铅蓄电池制造技术

提供一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板以及电解液，正极板具备正极格子和被填充于正极格子且化成完结的正极活性物质，负极板具备负极格子和被填充于负极格子且化成完结的负极活性物质。正极活性物质含有锡化合物，该锡化合物以金属锡换算为0.5质量％以上3.0质量％以下，负极活性物质含有炭黑，该炭黑为0.4质量％以上2.0质量％以下。由此，防止在充放电循环中的负极活性物质的厚度方向的收缩，使充放电寿命性能提高。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铅蓄电池的活性物质。
技术介绍
专利技术人研究了如果在控制阀式铅蓄电池的正极活性物质中含有锡化合物，则会对充放电循环寿命造成何种影响。其结果发现，·在正极活性物质不含锡化合物的情况下，通过正极格子的腐蚀，寿命性能确定，·若以金属锡换算含有I质量％程度的锡化合物的话，虽然可以防止正极格子的 腐蚀，但是发现产生负极活性物质在厚度方向上收缩这一新的劣化模式。在该情况下，在循环充放电寿命试验中的寿命性能由负极活性物质的收缩来确定。需要说明的是，已经公知负极活性物质沿着与负极板的表面平行的方向收缩，在负极活性物质的表面产生裂纹。但是，负极活性物质在厚度方向上收缩这一情况，至今没有任何的报告。而且，无法检测出活性物质的脱落等，在负极活性物质的收缩的同时，负极活性物质的体积密度增加。根据铅蓄电池的充放电模型，如果负极活性物质的体积密度增加，则细孔容积减少，难以在大电流下进行充放电。在此示出有关联的在先技术。专利文献1CJPH10-188963A)公开了当在控制阀式铅蓄电池的正极活性物质中含有锡化合物时，蓄电池的放电容量增加。另外，专利文献2(JP3185508B)公开了在负极活性物质的总理论容量小于正极活性物质的总理论容量的控制阀式铅蓄电池中，在负极活性物质中含有炭黑。在专利文献2中，通过炭黑使负极的充电反应优先于氧的还原反应而引起，并且在活性物质中的硫酸铅的周边的导电性提高，因此，充放电循环寿命提高。但是，不管是哪篇专利文献，都未记载负极活性物质在厚度方向上收缩的问题。在先技术文献专利文献专利文献I JPH10-188963A专利文献2 JP3I855O8B
技术实现思路
本专利技术要解决的基本问题是，提供一种通过防止在充放电循环中的负极活性物质的厚度方向的收缩，使循环寿命性能提高的铅蓄电池。本专利技术为一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板以及电解液，所述正极板具备正极格子和被填充于所述正极格子且化成完结的正极活性物质，所述负极板具备负极格子和被填充于所述负极格子且化成完结的负极活性物质，其特征在于，所述正极活性物质含有锡化合物，该锡化合物以金属锡换算为O. 5质量％以上3.O质量％以下，所述负极活性物质含有炭黑，该炭黑为O. 4质量％以上2. O质量％以下。优选的是，铅蓄电池是在所述正极板和所述负极板间施加压迫力的控制阀式铅蓄电池。需要说明的是，在控制阀式铅蓄电池中，在正极板和负极板之间设有隔离垫等隔片。在控制阀式铅蓄电池中，由于负极板上施加的压迫力，负极活性物质的收缩被抑制，循环寿命性能进一步提闻。需要说明的是，活性物质量可通过从极板将活性物质分离，通过水洗冲走电解液并进行干燥，从而进行测定。锡例如以硫酸锡(SnSO4)的形态添加，但也可以是氢氧化锡(Sn(OH)4)、碳酸锡(SnCO3)等，添加形态是任意的。以下，通过以金属锡换算的值表示锡化合物的含量。炭黑例如是乙炔黑，但也可以是科琴导电炭黑V午工3 V 9 )、油料炉黑(才4 7 —才、7夕)等其他的炭黑。当使用不含锡化合物的正极活性物质和不含炭黑的负极活性物质，进行充放电循环寿命试验时，在控制阀式铅蓄电池的情况下，通过正极格子的腐蚀确定寿命。在此，若正极活性物质含有锡化合物，则看不到正极格子的腐蚀，充放电循环寿命性能提高，但产生负极活性物质在厚度方向上收缩的现象。因此，若正极活性物质例如含有I. O质量％的锡化合物，负极活性物质例如含有I. O质量％的炭黑，则可以防止负极活性物质的收缩，可使充放电循环寿命性能提高(图3以及表3)。炭黑的效果是防止负极活性物质在厚度方向上收缩(表I)，炭黑对于在充放电循环试验中的充电量的影响很小(图4)。因此，炭黑并不是使充电接受性提高，而防止负极活性物质的收缩，由此，使充放电循环寿命性能提高。