铅蓄电池用隔离件和铅蓄电池制造技术

本发明专利技术涉及铅蓄电池用隔离件和使用该隔离件的铅蓄电池，所述铅蓄电池用隔离件含有聚烯烃和二氧化硅，Na含量为1000μg/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铅蓄电池用隔离件和铅蓄电池
本专利技术涉及铅蓄电池用隔离件和铅蓄电池。
技术介绍
铅蓄电池除了车载用途、产业用途以外，还以各种用途使用。铅蓄电池含有负极板、正极板、介于负极板和正极板之间的隔离件、以及电解液。一般来说，铅蓄电池用隔离件通过将聚烯烃树脂和无机粒子挤出成型来制造(专利文献1)。近年来，随着怠速停止车辆的普及，对铅蓄电池要求高充电接受性。从提高充电接受性的观点考虑，专利文献1提出了如下内容：在20℃下的比重为1.285且加温到70℃±2℃的稀硫酸中浸渍1小时的时候，从隔离件溶出到稀硫酸中的钠量相对于每1g隔离件减少到3000μg以下。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2017－068741号小册子
技术实现思路
认为隔离件的物性给由铅枝状晶体所致的渗透短路的发生概率造成很大影响。另一方面，对以往的隔离件进行更详细的分析时，表明即便如专利文献1所提出的那样使钠充分溶出到稀硫酸中后，也仍然含有很多钠。调查这样的残留钠对渗透短路的发生概率等造成的影响，结果表明发现了明确的相关性。本专利技术是基于上述见解而完成的，其一个方面涉及一种铅蓄电池用隔离件，其含有聚烯烃和二氧化硅，Na含量为1000μg/cm3以下。通过使用本专利技术的上述方面的铅蓄电池用隔离件，能够减少由铅枝状晶体所致的渗透短路的发生概率。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的袋状隔离件的外观的平面示意图。图2是示出本专利技术的一个实施方式的铅蓄电池的外观和内部结构的分解立体图。图3是示出本专利技术的一个实施方式的隔离件的Log微分细孔容积分布的图。图4是示出以往的隔离件的Log微分细孔容积分布的图。具体实施方式本专利技术的实施方式的铅蓄电池用隔离件为含有聚烯烃和二氧化硅的片状的微多孔膜。二氧化硅为颗粒状，分散于具有耐酸性的聚烯烃的基质中。隔离件中含有的Na含量为1000μg/cm3以下。即，隔离件的每1cm3表观体积的Na含量被限制为1000μg以下。隔离件中通常含有造孔剂。隔离件中含有的造孔剂量虽然可以在电池内缓慢减少，但隔离件的表观体积几乎不变。因此，可以忽略隔离件中的造孔剂量的变化对隔离件的每1cm3表观体积的Na含量造成的影响。认为隔离件中含有的Na主要来源于二氧化硅。如果Na含量超过1000μg/cm3而存在，则在过放电时Na离子容易溶出。存在二氧化硅在中性至碱性的区域溶解的趋势，特别是在碱性区域容易溶解。其中，由于隔离件中含有的二氧化硅粒子是微细的，因此可以比较容易地溶解。铅蓄电池处于过放电状态时，电解液中的硫酸离子(SO42-)减少，有时电解液的pH变为7附近，二氧化硅的溶解开始。为以往的隔离件时，如果二氧化硅溶解，则键合于二氧化硅的Na离子溶出，因溶出的Na离子而生成OH离子，因此隔离件附近的pH局部上升而变为碱性。推测因碱性电解液导致自隔离件的二氧化硅溶出被进一步促进，隔离件的结构逐渐劣化，渗透短路的发生概率变大。另一方面，将隔离件中的Na含量减少为1000μg/cm3以下时，即便在过放电时，电解液的pH的局部上升也能得到抑制，因此可以抑制隔离件的劣化。其结果，渗透短路的发生概率下降。认为即便在Na含量减少到1000μg/cm3以下的状态下也仍然残留的Na被固定于相对牢固的二氧化硅基质，从长期来看在过放电时也不易溶出。因此，认为在Na含量为1000μg/cm3时和超过1000μg/cm3时之间，在渗透短路的发生概率上产生临界性。将隔离件中残留的Na含量减少到500μg/cm3以下时，渗透短路的发生概率更明显地降低。安装于电池之前或化成前的电池内的、以往的隔离件中含有的Na含量约为3500μg/cm3。将该隔离件在20℃下的比重为1.285且加温到70℃±2℃的稀硫酸中浸渍1小时时，Na含量减少到约1500μg/cm3。