鉛酸蓄電池制造技術

本發明專利技術提供了一種對于每次短時間而間歇地進行充電、在部分充電狀態(PSOC)對負荷進行高速放電的閥控式鉛酸蓄電池而言，充電接受能力和PSOC下的壽命特性相比于現有的有所提高的閥控式鉛酸蓄電池。使用活性物質比表面積為5.5m2/g以上的正極板。使用在負極活性物質中添加碳素導電材料和雙酚類-氨基苯磺酸-甲醛縮合物、從而提高充電接受能力和壽命性能的負極板，將電解液比重設定為1.30以上1.35以下以制備閥控式鉛酸蓄電池。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及采用糊劑式正負極板的閥控式鉛酸蓄電池。
技術介紹
鉛酸蓄電池大致分為液式、閥控式，由于具有價格低廉且可靠性高的特征，分別被作為汽車啟動用的動カ源、高爾夫球車等電動車輛的動カ源、進而不中斷電源裝置等エ業機器的電源而被廣泛使用。近年來，對汽車而言，為了防止大氣污染、防止地球溫曖化，提出了各種針對燃料費增加的對策。作為實施了燃料費增加對策的汽車，提出了減少發動機的運行時間的怠速-停止型車(以下、ISS車)、被稱作不浪費發動機的旋轉而用于動カ的發電控制車的微混合動カ車。ISS車中，其發動機的啟動次數増加，隨之鉛酸蓄電池反復進行大電流放電。另外，ISS車或發電制御車，由于通過交流發電機的發電量減少，鉛酸蓄電池的充電被間歇地進行，因此常有充電不充分問題。為此，要求用于此種用途的鉛酸蓄電池提高可以在短時間內盡可能多地充電的性能，即提高充電接受能力。在該用途中，對于閥控式鉛酸蓄電池而言，雖然必需搭載于不會導致高溫的車廂 (trunk room)等，但與液式鉛酸蓄電池比較具有無需維護、壽命長、耐振動等優點，在歐州制的ISS車上常有搭載。如上述使用方法的鉛酸蓄電池，以被稱作PSOC(Partial State Of Charge)的部分充電狀態而使用。閥控式鉛酸蓄電池在PSOC下使用時，相比于完全充電狀態下使用的情況而言，具有壽命變短的傾向。在PSOC下使用則壽命變短的理由是，當以充電不充分狀態反復充放電時，在放電時負極板上所生成的硫酸鉛變得粗大化，使得硫酸鉛變得難以還原成作為充電生成物的金屬鉛。因此，在PSOC下使用的閥控式鉛酸蓄電池中，為了延長其壽命也需要提高充電接受能力(使得在短時間內進行盡可能多的充電變為可能)，防止以過度的充電不充分的狀態反復充放電，并抑制由于反復充放電引起的硫酸鉛的粗大化。如上所述，在最近的汽車用鉛酸蓄電池中，為了在經過短時間的充電可以對負荷進行高速放電的同時，提高在PSOC下使用的情況下的電池的壽命性能，因此提高充電接受能力就成為極為重要的課題。對于閥控式鉛酸蓄電池，由于原本其正極活性物質的充電接受能力較高，但負極活性物質的充電接受能力較差，因此為了提高閥控式鉛酸蓄電池的充電接受能力，必需提高負極活性物質的充電接受能力。為此，歷來進行了專門用于提高負極活性物質的充電接受能力的努力，下面示出這些現有技木。在專利文獻1和專利文獻2中，提出了通過增加添加于負極活性物質中的碳素導電材料的量以提高充電接受能力，提高在PSOC下的鉛酸蓄電池的壽命。上述提案以閥控式鉛酸蓄電池為對象。另ー方面，對于閥控式鉛酸蓄電池，為了抑制隨著充放電而產生的負極活性物質的粗大化，抑制負極的表面積的減少，從而將充放電反應的反應性維持于較高狀態，實施了將對負極活性物質的粗大化起到抑制作用的有機化合物添加于負極活性物質中。歷來，作為抑制負極活性物質的粗大化的有機化合物，木材的主要成分的木質素得以使用。然而，木質素具有多個單元結構復雜地結合形成的多種多樣的結構，由于通常具有羰基等易于被氧化或還原的部分，在閥控式鉛酸蓄電池充放電時，該部分被氧化或還原從而被分解。因此， 即使在負極活性物質中添加木質素，對于由于反復充放電導致的性能降低的抑制效果不能夠持續很長時間。另外，由于木質素吸附于在充電時從硫酸鉛所溶出的鉛離子從而降低了鉛離子的反應性，存在如下副作用，即妨礙負極活性物質的充電反應，抑制充電接受能力的提高。