铅蓄电池制造技术

一种铅蓄电池，具备正极板、负极板和电解液，正极板具备集电体和保持于集电体的正极电极材料，集电体具有框骨、设置于框骨的极耳和框骨的内侧的内骨，框骨具备与极耳连续的上部元件、与上部元件对置的下部元件以及将上部元件与下部元件连接的一对侧部元件，内骨具备在从上部元件朝向下部元件的第1方向延伸的纵骨和在从一个侧部元件朝向另一个侧部元件的第2方向延伸的横骨，包含纵骨的与第1方向垂直的截面的正极板的截面，从内骨到正极板的表面的正极电极材料的最大厚度为0.30mm以上。正极电极材料的最大厚度为0.30mm以上。正极电极材料的最大厚度为0.30mm以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铅蓄电池


[0001]本专利技术涉及铅蓄电池。

技术介绍

[0002]铅蓄电池除了车载用、产业用之外，还在各种用途中使用。铅蓄电池具备介由隔离件交替层叠正极板和负极板而得的极板组。电极板由集电体和保持于集电体的电极材料构成。
[0003]专利文献1提出了铅蓄电池用铅格栅板，其特征在于，在将铅合金的轧板进行冲压冲裁而成的铅格栅板中，使内部的纵和横的筋条的厚度比外框的厚度更薄，且外框的厚度为0.8～1.5mm，内部的筋条的厚度在0.6～0.8mm的范围。另外，提出了一种铅蓄电池用铅格栅板，其特征在于，对将厚度1.2～1.5mm的铅合金的轧板进行冲压冲裁而得到的铅格栅板的内部框在厚度方向施加变形而将内部的纵和横的筋条的厚度设定为0.6～0.8mm的范围。
[0004]上述铅格栅板中使内框的厚度比外框的厚度薄，使活性物质的保持面为相对于外框呈阶梯状地凹设的形状，因此，每单位铅格栅板的活性物质的保持量与均匀厚度的铅格栅板相比显著增大，而且即使不进行铅格栅板表面的粗面加工，活性物质的保持力也能够大幅提高。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开昭51－60936号公报

