铅蓄电池制造技术

本发明专利技术提供一种铅蓄电池，其为液式铅蓄电池，该液式铅蓄电池具有将电极板组与电解液一同地容纳于电槽内的结构，并间歇性地进行充电，且在部分充电状态下向负载进行高速率放电，所述电极板组是介由隔膜层叠将负极活性物质填充于负极集电体而成的负极板和将正极活性物质填充于正极集电体而成的正极板而得到的，至少将碳质导电材料添加于所述负极活性物质，所述正极板按照将每单位电极板组体积[cm3]的正极活性物质总表面积[m2]设为3.5至15.6m2/cm3的范围的方式而构成，此外，向电解液中添加了硫酸铝。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是申请号为2012800514343(国际申请号PCT/JP2012/74268)、申请日为2012年9月21日、专利技术名称为“铅蓄电池”的专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及在电槽内具有从电极板组、隔膜游离出的电解液的液式铅蓄电池。
技术介绍
铅蓄电池具有廉价且可靠性高这样的特征，因而广泛用作汽车起动用的动力源、高尔夫球车等电动车辆的动力源，进一步广泛用作不间断电源装置等产业机器的电源。近年来，在汽车方面，为了防止大气污染、地球温室化，正在研究各种各样的燃料消耗量提高对策。作为实施了燃料消耗量提高对策的汽车，正在研究减少发动机的运作时间的怠速熄火车(idling-stop vehicle)(以下称为ISS车)、将发动机的旋转不浪费地使用于动力中的发电控制车这样的微混合动力车(micro hybrid car)。在ISS车中，发动机的起动次数变多，在此情况下反复进行铅蓄电池的大电流放电。另外在ISS车、发电控制车中，由于交流发电机的发电量变少，间歇性地进行铅蓄电池的充电，因而充电大多变得不充分。因此，对于在这种用途中使用的铅蓄电池，要求具有可在短时间进行尽可能多的充电的性能，即，提高充电接受性。实行上述那样的使用方法的铅蓄电池在被称作PSOC(Partial State Of Charge)的部分充电状态下使用。铅蓄电池在PSOC下使用时，则存在有与在完全充电状态下使用的情况相比寿命变短的倾向。可认为在PSOC下使用时寿命变短的原因在于，如果在充电不足的状态下反复进行充放电，那么在放电之时生成于负极板的硫酸铅发生粗大化，使得硫酸铅不易变回到作为充电产物的金属铅。因此，在PSOC下使用的铅蓄电池方面，为了延长其寿命，需要提高充电接受性(可以在短时间进行尽可能多的充电)，需要防止在充电过度不足的状态下反复进行充放电，需要抑制因反复进行充放电而发生的硫酸铅粗大化。这样地，在最近的汽车用铅蓄电池方面，为了可通过短时间的充电而向负载进行高速率放电，并且为了提高在PSOC下使用的情况下的电池的寿命性能，因而提高充电接受性成为极其重要的课题。在铅蓄电池中，原本正极活性物质的充电接受性高，但是负极活性物质的充电接受性差，因而为了提高铅蓄电池的充电接受性，必需提高负极活性物质的充电接受性。因此，以往专门努力研究了用于提高负极活性物质的充电接受性。在专利文献1(日本特开2003-36882号公报)、专利文献2(日本特开平07-201331号公报)中提出了，通过增加添加于负极活性物质中的碳质导电材料的量而提高充电接受性，提高铅蓄电池在PSOC下的寿命。然而，这些提案的对象是按照通过将电解液浸渍于被称作保持架(retainer)的隔膜、使得在电槽中不存在游离的电解液的方式而制成的密闭型铅蓄电池，其对象不是在电槽内具有从电极板组、隔膜游离出的电解液的液式铅蓄电池。在液式铅蓄电池中，也可考虑增加添加于负极活性物质中的碳质导电材料的量，但是在液式铅蓄电池中过度地增加添加于负极活性物质中的碳质导电材料的量时，则负极活性物质中的碳质导电材料流出到电解液中而在电解液中产生浑浊，在最坏的情况下，会引起内部短路。因此，在液式铅蓄电池中，不得不限制添加于负极活性物质的碳质导电材料的量，在通过向负极活性物质中添加碳质导电材料而提高作为铅蓄电池整体而言的充电接受性方面存在极限。密闭型铅蓄电池的电解液量受限，因而不仅电池容量低，而且在使用温度高的情况下产生被称作热逸走的现象，因此不得不避免在发动机室那样的高温环境下的使用。因此，在汽车中使用密闭型铅蓄电池的情况下，需要将电池搭载在汽车后备箱(luggage room)等中，但是在汽车后备箱等中搭载电池时，则招致电线束的增加，不优选。作为汽车用的铅蓄电池，优选使用没有这样的制约的液式铅蓄电池。因此，提高液式铅蓄电池的充电接受性成为当务之急。在专利文献3(日本特开2006-196191号公报)中公开了，为了提高充电接受性而添加碳质导电材料。另外，在专利文献4(日本特开2003-051306)中公开了，通过向负极活性物质中添加导电性碳和活性炭，从而改善在PSOC下的放电特性。