铅蓄电池制造技术

本发明专利技术提供一种铅蓄电池，其可应用于以“短距离行驶”方式使用的怠速停止车，兼具充分的充电接受性及耐久性(寿命特性)以及过放电后的充电恢复性。本发明专利技术的铅蓄电池是将正极板(2)及负极板(3)隔着隔板(4)层叠而成的极板群(5)与电解液一起收纳在单元电池室(6)中而得到的铅蓄电池(1)，正极板(2)具备由不含锑的铅或铅合金形成的正极格栅和填充在该正极格栅中的正极活性物质，负极板(3)具备由不含锑的铅或铅合金形成的负极格栅、形成在该负极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的表面层和填充在负极格栅中的负极活性物质，在将每个单元电池室(6)的正极活性物质的质量记为MP、将负极活性物质的质量记为MN时，质量比MN/MP在0.70～1.10的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及怠速停止车所使用的铅蓄电池。
技术介绍
怠速停止车由于在停车中将发动机停止因而能够改善油耗。但是，铅蓄电池由于在怠速停止中仍向空调及风扇等提供全部电力，所以铅蓄电池容易变得充电不足。因此，对于铅蓄电池，为了解决充电不足的问题，要求具有能够在短时间内充更多电的高充电接受性。另外，怠速停止车由于频繁重复进行发动机的开和关，所以也没有将因放电而生成的硫酸铅通过充电而恢复成二氧化铅和铅的时间间隔，就接着进行下次的放电，因而容易使铅蓄电池的寿命降低。因此，为了解决寿命下降问题，还要求铅蓄电池具有高的耐久性。为了提高铅蓄电池的充电接受性，专利文献1中记载了使铝离子包含在电解液中的铅蓄电池。铝离子在放电时具有对生成于正极及负极的硫酸铅的晶体的粗大化进行抑制的效果，由此能够提高铅蓄电池的充电接受性能。另外，专利文献1中记载了如果在负极格栅的表面上设置铅-锑系合金层，则能够抑制在怠速停止方式下负极的极耳变细。另外，为了提高铅蓄电池的耐久性，专利文献2中记载了在不含锑的负极格栅的表面上设置含锑的铅合金层的铅蓄电池。含锑的铅合金层具有使负极板高效率地恢复充电的效果，由此能够提高铅蓄电池的耐久性。另外，专利文献3中记载了在不含锑的负极格栅中填充添加有锑的负极活性物质并且使负极活性物质与正极活性物质的质量比在0.7～1.3的范围的铅蓄电池。添加到负极活性物质中的锑具有使负极的氢过电压降低的r>效果，由此能够提高负极活性物质的充电接受性。另外，通过使负极活性物质与正极活性物质的质量比在0.7～1.3的范围，在铅蓄电池过放电时，能够抑制锑从负极活性物质溶出到电解液中、析出到负极极耳上，由此能够抑制负极极耳的腐蚀。另外，专利文献4中公开了：为了解决因伴随有怠速停止的暂时停止的频率高的使用条件而产生的放电频率增加所引起的短寿命问题，将正极活性物质密度设定为3.5～4.5g/cc、将电解液设定为比重1.240～1.260(20℃)及将负极板的添加剂即碳量设定为相对于负极活性物质质量为0.5～2.0％。另外，专利文献5中记载了阀控式铅蓄电池，该阀控式铅蓄电池通过使电解液中的硫酸与正极活性物质的质量比在规定的范围，且在电解液中添加四硼酸钠，由此抑制由过放电后的再充电所导致的铅的树枝状晶体的析出，防止内部短路。另外，专利文献6中记载了下述技术：通过在电解液中添加Na2SO4等碱金属的硫酸盐，由此抑制在过放电时伴随着硫酸浓度的下降而生成铅离子，防止在充电时因PbSO4在负极上生长而在正极与负极间发生短路。另外，添加到电解液中的Na2SO4还具有对在过放电时伴随着硫酸浓度下降而发生的电解液的导电度下降进行抑制，提高过放电后的充电恢复性的效果。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-4636号公报专利文献2：日本特开2006-156371号公报专利文献3：日本特开2006-114417号公报专利文献4：日本特开2003-151617号公报专利文献5：日本特开2007-35339号公报专利文献6：日本特开平1-267965号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题怠速停止车所使用的铅蓄电池容易变得充电不足。因此，以防止铅蓄电池的过放电为目的，有时在怠速停止车中设置用于在充电状态(SOC)达到规定值(例如60％)以下时不使铅蓄电池放电的故障防护装置。图1是示意性地表示在怠速停止车中铅蓄电池的重复进行放电和充电时的充电状态(SOC)的折线图。图1所示的折线图示出了下述模式：在车停止中铅蓄电池放电，SOC降低，车再次行驶而对铅蓄电池进行充电，SOC被恢复，上述过程被重复进行。