由于将隔离件在20℃下的比重为1.285且加温到70℃±2℃的稀硫酸中浸渍1小时与铅蓄电池的化成条件大体对应，因此认为以往的已化成的铅蓄电池中含有的隔离件的Na含量约为1500μg/cm3左右。认为化成时溶出的Na离子主要来自对隔离件赋予渗透性的渗透剂(表面活性剂)。来自于渗透剂的Na离子因隔离件与被加温的稀硫酸接触而容易溶出到稀硫酸中。另一方面，来自于二氧化硅的Na离子例如形成了Si－O－Na键，因此容易残留于隔离件中。化成后残留于隔离件中的来自二氧化硅的Na离子量约为化成前的一半左右。应予说明，化成中从隔离件溶出到电解液中的Na离子不会对渗透短路的发生概率造成很大影响。化成中电解液的pH不变为7附近，不发生二氧化硅的溶解。即便因从隔离件溶出的Na离子而暂时生成OH离子，也会被电解液中的硫酸立即中和，因此隔离件附近的pH也不会局部上升。应予说明，本来，从确保充电接受性的观点等考虑，以化成后的电解液中含有一定浓度的Na离子的方式向电解液中添加Na盐等来设计电解液的组成。电解液的组成的设计中，也已经考虑了在化成时从含有隔离件的各部件中溶出的Na离子浓度的上升量。这些Na离子在电解液中的分布通常是均匀的。认为通过均匀分布的Na离子而不会使隔离件附近的pH局部上升。隔离件中的Na含量大大取决于二氧化硅的制造工序。隔离件中使用的二氧化硅通常用湿式法制造。用湿式法制造的二氧化硅由于比表面积大，表面含有许多OH基，因此适合作为隔离件材料。湿式法中，大多使二氧化硅在高温的碱性溶液中生长。使溶液的pH偏移到酸性时二氧化硅粒子的生长停止。以接近更高碱性的pH停止粒子生长时，二氧化硅表面可能会含有许多－Si－ONa结构或－Si－O－Si－结构。另一方面，以接近更低酸性的pH停止生长时，二氧化硅表面可能会含有许多－Si－OH结构。即，可以通过控制溶液的pH而得到－Si－ONa结构少且含有许多－Si－OH结构的二氧化硅。通过将隔离件中的Na含量减少到1000μg/cm3以下，从而使铅蓄电池的内部电阻也降低。其结果，冷启动电流(CCA)提高。CCA为表现出铅蓄电池的性能的指标之一，例如，是指在为额定电压12V的铅蓄电池时，以－18℃±1℃的温度进行放电时30秒后的电压达到7.2V的放电电流。铅蓄电池的内部电阻降低的机理尚不明确，但将Na含量减少为1000μg/cm3以下时，在隔离件的Log微分细孔容积分布中，在0.03μm以下(例如0.02μm附近)的区域会看到特征峰。其结果，与没有这样的峰的以往的隔离件相比，总细孔容积增加10％左右。推测这样的细孔容积分布的变化与隔离件的电阻成分的减少有关。隔离件例如被对折而形成为袋状，具有与电极板对置的主要部分、和以与折痕交叉的方式设置于主要部分的两侧的熔敷部。通过进行对折而使面对面的熔敷部彼此相互熔敷。主要部分可以具有基础部、以及设置于基础部的至少一个面(袋的内表面和外表面中的至少一方)的多个肋。从兼得渗透短路的抑制和足够的CCA的确保的观点考虑，基础部的厚度例如为0.15mm～0.25mm，也可以为0.15mm～0.20mm。通过使基础厚度为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅蓄电池用隔离件，含有聚烯烃和二氧化硅，Na含量为1000μg/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180926 JP 2018-1801631.一种铅蓄电池用隔离件，含有聚烯烃和二氧化硅，Na含量为1000μg/cm3以下。


2.根据权利要求1所述的铅蓄电池用隔离件，其中，Na含量为500μg/cm3以下。


3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池用隔离件，其中，与电极板对置的主...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤和成，伊藤悦子，加藤肇，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本;JP