铅酸蓄电池制造技术

一种铅酸蓄电池具有含锑的正极板、负极板和含有能捕获金属离子有机化合物的隔板。有机化合物优选为木素。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铅酸蓄电池的改进。在常规液体铅酸蓄电池中，铅-锑合金栅极作为正极栅极使用。然而，如果正极板中含锑，则锑在充电/放电操作过程中会从正极栅极中洗脱下来。洗脱下来的锑在电解液中移动，最后沉积在负极板上，而由此降低氢的过电压。因此，由于水分解氢的产率增加，致使液体还原特性降低。由此，在某些铅酸蓄电池中，可使用铅-钙合金作为栅极。但是，当使用铅-钙合金进行包括深度放电的充电和放电循环时，在放电过程中在栅极和活性物质间的界面上产生致密的绝缘体硫酸铅，致使早期电容量下降，或者作为活性物质的二氧化铅粒子间的连接减弱，使活性物质变得易于脱落。另外，与铅-锑合金比较，铅-钙合金太软以致于栅极的延伸很容易引起短路。如果把锑加到正极板中，二氧化铅粒子之间的连接强度就会增强。所以，不可能使早期电容量下降或活性物质脱落。另外，若铅-锑合金被用在正极栅极体上，在栅极与活性物质间的界面上产生的腐蚀层会成为多孔的，并且由于栅极延伸形成短路是很难的。另外，作为阀调节的铅酸蓄电池之一的挡板式蓄电池，这样一种形式的蓄电池具有在其充电过程中产生的氧气被负极吸收的结构，致使由细纤维制成的栅网状隔板(例如玻璃隔板)被插到正极板和负极板之间，为的是阻止为放电所必需的硫酸电解液流出，和把两种电极相互分开。如果把锑加到正极板中，按如上所述同一原因负极板的氢过电压下降，致使由水的分解产生的氢增加。结果，出现致命的干涸，使蓄电池失去电压。为此，在常规的档板式阀调节铅酸蓄电池中，铅-钙合金被用于正极栅极上，而正极板中不含锑。因此，铅-钙合金被用于档板式蓄电池中的栅极体上。然而，因为如上所述相同原因，在这样的档板式蓄电池中，存在着循环寿命短，易于引起短路的一些问题。如果锑被加到正极板的话，例如，通过使用铅-锑合金于正极栅极，并且若能阻止锑从正极移向负极，则有可能制造出在循环寿命性能方面优异的铅酸蓄电池。本专利技术的目的在于提供一种铅酸蓄电池，它在充电和放电循环寿命方面是优越的。根据本专利技术第一方面，正极板中含有锑，能捕获金属离子的有机物含于正极板和负极板间的隔板中。根据本专利技术第二方面，在所述第一方面的铅酸蓄电池中，有机化合物为木素。根据本专利技术第三方面，在所述第二方面的铅酸蓄电池中，含在隔板中的木素为硫代木素。根据本专利技术第四方面，在所述第二方面的铅酸蓄电池中，含在隔板中的木素的平均颗粒大小为按SEM观测不大于10μm。而且，含在隔板中的木素颗粒大小不小于0.05μm。这种颗粒大小小于0.05μm的小颗粒木素很难加工，也很难由隔板保持住。因此，这种小颗粒木素不适合于实际应用。根据本专利技术第五方面，在所述第二方面的铅酸蓄电池中，含在隔板中的木素的BET比表面为不小于2.5m2/g。同时，含在隔板中木素的BET比表面不大于500m2/g。根据本专利技术第六方面，在所述第二方面的铅酸蓄电池中，含在隔板中的木素由粒状二氧化硅载带。根据本专利技术第七方面，在所述第一方面的铅酸蓄电池中，铅酸蓄电池是挡板式阀调节铅酸蓄电池，电解液被固定在栅网状的隔板中，充电过程中正极产生的氧气被吸附在负极上；在正极板中含有50ppm-8000ppm的锑。根据本专利技术第八方面，在所述第七方面的铅酸蓄电池中，在正极棚极合金中含有0.5％-1.7％的锑。根据本专利技术第九方面，在所述第七方面的铅酸蓄电池中，隔板具有不低于两层的多层结构，在不与正极板接触的隔板层中至少一层中含有木素，在至少一层隔板层中的木素含量在所有隔板层中的木素含量之中是最高的。根据本专利技术第十方面，在所述第九方面的铅酸蓄电池中，在不与正极板或负极板接触的隔板层中木素含量在所有的隔板层中的木素含量之中是最高的。因为锑含于正极板中，所以有可能阻止正极板的早期电容量下降、活性物质的脱落和栅极的延伸。