1之比(R2/R1比)为15以上且420以下。正极板被袋状隔离件包装。通过用袋状隔离件包装正极板，在深放电循环试验中的寿命性能(以下，也称为深放电循环寿命)显著提高。其理由不明，但若用袋状隔离件包装正极板，则在充电时在正极板附近生成的高浓度硫酸不易移动到袋状隔离件外。另外，通过在正极板产生的气体，正极板附近的电解液容易沿上下方向被搅拌。可以认为，通过这些现象协同作用，能够显著地抑制正极板附近的成层化，从而能够使深放电循环寿命提高。另一方面，在负极板的附近，电解液的扩散区域扩大，因此高浓度硫酸容易沉降，存在成层化进行的趋势。若成层化进行，则在负极板下部充电反应不易进行，容易蓄积硫酸铅。但是，在负极电极材料含有R2/R1比满足15～420的第一碳材料和第二碳材料的情况下，负极板的导电性显著提高。可以认为，若将R2/R1比控制在上述范围内，则在负极电极材料中形成良好的导电网络，并且形成的导电网络不易劣化。通过构建这样的良好的导电网络，即使在负极电极材料中存在相当量的作为绝缘体的硫酸铅的情况下，充电接受性也会提高。因此，即使在负极板下部容易进行硫酸铅的蓄积的情况下，若与负极电极材料不含有R2/R1比满足15～420的第一碳材料和第二碳材料的情况相比，也能够良好地维持在高速率PSOC循环试验中的寿命性能(以下，也称为高速率PSOC循环寿命)。接下来，第二碳材料的比表面积s2与第一碳材料的比表面积s1之比(s2/s1比)优选为10以上且500以下。在该情况下，认为充电接受性在负极板的整个区域内变得更均匀。通过降低负极板的充电接受性的偏差，硫酸铅的还原反应容易进行，并且能够抑制副反应的进行。因此，高速率PSOC循环寿命变得更良好。此外，通过将s2/s1比控制在上述范围内，与负极板对置的正极板的充放电反应也变得更均匀。其结果，抑制充放电容易集中的正极板上部的正极电极材料的软化和脱落。通过降低正极电极材料的脱落量，使在电解液浮游的正极电极材料的量减少，抑制其在负极板堆积、生长并与正极板接触而引起的短路(金属氧化物半导体短路)。以下，针对本专利技术的实施方式所涉及的铅蓄电池，对各主要的结构要件进行说明，但本专利技术并不限定于以下的实施方式。(负极板)负极板通常由负极集电体(负极格栅等)和负极电极材料构成。负极电极材料是从负极板除去了负极集电体的部位。应予说明，有时在负极板粘贴有垫片、吸水纸(pastingpaper)等部件。在负极板含有这样的部件(粘贴部件)的情况下，负极电极材料是除负极集电体和粘贴部件以外的部分。但是，电极板的厚度是包括垫片的厚度。在隔离件上粘贴有垫片的情况下，垫片的厚度包含在隔离件的厚度内。负极电极材料含有通过氧化还原反应显现容量的负极活性物质(铅或硫酸铅)。充电状态的负极活性物质是海绵状铅，但未化学转化的负极板通常使用铅粉制作。负极电极材料含有第一碳材料和第二碳材料。第一碳材料具有32μm以上的粒径，第二碳材料具有小于32μm的粒径。第一碳材料和第二碳材料能够通过后述的步骤进行分离、区别。负极电极材料可以进一步含有有机防缩剂、硫酸钡等，也可以根据需要进一步含有其他添加剂。(碳材料)作为第一碳材料和第二碳材料，能够使用炭黑、石墨、硬碳、软碳等。作为炭黑，能够例示乙炔黑、科琴黑、炉法炭黑、灯黑等。石墨只要是含有石墨型晶体构造的碳材料即可，可以是人造石墨和天然石墨中的任一种。对于第一碳材料和第二碳材料而言，例如只要以第二碳材料的粉体电阻R2与第一碳材料的粉体电阻R1之比(R2/R1比)成为15～420的方式调节各个碳材料的种类、平均粒径D50、比表面积等即可。作为第一碳材料，优选例如选自石墨、硬碳以及软碳中的至少一种。其中第一碳材料优选至少包括石墨。第二碳材料优选至少包括炭黑。通过选择上述材料的组合作为第一碳材料和第二碳材料，容易调节R2/R1比，在负极电极材料中容易形成更良好的导电网络，导电网络的劣化也变得更不易产生。应予说明，在第一碳材料中，在拉曼光谱的1300cm-1以上且1350cm-1以下的范围出现的峰(D带)与在1550cm-1以上且1600cm-1以下的范围出现的峰(G带)的强度比ID/IG为0以上且0.9以下的碳材料是石墨。...

【技术保护点】
1.一种铅蓄电池，其中，/n具备负极板、正极板、袋状隔离件以及电解液，/n所述负极板含有负极电极材料，所述负极电极材料含有第一碳材料和第二碳材料，/n所述第一碳材料具有32μm以上的粒径，/n所述第二碳材料具有小于32μm的粒径，/n所述第二碳材料的粉体电阻R2与所述第一碳材料的粉体电阻R1之比：R2/R1为15以上且420以下，/n所述正极板被所述袋状隔离件包装。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170724 JP 2017-1426841.一种铅蓄电池，其中，
具备负极板、正极板、袋状隔离件以及电解液，
所述负极板含有负极电极材料，所述负极电极材料含有第一碳材料和第二碳材料，
所述第一碳材料具有32μm以上的粒径，
所述第二碳材料具有小于32μm的粒径，
所述第二碳材料的粉体电阻R2与所述第一碳材料的粉体电阻R1之比：R2/R1为15以上且420以下，
所述正极板被所述袋状隔离件包装。


2.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，
所述第二碳材料的比表面积s2与所述第一碳材料的比表面积s1之比：s2/s1为10以上且500以下。


3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其中，
所述第二碳材料的粉体电阻R2与所述第一碳材料的粉体电阻R1之比：R2/R1为25以上。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的铅蓄电池，其中，
所述第二碳材料的粉体电阻R2与所述第一碳材料的粉体电阻R1之比：R2/R1为155以下。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：立川修平，佐佐木绘里子，
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