需要说明的是，即使液式的铅蓄电池的正极活性物质含有锡化合物，也同样产生负极活性物质的厚度方向的收缩，因此，使负极活性物质含有炭黑是有效的。当将负极活性物质中的炭黑含量固定于I. O质量％，使正极活性物质中的锡化合物含量变化时，锡化合物的含量为O. 5质量％以上5. O质量％以下时充放电循环寿命增加，锡化合物的含量在O. 5质量％以上3. O质量％以下时效果尤其好(图I以及表3)。另一方面，当将正极活性物质中的锡化合物含量固定于I. O质量％，使负极活性物质中的炭黑含量变化时，炭黑含量在O. 4质量％以上7. O质量％以下时充放电循环寿命增加,炭黑含量在O.4质量％以上3.0质量％以下时效果尤其好(图2以及表3)。在本专利技术中，通过使负极活性物质含有O. 4质量％以上2. O质量％以下的炭黑，解決了“在使用含有锡化合物的正极活性物质经历充放电循环时，负极活性物质在厚度方向上收缩”这一新问题。附图说明图I是表示将负极活性物质中的炭黑含量固定于I. O质量％、并使正极活性物质中的锡化合物含量变化时的，在充放电循环寿命试验中的放电容量的推移的特性图，其中充放电循环条件为放电电流O. 25CA、终止电压I. 75V、充电电压2. 25V、最大电流O. 2CA、充电时间10小时。图2是表示将正极活性物质中的锡化合物的含量固定于I. O质量％、并使负极活性物质中的炭黑含量变化时的，在充放电循环寿命试验中的放电容量的推移的特性图，其中充放电循环条件为放电电流O. 25CA、终止电压I. 75V、充电电压2. 25V、最大电流O. 2CA、充电时间10小时。图3是表示不含锡化合物的正极活性物质和不含炭黑的负极活性物质、含I. O质量％的锡化合物的正极活性物质和不含炭黑的负极活性物质、以及含I. O质量％的锡化合物的正极活性物质和含I. O质量％的炭黑的负极活性物质这三种的组合的、在充放电循环寿命试验中的放电容量的推移的特性图，其中充放电循环条件为放电电流O. 25CA、终止电压I. 75V、充电电压2. 25V、最大电流O. 2CA、充电时间10小时。图4是表示在图3的各试料下的、在充放电循环寿命试验中的充电量的推移的特性图，表示在充放电寿命试验中的每次的放电量被设为100时的充电量的比率。图5是示意地表示收缩前的负极板的剖面图。图6是示意地表示收缩后的负极板的剖面图。图7是表示负极活性物质中的炭黑含量和正极活性物质中的锡化合物的含量对循环寿命性能的影响的特性图，蓄电池的种类为控制阀式。图8是表示负极活性物质中的炭黑含量和正极活性物质中的锡化合物的含量对循环寿命性能的影响的特性图，蓄电池的种类为液式。·符号说明2负极板4负极格子6负极活性物质具体实施例方式以下表示本申请专利技术的最佳实施例。在本申请专利技术的实施之际，按照本领域技术人员的常识以及在先技术的公开，可适当变更实施例。实施例对I丐O. 08质量％、锡I. O质量％、余量铅的合金片进行扩张(工3f ^ > K )加工，制作正极格子。将含有100质量％的铅粉及通过金属锡换算为O 5. O质量％的锡化合物的粉体，用水和稀硫酸熬成膏而制成浆糊，并填充在正极格子中，以30°C、相对湿度70%，用24小时使其熟化，以50°C、相对湿度30%以下，用24时间使其干燥，制成未化成的正极板。锡虽然以硫酸亚锡的形式添加，但添加时的形态任意。另外，正极格子和铅粉的组成以及制造方法为任意，铅粉中也可以例如添加铅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板以及电解液，所述正极板具备正极格子和被填充于所述正极格子且化成完结的正极活性物质，所述负极板具备负极格子和被填充于所述负极格子且化成完结的负极活性物质，其特征在于，所述正极活性物质含有锡化合物，该锡化合物以金属锡换算为0.5质量％以上3.0质量％以下，所述负极活性物质含有炭黑，该炭黑为0.4质量％以上2.0质量％以下。

【技术特征摘要】
2011.07.25 JP 2011-161756;2012.06.11 JP 2012-13161.一种铅蓄电池，其具备正极板、负极板以及电解液，所述正极板具备正极格子和被填充于所述正极格子且化成完结的正极活性物质，所述负极板具备负极格子和被填充于...

【专利技术属性】
技术研发人员：船户贵之，冈田祐一，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：