因此，添加于負極活性物質中的木質素，雖然改善了放電特性，但存在妨礙提高充電接受能力的問題。從上述觀點出發，代替木質素，提出了將木質素磺酸鈉(在作為木質素的基本結構的苯基丙烷結構的側鏈的α位引入了砜基)、雙酚類-氨基苯磺酸-甲醛縮合物等添加于負極活性物質中。例如，在專利文獻3及專利文獻4中，公開了在負極活性物質中添加雙酚類-氨基苯磺酸-甲醛縮合物與碳素導電材料。尤其是，在專利文獻4中公開了，作為抑制伴隨充放電的硫酸鉛的粗大化的有機化合物，選擇雙酚類-氨基苯磺酸-甲醛縮合物，而為了使抑制硫酸鉛的粗大化的效果持續和提高充電接受能力而添加碳素導電材料。另外，在專利文獻 5中公開了在負極活性物質中添加導電碳與活性炭，以改善PSOC下的放電特性。進一歩，在專利文獻6中公開了將正極活性物質的比表面積從現有的4. 5m2/g最終增加至6m2/g，以增加放電容量。這是通過將木質素添加于正極板轉化時的電解液中，以使正極活性物質微細化，從而增加比表面積。然而，根據實驗在該專利文獻6的方法中存在正極活性物質易于發生泥狀化的問題，在循環壽命方面存在問題。另外，專利文獻6中所公開的專利技術是用于提高電池的放電容量的專利技術，在ISS車或發電制御車用的閥控式鉛酸蓄電池所必需的提高充電接受能力或提高在PSOC下的循環特性方面，沒得到多大效果。專利文獻1 特開2003-36882號公報專利文獻2 特開平07-201331號公報專利文獻3 特開平11-250913號公報專利文獻4 特開2006-196191號公報專利文獻5 特開2003-051306號公報專利文獻6 特開平10-40907號公報
技術實現思路
然而，閥控式鉛酸蓄電池的電解液量較少，為了在沒有游離電解液的基礎上確保容量，存在與液式鉛酸蓄電池的比重1. (換算為20°C下，以下相同)比較電解液比重較高 (1.30以上)的特征。其結果，存在難以進ー步提高充電接受能力的問題。另外，如上所述，為了實現提高閥控式鉛酸蓄電池的充電接受能力及在PSOC下的壽命性能，以往提出的方案專注于改善負極活性物質的性能。然而，僅僅提高負極活性物質的充電接受能力以改善壽命性能，在提高閥控式鉛酸蓄電池的充電接受能力及在PSOC下使用時的壽命性能方面存在局限，難以實現進ー步提高在PSOC下使用的閥控式鉛酸蓄電池的性能向上。本專利技術的目的在干，相比于現有技術而言，提高每次短時間間歇性充電且在部分充電狀態下能對負荷進行高速放電的鉛酸蓄電池，尤其是閥控式鉛酸蓄電池的充電接受能力及在PSOC下使用的壽命性能。本專利技術以閥控式鉛酸蓄電池為對象，所述閥控式鉛酸蓄電池具有如下結構，S卩，把由將負極活性物質充填于負極集電體而形成的負極板、將正極活性物質充填于正極集電體而形成的正極板隔著隔板而積層而成的極板組與電解液同時收納于電池盒內，對所述閥控式鉛酸蓄電池間歇地進行充電，并以部分充電狀態能對負荷進行高速放電。在本專利技術中，在負極活性物質中至少添加碳素導電材料和對于伴隨著反復充放電負極活性物質的粗大化起抑制作用的有機化合物(以下稱作“抑制負極活性物質的粗大化的有機化合物”)。另外，作為正極板，使用活性物質比表面積設定為5. 5m2/g以上的范圍內的極板。另外，電解液使用比重設定為1. 30以上1. 35以下的范圍內的物質。本專利技術人發現，當提高正極活性物質的活性物質比表面積時，正極活性物質在充電反應中的反應過電壓得到降低，從而使充電反應的進行變得容易，從而可以提高正極活性物質的充電接受能力，并且，當將如上所述提高了充電接受能力的正極板與通過將至少碳素導電材料和抑制負極活性物質的粗大化的有機化合物添加在負極活性物質中而改善了充電接受能力、改善了壽命性能的負極板(以下稱作“性能得到改善的負極板”。)同時使用吋，可以使閥控式鉛酸蓄電池整體的充電接受本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴原敏夫，高橋悟，荒城裕司，酒井政則，箕浦敏，
申請(專利權)人：新神戶電機株式會社，
類型：發明
國別省市：