技术实现思路

[0008]另一方面，从提高铅蓄电池的寿命性能和容量维持率的观点考虑，期待电极板的更进一步的改进。
[0009]本专利技术的一个方面涉及一种铅蓄电池，是具备正极板、负极板和电解液的铅蓄电池，上述正极板具备正极集电体和保持于上述正极集电体的正极电极材料，上述负极板具备负极集电体和保持于上述负极集电体的负极电极材料，上述正极集电体具有框骨、设置于上述框骨的极耳和上述框骨的内侧的内骨，上述框骨具备与上述极耳连续的上部元件、与上述上部元件对置的下部元件以及将上述上部元件与上述下部元件连接的一对侧部元件，上述内骨具备在从上述上部元件朝向上述下部元件的第1方向延伸的纵骨和在从一个上述侧部元件朝向另一个上述侧部元件的第2方向延伸的横骨，在上述纵骨的与上述第1方向垂直的截面，看到金属的纤维状组织的条纹图案，上述截面的外周区域由上述纤维状组织沿上述截面的轮廓延伸的第1部分和上述第1部分以外的第2部分构成，在包含上述截面的上述正极板的截面，从上述第1部分到上述正极板的表面的上述正极电极材料的最大厚度为0.30mm以上。
[0010]根据本专利技术，能够提高铅蓄电池的寿命性能和容量维持率。
附图说明
[0011]图1A是表示本专利技术的一个实施方式的铅蓄电池的正极板的正极电极材料的厚度的截面概念图。
[0012]图1B是表示本专利技术的另一个实施方式的铅蓄电池的正极板的正极电极材料的厚度的截面概念图。
[0013]图2A是表示本专利技术的一个实施方式的铅蓄电池用集电体的外观的俯视图。
[0014]图2B是表示本专利技术的另一个实施方式的铅蓄电池用集电体的外观的俯视图。
[0015]图3A是纵骨的与第1方向垂直的截面照片。
[0016]图3B是截面C的概念图。
[0017]图4是看到纤维状组织的截面的内骨的截面照片。
[0018]图5是表示内骨的腐蚀的进行状态的截面概念图。
[0019]图6是表示本专利技术的一个实施方式的铅蓄电池的外观的立体图。
[0020]图7是表示从第1部分到正极板的表面的正极电极材料的最大厚度与5小时率容量维持率的关系的图表。
[0021]图8是表示从第1部分到正极板的表面的正极电极材料的最大厚度与轻负荷寿命性能的关系的图表。
[0022]图9是表示纵骨的第2部分率与5小时率容量维持率的关系的图表。
[0023]图10是表示纵骨的第2部分率与轻负荷寿命性能的关系的图表。
[0024]图11是表示从第1部分到正极板的表面的正极材料的最小厚度与正极电极材料利用率的关系的图表。
具体实施方式
[0025]本专利技术的一个方式的铅蓄电池用集电体具有框骨、设置于框骨的极耳和框骨的内侧的内骨。内骨可以为网格状。框骨具备与极耳连续的上部元件、与上部元件对置的下部元件以及将上部元件与下部元件连接的一对侧部元件。内骨具备在从上部元件朝向下部元件的第1方向延伸的纵骨和在从一个侧部元件朝向另一个侧部元件的第2方向延伸的横骨。第1方向是与侧部元件平行的方向，第2方向是与上部元件和下部元件平行的方向。应予说明，集电体也称为格栅体。但是，集电体或格栅体的骨架不限于格栅状或网格状。框骨也可以为矩形。
[0026]在纵骨的与第1方向垂直的截面，即与上部元件平行且与厚度方向平行的截面(以下，也称为截面C)看到金属的纤维状组织的条纹图案。截面C的外周区域由纤维状组织(条纹的方向)沿截面C的轮廓(以下，也称为轮廓C)延伸的第1部分和第1部分以外的第2部分构成。截面C的轮廓是指与纵骨的外表面对应的线。截面C的外周区域是沿截面C的轮廓的周缘区域，是具有距与外表面对应的线至少55μm以上的深度、优选具有100μm以上的深度的周缘区域。
[0027]作为用于提高铅蓄电池的容量维持率和寿命特性的措施，可以考虑抑制正极电极材料的脱落。具体而言，认为抑制正极板的熟化时可能产生的正极电极材料的龟裂对抑制正极电极材料的脱落是有效的。
[0028]这里，为了有效地抑制熟化时的正极电极材料的龟裂，只要在包含截面C的正极板
的截面，使从第1部分到正极板的表面的正极电极材料的最大厚度(T)为0.30mm以上。T值优选0.31mm以上，更优选0.40mm以上。电极材料的龟裂是熟化时因电极材料(活性物质)的收缩而在格栅体的角部产生的龟裂穿过活性物质到达极板表面的龟裂。通过使从第1部分到正极板的表面的正极电极材料的最大厚度为0.30mm以上，在格栅体的角部产生的龟裂到达极板表面的距离变长，到达极板表面的龟裂得到抑制。其结果，电极材料的脱落得到抑制，能够提高铅蓄电池的寿命性能(例如轻负荷寿命特性)和容量维持率(例如5小时率容量维持率)。
[0029]应予说明，T值是与从集电体到正极板的表面的正极电极材料的最小厚度(一般的过填充(overpaste)的概念)不同的概念。一般，过填充不论集电体的形状如何，都是指从集电体到正极板的表面的正极电极材料的最小厚度。通常，认为过填充量越少，正极板越容易劣化，因反复循环而导致容量降低也增大。另一方面，T值为从纤维状组织沿截面C的轮廓延伸的第1部分到正极板的表面的正极电极材料的最大厚度。而且，通过使最大厚度T为0.3mm以上，熟化时的正极板的正极电极材料表面不易产生龟裂。因此，能够在不受过填充量很大影响的情况下显著抑制正极电极材料的脱落。认为使最大厚度T为0.3mm以上时，至少在熟化时的正极板中，正极电极材料与集电体的密合性显著提高。上述见解通过本专利技术的实施方式得以证实，上述效果是仅控制过填充时无法实现的。
[0030]抑制正极集电体的腐蚀时，集电体的伸长得到抑制，因此更有效地抑制正极电极材料的脱落。从抑制正极集电体的腐蚀的观点考虑，在包含集电体的截面C的正极板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铅蓄电池，具备正极板、负极板和电解液，所述正极板具备正极集电体和保持于所述正极集电体的正极电极材料，所述负极板具备负极集电体和保持于所述负极集电体的负极电极材料，所述正极集电体具有框骨、设置于所述框骨的极耳和所述框骨的内侧的内骨，所述框骨具备与所述极耳连续的上部元件、与所述上部元件对置的下部元件以及将所述上部元件与所述下部元件连接的一对侧部元件，所述内骨具备在从所述上部元件朝向所述下部元件的第1方向延伸的纵骨和在从一个所述侧部元件朝向另一个所述侧部元件的第2方向延伸的横骨，在所述纵骨的与所述第1方向垂直的截面，看到金属的纤维状组织的条纹图案，所述截面的外周区域由所述纤维状组织沿所述截面的轮廓延伸的第1部分和所述第1部分以外的第2部分构成，在包含所述截面的所述正极板的截面，从所述第1部分到所述正极板的表面的所述正极电极材料的最大厚度为0.30mm。2.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，与所述第2部分对应的轮廓的长度在所述纵骨的与所述第1方向垂直的所述截面的轮廓的总长度中所占的比例小于50％。3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其中，在所述正极板的截面，从所述第1部分到所述正极板的表面的所述正极电极材料的最小厚度为0.10mm以上。4.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其中，在所述正极板的截面，从所述第1部分到所述正极板的表面的所述正极电极材料的最小厚度为0.50mm以下。5.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其中，在所述正极板的截面，从所述第1部分到所述正极板的表面的所述正极电极材料的最小厚度为0.10mm～0.50mm。6.根据权利要求1～5中任一项所述的铅蓄电池，其中，在所述正极板的截面，从所述第1部分到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木绘里子，今村智宏，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：