若用于捕获锑离子的材料含于正极和负极板间的隔板层中时，锑能在隔板层中被捕获。所以如上所述水分解的增加能被阻止。因此，能把不需维护和不需供水的优点赋于按与正极板中不含锑的铅酸蓄电池相同方法的蓄电池。已经发现在正极和负极当中含有能作为捕获锑离子材料的木素时，对阻止锑从正极向负极的移动有很大的作用。另外，还发现当能使所含有的木素例如粒径变细，或者木素由粒状二氧化硅载带，致使比表面变得更大时，则能获得更强的锑离子捕获的效果。更进一步，若能设计成正极和负极间的隔板具有两层或更多层的多层结构，且与正极板接触的隔板层中的一层含有木素，但其含量低于其它隔板层中的木素含量时，则可以抑制蓄电池充电期间由正极板中木素分解而产生的不利影响。另外，如果能使与负极板接触的隔板层木素含最低于其它隔板层中的木素含量时，则可以抑制不利的影响，如由于负极板周围过量的木素能引起负极板电荷接受能力的下降。在附图中；附图说明图1A是说明常规挡板式蓄电池电极间的剖面图；图1B是说明本专利技术实施方案电极间的剖面图；图2是说明本专利技术另一实施方案电极间的剖面图，其中隔板是由两层构成的；图3是说明本专利技术又一个实施方案电极间的剖面图，其中隔板是由三层构成的；图4是说明循环寿命试验过程中电容量变化的特征曲线；图5是说明循环寿命试验过程中水减少量的特征曲线；图6是说明循环寿命试验过程中电容量变化的特征曲线；图7是说明循环寿命试验过程中循环次数直到电容量降低到其原来电容量80％为止的特征曲线；和图8是说明循环寿命试验过程中循环次数直到电容量降低到其原来电容量80％为止的特征曲线。参照附图，对本专利技术的详细说明书描述如下。尽管在下列实施方案中市售硫代木素及其产品可以作为木素使用含于隔板中，但是当使用其它类型木素作为木素使用含于隔板层中时，可观测到类似的效果。另外，即使除木素外，使用离子交换树脂、市售重金属处理剂等情况下，也能得到类似的效果。从另一方面说，就蓄电池的液体保留形式而言，在任何一种形式的情况下，如液体式、挡板式、凝胶式、粒状二氧化硅式等，都能观测到类似物的效果。另外，按照本专利技术，只要蓄电池是反式铅酸蓄电池，其中锑含于正极板中，且玻璃栅网用于电解液挡板式装置上，即使在使用任何一种锑加入法的情况下，如通过使用铅-锑合金栅极，表面处理铅-钙合金栅极，使用铅-锑箔、锑加入活性物质中等等锑加入法，都能够得到类似的效果。另外，就隔板的材料而言，即使在使用任何材料的情况下，如玻璃纤维、树脂纤维、其它多种材料的混合产品等，都能得到类似的效果。另外，不管隔板的形状，或者纤维本身的细度或形式，或者更进一步在使用加木素的任何方法情况下，如混合、悬浮液的喷雾和浸渍，都能得到类似的效果，即能降低水减少量和延长寿命的性能。图1A是常规挡板式铅酸蓄电池的剖面图，而图1B、2和3是本专利技术产品实施方案的正极和负极之间的剖面图。在图1中，标号1表示单层隔板；2表示负极板，而3表示正极板。在图1B中，负极板2和正极板3与图1A是相同的。但是，隔板是含木素的单层隔板。在图2中，负极板2和正极板3与图1A相同。然而，隔板是两层隔板11。两层隔板11是由与负极板接触的含木素的第一层11a和与正极板接触的不含木素的第二层11b组成的。而在图2中，使含木素的第一层与负极板2接触。但是，可以改变第一层11a和第二层11b的位置，以致含木素的层与正极板3接触。在图3中，负极板2和正极板3与图1A相同。但是，隔板是三层隔板21。三层隔板21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅酸蓄电池，它包括： 含锑的正极板； 负极板；和 含有能捕获金属离子的有机化合物的隔板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井研，
申请(专利权)人：日本电池株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]