由于如果铅蓄电池的充电接受性高，则在车的行驶中，铅蓄电池的SOC被恢复到约100％，所以如图1中的折线图A所示，即使使怠速停止车长距离地行驶，也能够重复进行铅蓄电池的充放电。但是，如果铅蓄电池的充电接受性不高，则如图1中的折线图B所示，行驶中不能充分充电，如果以SOC没有恢复到100％的状态使车停止，则放电所导致的SOC的下降增大。如果重复进行这样的充放电，则SOC缓慢地持续下降。在此种情况下，如果在怠速停止车中设置故障防护装置，则在SOC达到规定值(例如60％)以下的时刻，会出现故障防护装置工作、放电停止的事态。特别是在进行1次的行驶距离短的车的行驶方法(以下称为“短距离行驶”)时，由于在行驶中不能充分地充电，SOC无法恢复到100％，所以招致故障防护装置频繁工作的事态。另外，在只周末进行“短距离行驶”的情况下，由于停车中由自放电或暗电流导致的SOC的下降进一步加重，所以故障防护装置工作的事态更显著。但是，以往，没有也可应用于这样的以“短距离行驶”方式使用的怠速停止车并且还具有充分的充电接受性及耐久性(寿命特性)的铅蓄电池。另外，一旦铅蓄电池达到过放电状态后，恢复了的铅蓄电池再次以“短距离行驶”方式使用而重复进行充放电时，如果充电恢复性差，则不能取得充放电平衡，故障防护装置再度工作的事态显著，在最差的情况下，怠速停止经常成为禁止状态。而且，由于以低SOC的状态使用，所以有可能因硫化的发展而使寿命降低。但是，以往，没有也可应用于这样的以“短距离行驶”方式使用的怠速停止车并且还具有充分的充电接受性、耐久性(寿命特性)及过放电后的充电恢复性的铅蓄电池。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种可应用于以“短距离行驶”方式使用的怠速停止车并且还具有充分的充电接受性及耐久性(寿命特性)以及过放电后的充电恢复性的铅蓄电池。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的铅蓄电池是将多个正极板及负极板隔着隔板层叠而成的极板群与电解液一起收纳在单元电池室中而得到的铅蓄电池，其特征在于：正极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的正极格栅和填充在该正极格栅中的正极活性物质，负极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的负极格栅、形成在负极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的表面层和填充在负极格栅中的负极活性物质，在将每个单元电池室的正极活性物质的质量记为MP、将负极活性物质的质量记为MN时，质量比MN/MP在0.70～1.10的范围。在一个优选的实施方式中，正极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的正极格栅、形成在该正极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的正极表面层和填充在该正极格栅中的正极活性物质，负极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的负极格栅、形成在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池，其是将多个正极板及负极板隔着隔板层叠而成的极板群与电解液一起收纳在单元电池室中而得到的铅蓄电池，其中，所述正极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的正极格栅和填充在所述正极格栅中的正极活性物质，所述负极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的负极格栅、形成在所述负极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的表面层和填充在所述负极格栅中的负极活性物质，在将每个所述单元电池室的正极活性物质的质量记为MP、将所述负极活性物质的质量记为MN时，质量比MN/MP在0.70～1.10的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 JP 2012-279604;2012.12.21 JP 2012-279611.一种铅蓄电池，其是将多个正极板及负极板隔着隔板层叠而成的极
板群与电解液一起收纳在单元电池室中而得到的铅蓄电池，其中，
所述正极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的正极格栅和填充在所述
正极格栅中的正极活性物质，