进一步，在专利文献5(日本特开平10-40907号公报)中公开了，通过增大正极活性物质的比表面积而增大放电容量。这是，通过将木质素添加于电池化成时的电解液中，使得正极活性物质微细化，增大比表面积。专利文献5中公开的是用于增大电池的放电容量的专利技术，在怠速熄火车、发电控制车用的铅蓄电池所必需的充电接受性、在PSOC下的循环特性的提高方面，无法获得大的效果。另外，关于电解液添加剂，公知有以下的技术。在专利文献6(日本特开昭62-29073号公报)中公开了，向电解液中添加有机和/或无机凝集剂。其目的在于，防止主要由于PbO2微粒游散于电解液中而导致的内部短路的产生，谋求电池寿命的改善。在专利文献7(日本特开平02-236967号公报)中公开了，在电解液中添加表面活性剂。其目的在于，改善过放电放置后的恢复充电性。在专利文献8(日本特开2011-165378号公报)中公开了，在电解液中添加磷酸。其目的在于，提高正极板的活性物质利用率，且谋求电池的长寿命化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-36882号公报专利文献2：日本特开平07-201331号公报专利文献3：日本特开2006-196191号公报专利文献4：日本特开2003-051306号公报专利文献5：日本特开平10-40907号公报专利文献6：日本特开昭62-29073号公报专利文献7：日本特开平02-236967号公报专利文献8：日本特开2011-165378号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的课题如上述那样，为了谋求液式铅蓄电池的充电接受性的提高以及在PSOC下的寿命性能的提高，以往提出了专门着眼于改善负极活性物质的性能的方案。但是，仅通过提高负极活性物质的充电接受性并且改善寿命性能，在提高铅蓄电池的充电接受性以及PSOC下使用时的寿命性能的方面存在极限，不易谋求在PSOC下使用的铅蓄电池的性能的更进一步的提高。本专利技术的目的在于，提供一种间歇性地每次短时间地进行充电、在部分充电状态下向负载进行高速率放电的液式铅蓄电池，相比于以往的铅蓄电池而言进一步提高充电接受性以及在PSOC下的使用中的寿命性能。用于解决课题的方法本专利技术以液式铅蓄电池为对象，该液式铅蓄电池具有将电极板组与电解液一同地容纳于电槽内的结构，并间歇性地进行充电，且在部分充电状态下向负载进行高速率放电，所述电极板组是介由隔膜层叠将负极活性物质填充于负极集电体而成的负极板和将正极活性物质填充于正极集电体而成的正极板而得到的。在本专利技术中，至少将碳质导电材料、以及起着可抑制伴随着反复进行充放电而发生的负极活性物质的粗大化的作用的有机化合物(以下称为“抑制负极活性物质的粗大化的有机化合物”。)添加于负极活性物质。而且，正极板按照每单位电极板组体积[cm3]的正极活性物质总表面积[m2]设为3.5至15.6[m2/cm3]的范围的方式而构成。此外，可向电解液中添加选自阳离子系凝集剂、阳离子系表面活性剂、磷酸中的化合物。此处，“电极板组体积”是指，将容纳于作为铅蓄电池的最小单元的1单体电池(1セル)内的电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池，其特征在于，其为液式铅蓄电池，该液式铅蓄电池具有将电极板组与电解液一同地容纳于电槽内的结构，并间歇性地进行充电，且在部分充电状态下向负载进行高速率放电，所述电极板组是介由隔膜层叠将负极活性物质填充于负极集电体而成的负极板和将正极活性物质填充于正极集电体而成的正极板而得到的，至少将碳质导电材料添加于所述负极活性物质，所述正极板按照将每单位电极板组体积的正极活性物质总表面积设为3.5至15.6m2/cm3的范围的方式而构成，所述电极板组体积的单位为cm3，所述正极活性物质总表面积的单位为m2，此外，向电解液中添加了硫酸铝。

【技术特征摘要】
2011.10.18 JP 2011-2285601.一种铅蓄电池，其特征在于，其为液式铅蓄电池，该液式铅蓄电池具有将电极板组与电解液一同地容纳于电槽内的结构，并间歇性地进行充电，且在部分充电状态下向负载进行高速率放电，所述电极板组是介由隔膜层叠将负极活性物质填充于负极集电体而成的负极板和将正极活性物质填充于正极集电体而成的正极板而得到的，至少将碳质导电材料添加于所述负极活性物质，所述正极板按照将每单位电极板组体积的正极活性物质总表面积设为3.5至15.6m2/c...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴原敏夫，箕浦敏，木暮耕二，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP