铅蓄电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板和电解液，所述负极板具备负极集电体，所述负极集电体具有与格子部的边缘连接设置的缘部、从所述缘部中突出形成的用于集电的耳部，在所述缘部或所述耳部的表面，形成含有Ｐｂ－Ｓｎ系合金、Ｐｂ－Ｓｂ系合金、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系合金、或Ｓｎ的表面层，并提供该铅蓄电池的制造方法。所述铅蓄电池与不具备所述表面层的铅蓄电池相比，可以提高循环使用寿命，然而由于无法抑制电解液的成层化现象，因此极板下部得不到有效利用，存在有时无法充分地提高循环使用寿命的问题。本发明专利技术通过在所述铅蓄电池中，在所述电解液中含有选自钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、磷酸或硼酸等，而解决上述问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
铅蓄电池由于价格比较低廉而具有稳定的性能，因此近年来，作为汽车用的电池 或后背用的电池等需求很高。普通的铅蓄电池是通过将正极板和负极板隔着间隔件层叠或卷绕地收容于电池 槽中，向该电池槽中注入以稀硫酸水溶液作为主成分的电解液而制造的。作为铅蓄电池的正极板及负极板，使用的是在铅制或铅合金制的格子状的集电体 中保持有活性物质的材料。普通的铅蓄电池中所用的集电体具有形成格子状的格子部、与 该格子部的边缘连接设置的缘部、从缘部中突出形成的用于集电的耳部。作为使这种铅蓄电池耗尽寿命的原因之一，已知有如下的情况。在铅蓄电池中，当 反复进行充放电时，从正极板中脱落的微细的正极活性物质(游离活性物质)就会因在充 电时产生的气体而在电解液中浮游，附着于负极集电体的耳部或缘部，附着不断加剧，堆积 成海绵状的铅。当该苔藓持续堆积时，就有可能到达正极板而引起短 路，由此就会有铅蓄电池耗尽寿命的问题。作为解决该问题的方案，在专利文献1中，提出了在耳部和缘部形成规定的组成 的表面层的负极集电体。专利文献1 日本特开2006-156371号公报在上述专利文献1中记载的专利技术中，由于使用了在表面形成有规定的组成的层 (称作表面层)的负极集电体，因此可以防止在耳部和缘部堆积苔藓。其结果是，根据专利 文献1中记载的专利技术，与使用了不具备表面层的负极集电体的电池相比，可以提高循环使 用寿命。但是，在用于循环用途的铅蓄电池中，电解液的比重会产生越是靠近极板的下部 就变得越高的成层化现象，从而会有硫酸铅被蓄积的情况。为了提高循环使用寿命，如果只 是使用如上所述的具有表面层的负极集电体，则无法抑制电解液的成层化现象，因此很容 易在极板的下部蓄积硫酸铅，从而会有无法有效地利用极板下部的情况。在这种情况下，无 法充分地提高铅蓄电池的循环使用寿命。作为抑制这种电解液的成层化现象的方法，已知有向电解液中添加二氧化硅微粒 和硫酸铝的做法(例如参照专利文献2)。但是，如果只是使用添加了二氧化硅微粒和硫酸 铝的电解液，则从正极中脱落的游离活性物质就会增加，因此无法防止苔藓向负极集电体 上的堆积，使得铅蓄电池过早地耗尽寿命。本专利技术是基于如上所述的情况完成的，其目的在于，提供一种充分地提高了循环 使用寿命的铅蓄电池。专利文献2 日本特开2006-185743号公报
技术实现思路
本专利技术人为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，通过使用在表面形成有 规定的组成的层的负极集电体，并且使用含有选自钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、磷酸、 以及硼酸中的一种以上的电解液，就可以抑制硫酸铅蓄积于极板下部，获得明显的循环使 用寿命提高效果。S卩，本专利技术提供一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板和电解液，该铅蓄电池的特 征在于，上述负极板具备负极集电体，所述负极集电体具有形成格子状的格子部、与上述格 子部的边缘连接设置的缘部、从上述缘部中突出形成的用于集电的耳部，在上述缘部及上 述耳部中的至少一方的表面，形成含有选自Pb-Sn系合金、Pb-Sb系合金、Pb-Sn-Sb系合金、 以及Sn中的合金或金属的表面层，并且，在上述电解液中，含有选自钠离子、钾离子、镁离 子、以及铝离子、磷酸及硼酸中的一种以上。另外，本专利技术提供一种铅蓄电池的制造方法，该铅蓄电池具备正极板、负极板、间 隔件及电解液，上述负极板具备负极集电体，所述负极集电体具有形成格子状的格子部、与 上述格子部的边缘连接设置的缘部、从上述缘部中突出形成的用于集电的耳部，该铅蓄电 池的制造方法包括将在含有铅的板状的基材的两面含有选自Pb-Sn系合金、Pb-Sb系合 金、Pb-Sn-Sb系合金、以及Sn中的合金或金属的片材层叠而形成层叠体，对其进行压延，制 作压延片的工序；将上述压延片配置于与上述缘部及上述耳部中的至少一方相当的部分而 展开，使用如此得到的负极集电体，制作负极板的工序；将上述负极板和正极板隔着间隔件 进行层叠或卷绕，将如此形成的极板组收容于电池槽中的工序；向收容有上述极板组的电 池槽中，注入上述含有选自钠离子、钾离子、镁离子、铝离子、磷酸及硼酸中的一种以上的电 解液的工序。根据本专利技术，由于具备在耳部及缘部的至少一方形成有规定的组成的表面层的负 极集电体、和含有上述的金属离子、磷酸及硼酸中的一种的电解液，因此可以抑制硫酸铅蓄 积于极板下部，提供充分地提高了循环使用寿命的铅蓄电池。作为表面层，优选含有Pb和Sn并以10质量％以上的比例含有Sn的层、含有Pb 和Sb并以10质量％以上的比例含有Sb的层、含有Pb和Sn和Sb并以合计10质量％以上 的比例含有Sn及Sb的层、或由Sn构成的层。表面层优选形成于缘部的全部区域及耳部的全部区域。表面层的厚度优选为5μπι以上200μπι以下。另外，优选在电解液中，含有选自0.42mol/l以下的镁离子、0. 29mol/l以下的铝 离子、及0. 20mol/l以下的磷酸中的一种以上。另外，在本专利技术的铅蓄电池的制造方法中，优选以下的构成。作为在制作压延片的工序中使用的基材的两面上层叠的片材，优选含有选自Sn 的含量为10质量％以上的Pb-Sn系合金、Sb的含量为10质量％以上的Pb-Sb系合金、Sn 及Sb的含量的合计为10质量％以上的Pb-Sn-Sb系合金、以及Sn中的合金或金属。作为向电池槽中注入的电解液，优选含有选自0.42mol/l以下的镁离子、 0. 29mol/l以下的铝离子、及0. 20mol/l以下的磷酸中的一种以上的电解液。作为在制作负极板的工序中使用的负极集电体，优选通过将压延片配置于与缘部 的全部区域及耳部的全部区域相当的部分而展开来得到的材料。另外，作为负极集电体，优选在表面形成有厚5 μ m以上200 μ m以下的来源于压延片的层的集电体。根据本专利技术，可以提供充分地提高了循环使用寿命的铅蓄电池。附图说明图1是表示本专利技术的铅蓄电池中所用的负极集电体的一例的示意图。符号说明1…负极集电体2…缘部3…格子部4…耳部具体实施例方式本专利技术的铅蓄电池作为正极板和负极板，具备由重力铸造法、扩展法或冲切法制 造的铅或铅合金(例如Pb-O. 05% Ca-O. 5% Sn的组成的合金)制的集电体。本说明书中，例如Pb-O. 05% Ca-O. 5% Sn这样的记载是指如下的铅合金，即，含有 Pb和Ca和Sn，以0. 05质量％的比例含有Ca,并且以0. 5质量％的比例含有Sn。正极集电体及负极集电体1如图1所示，作为整体形成格子形状，具备形成格子状 的格子部3、与其上下边缘连接设置的制成带状的部分。在制成带状的部分中的格子部3的 上缘侧的带状的部分(缘部2)，突出形成有用于集电的耳部4。在负极集电体1的缘部2及耳部4中的至少一方的表面，形成有含有选自Pb-Sn 系合金、Pb-Sb系合金、Pb-Sn-Sb系合金、以及Sn中的合金或金属的层(相当于本专利技术的表 面层)。本专利技术中，作为表面层，优选含有Pb和Sn并以10质量％以上的比例含有Sn的层、 含有Pb和Sb并以10质量％以上的比例含有Sb的层、含有Pb和Sn和Sb并以合计10质 量％以上的比例含有Sn及Sb的层、或由Sn构成的层。制作这些优选的表面层的方法将在 后面叙述。在表面层中，也可以含有上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板和电解液，其特征在于，　　所述负极板具备负极集电体，所述负极集电体具有：形成格子状的格子部、与所述格子部的边缘连接设置的缘部、从所述缘部中突出形成的用于集电的耳部，　　在所述缘部及所述耳部中的至少一方的表面，形成含有选自Ｐｂ－Ｓｎ系合金、Ｐｂ－Ｓｂ系合金、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系合金、以及Ｓｎ中的合金或金属的表面层，　　并且，在所述电解液中，含有选自钠离子、钾离子、镁离子、以及铝离子、磷酸及硼酸中的一种以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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