所述负极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的负极格栅、形成在所述
负极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的表面层和填充在所述负极格栅
中的负极活性物质，
在将每个所述单元电池室的正极活性物质的质量记为MP、将所述负极
活性物质的质量记为MN时，质量比MN/MP在0.70～1.10的范围。
2.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，质量比MN/MP在0.80～1.00
的范围。
3.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，所述表面层由锑含量为1.0～
5.0质量％的Pb-Sb系合金形成。
4.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，所述电解液含有0.01～
0.45mol/L的范围的钠离子。
5.根据权利要求4所述的铅蓄电池，其中，所述电解液含有0.03～
0.28mol/L的范围的钠离子。
6.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，在将所述单元电池室的在
所述极板群的层叠方向上的内侧的距离记为L、将所述多个正极板及负极板
的总厚度记为W时，W/L在0.50～0.80的范围。
7.根据权利要求6所述的铅蓄电池，其中，W/L在0.60～0.70的范围。
8.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，
所述负极板被配置在所述极板群的两侧，
所述负极板被收纳在袋状的所述隔板中，
至少在被配置于所述极板群的两侧的负极板上、在所述隔板的内侧设
置有用于在所述负极板与所述隔板之间形成一定的间隙的多个棱。
9.一种铅蓄电池，其是将多个正极板及负极板隔着隔板层叠而成的极
板群与电解液一起收纳在单元电池室中而得到的铅蓄电池，其中，
所述正极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的正极格栅、形成在所述
正极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的正极表面层和填充在所述正极
格栅中的正极活性物质，
所述负极板具备由不含锑的铅或铅合金形成的负极格栅、形成在所述
负极格栅的表面上的由含锑的铅合金形成的表面层和填充在所述负极格栅
中的负极活性物质，
所述正极格栅的表面上的所述正极表面层的面积PS大于所述负极格栅
的表面上的所述负极表面层的面积NS。
10.根据权利要求9所述的铅蓄电池，其中，NS/PS为0.3以上。
11.根据权利要求9所述的铅蓄电池，其中，所述正极表面层及负极
表面层由锑含有率为1.0～5.0质量％的Pb-Sb系合金形成。
12.根据权利要求9所述的铅蓄电池，其中，所述负极表面层的锑含
有率大于所述正极表面层的锑含有率。
13.根据权利要求9所述的铅蓄电池，其中，所述正极格栅的格线没
有扭转，所述负极格栅的格线具有扭转。
14.根据权利要求9所述的铅蓄电池，其中，所述电解液含有0.01～
0.3mol/L的范围的铝离子。
15.一种铅蓄电池，其是将多个正极板及负极板隔着隔板层叠而成的
极板群与电解液一起收纳在单元电池室中而得到的铅蓄电池，其中，
所述正极板具备由铅或铅合金形成的正极格栅和填充在所述正极格栅
中的正极活性物质，
所述正极活性物质的密度为3.6g/ml以上且4.8g/ml以下，
所述负极板被配置在所述极板群的两侧，并且被收纳在袋状的所述隔
板中。
16.根据权利要求15所述的铅蓄电池，其中，所述正极活性物质的密
度为3.9g/ml以上且4.5g/ml以下。
17.一种铅蓄电池，其是将多个正极板及负极板隔着隔板层叠而成的
极板群与电解液一起收纳在单元电池室中而得到的铅蓄电池，其中，
所述正极板具备由铅或铅合金形成的正极格栅和填充在所述正极格栅
中的正极活性物质，
所述正极活性物质中的总细孔容积为0.06ml/g以上且0.18ml/g以下，
所述负极板被配置在所述极板群的两侧，并且被收纳在袋状的所述隔
板中。
18.根据权利要求17所述的铅蓄电池，其中，所述正极活性物质中的
总细孔容积为0.09ml/g以上且0.15ml/g以下。
19.根据权利要求15或17...

【专利技术属性】
技术研发人员：小笠原悦子，原田岬，杉江一宏，泉健治，小岛优，下田一彦，安藤和成，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP