JPS6357913B2 - - Google Patents
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- JPS6357913B2 JPS6357913B2 JP55012766A JP1276680A JPS6357913B2 JP S6357913 B2 JPS6357913 B2 JP S6357913B2 JP 55012766 A JP55012766 A JP 55012766A JP 1276680 A JP1276680 A JP 1276680A JP S6357913 B2 JPS6357913 B2 JP S6357913B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明はペースト式鉛蓄電池の改良に関するも
ので、その目的とするところは初期性能に優れ、
かつ寿命性能も良好な鉛蓄電池を提供することで
ある。 一般に鉛蓄電池は正極板の劣化によつて寿命が
尽きる場合が多く、この寿命性能を改良するため
に、正極板の厚みを大きくしたり、ペースト密度
を高くする方法がとられる。ところがこのように
すると鉛蓄電池の初期性能は悪くなつてしまうの
で、初期性能,寿命性能とともに良好な鉛蓄電池
を得ることは困難であつた。本発明は極板厚みお
よびペースト密度が大なる正極板に異方性の大き
い黒鉛を添加することによつて初期性能の向上を
図り、優れた寿命性能はそのまゝ維持しようとす
るものである。 更に本発明はゲル状電解液を用いるか又は極板
やセパレータに電解液を保持することにより無漏
液化した密閉式鉛蓄電池の改良に係るもので、そ
の目的とするところは性能の優れた密閉式鉛蓄電
池を提供することである。 密閉式鉛蓄電池は無漏液構造であるためにどの
ような姿勢でも使用が可能であり、かつ無保守で
ある等の優れた特徴を有する為に、コードレス時
代を反映してその需要が拡大しつつある。ところ
が密閉式鉛蓄電池では無漏液構造をとることから
くる欠点があり、一般の電解液が豊富な湿式鉛蓄
電池に比べて電解液によつて性能が制限されやす
い。この放電性能を向上させるには活物質にでき
るだけ多くの電解液を保持することが望ましく、
そのためには軟質ペーストを用いて活物質の多孔
度を上げればよいが、一方、軟質ペーストは寿命
性能に劣るというように一長一短があつた。 本発明は放電性能にも優れ、また寿命性能も良
好な密閉式鉛蓄電池を提供するもので、その骨子
とするところは正極ペーストに異方性の大なる黒
鉛を添加することである。 これまでも初期性能を改善するために、正極活
物質に炭素繊維や黒鉛を添加することが提案され
ている。これは電池の放電に伴なう活物質の電気
抵抗の増加を比較的導電性に優れた炭素や黒鉛を
添加することで抑制し、初期性能の改善を図ろう
とするものであると思われる。 そこでこの従来の提案をペースト密度が大なる
正極板に適用してみたが性能改善の効果はわずか
であつた。ペースト密度の大なる正極板では化成
後の活物質が硬質で多孔性に乏しく、これが正極
板の放電性能を大きく支配している為に、黒鉛や
炭素を添加して活物質の導電性を改良するだけで
は、大巾な性能の向上は期待できない。 本発明は異方性の大なる黒鉛は陽極酸化を受け
ると結晶のC軸方向に膨張するという特性を利用
するものであり、正極ペーストに異方性の大なる
黒鉛を添加することによつてペースト密度が大き
い正極板でも多孔度が増加し、初期性能が著しく
向上することがわかつたことに基づくものであ
る。黒鉛は炭素原子の正六角平面網が層状に積重
なつた構造の結晶で、層平面内は共有結合によつ
て強力に結合されているが、層平面間はフアンデ
ルワールス力により結合されているだけで弱く、
黒鉛の結晶内で層間化合物が生成すると層平面間
隔が拡がつて結晶はC軸方向(層平面に垂直方
向)に膨張する。ここで黒鉛が等方性の場合は膨
張する方向が一定でない為に、層間化合物が生成
するにつれて損傷しやがて崩壊するに至るが、異
方性の黒鉛では一定方向にのみ膨張するのでこの
ようなことは起らない。また黒鉛を硫酸中で陽極
酸化すると層間化合物が生成することは古くから
知られている。正極活物質に異方性の大なる黒鉛
を添加した正極板を用いれば、電池の充電によつ
て黒鉛は損傷を受けることなく膨張し、周囲の活
物質に作用して活物質の多孔度が増すものと考え
られる。次に本発明の一実施例につき詳述する。 市販の天然黒鉛を2000℃で加熱処理して異方性
の大きい黒鉛とし、粒度を32〜48メツシユにそろ
えた。ついで金属鉛約30wt%残部酸化鉛よりな
る鉛粉に該黒鉛を1wt%添加して良く混合し、公
知の方法によりペースト密度約4.6g/cm3の正極
ペーストを調製した。これを厚み3mmの鉛合金格
子に充填し、熟成、化成の各工程を経て活物質が
硬質の正極板を作製した。比較の為に黒鉛を添加
しない場合、等方性黒鉛を添加した場合およびペ
ースト密度が約3.7g/cm3の低密度ペーストを充
填して化成後の活物質を軟質とした場合について
も同様にして正極板を作製した。 第1表はこれらの正極板を用いて組立てた公称
容量50Ahの電池を5hR放電して得た結果である。
ので、その目的とするところは初期性能に優れ、
かつ寿命性能も良好な鉛蓄電池を提供することで
ある。 一般に鉛蓄電池は正極板の劣化によつて寿命が
尽きる場合が多く、この寿命性能を改良するため
に、正極板の厚みを大きくしたり、ペースト密度
を高くする方法がとられる。ところがこのように
すると鉛蓄電池の初期性能は悪くなつてしまうの
で、初期性能,寿命性能とともに良好な鉛蓄電池
を得ることは困難であつた。本発明は極板厚みお
よびペースト密度が大なる正極板に異方性の大き
い黒鉛を添加することによつて初期性能の向上を
図り、優れた寿命性能はそのまゝ維持しようとす
るものである。 更に本発明はゲル状電解液を用いるか又は極板
やセパレータに電解液を保持することにより無漏
液化した密閉式鉛蓄電池の改良に係るもので、そ
の目的とするところは性能の優れた密閉式鉛蓄電
池を提供することである。 密閉式鉛蓄電池は無漏液構造であるためにどの
ような姿勢でも使用が可能であり、かつ無保守で
ある等の優れた特徴を有する為に、コードレス時
代を反映してその需要が拡大しつつある。ところ
が密閉式鉛蓄電池では無漏液構造をとることから
くる欠点があり、一般の電解液が豊富な湿式鉛蓄
電池に比べて電解液によつて性能が制限されやす
い。この放電性能を向上させるには活物質にでき
るだけ多くの電解液を保持することが望ましく、
そのためには軟質ペーストを用いて活物質の多孔
度を上げればよいが、一方、軟質ペーストは寿命
性能に劣るというように一長一短があつた。 本発明は放電性能にも優れ、また寿命性能も良
好な密閉式鉛蓄電池を提供するもので、その骨子
とするところは正極ペーストに異方性の大なる黒
鉛を添加することである。 これまでも初期性能を改善するために、正極活
物質に炭素繊維や黒鉛を添加することが提案され
ている。これは電池の放電に伴なう活物質の電気
抵抗の増加を比較的導電性に優れた炭素や黒鉛を
添加することで抑制し、初期性能の改善を図ろう
とするものであると思われる。 そこでこの従来の提案をペースト密度が大なる
正極板に適用してみたが性能改善の効果はわずか
であつた。ペースト密度の大なる正極板では化成
後の活物質が硬質で多孔性に乏しく、これが正極
板の放電性能を大きく支配している為に、黒鉛や
炭素を添加して活物質の導電性を改良するだけで
は、大巾な性能の向上は期待できない。 本発明は異方性の大なる黒鉛は陽極酸化を受け
ると結晶のC軸方向に膨張するという特性を利用
するものであり、正極ペーストに異方性の大なる
黒鉛を添加することによつてペースト密度が大き
い正極板でも多孔度が増加し、初期性能が著しく
向上することがわかつたことに基づくものであ
る。黒鉛は炭素原子の正六角平面網が層状に積重
なつた構造の結晶で、層平面内は共有結合によつ
て強力に結合されているが、層平面間はフアンデ
ルワールス力により結合されているだけで弱く、
黒鉛の結晶内で層間化合物が生成すると層平面間
隔が拡がつて結晶はC軸方向(層平面に垂直方
向)に膨張する。ここで黒鉛が等方性の場合は膨
張する方向が一定でない為に、層間化合物が生成
するにつれて損傷しやがて崩壊するに至るが、異
方性の黒鉛では一定方向にのみ膨張するのでこの
ようなことは起らない。また黒鉛を硫酸中で陽極
酸化すると層間化合物が生成することは古くから
知られている。正極活物質に異方性の大なる黒鉛
を添加した正極板を用いれば、電池の充電によつ
て黒鉛は損傷を受けることなく膨張し、周囲の活
物質に作用して活物質の多孔度が増すものと考え
られる。次に本発明の一実施例につき詳述する。 市販の天然黒鉛を2000℃で加熱処理して異方性
の大きい黒鉛とし、粒度を32〜48メツシユにそろ
えた。ついで金属鉛約30wt%残部酸化鉛よりな
る鉛粉に該黒鉛を1wt%添加して良く混合し、公
知の方法によりペースト密度約4.6g/cm3の正極
ペーストを調製した。これを厚み3mmの鉛合金格
子に充填し、熟成、化成の各工程を経て活物質が
硬質の正極板を作製した。比較の為に黒鉛を添加
しない場合、等方性黒鉛を添加した場合およびペ
ースト密度が約3.7g/cm3の低密度ペーストを充
填して化成後の活物質を軟質とした場合について
も同様にして正極板を作製した。 第1表はこれらの正極板を用いて組立てた公称
容量50Ahの電池を5hR放電して得た結果である。
【表】
【表】
この結果から明らかなように本発明品AはBや
Cに比べて優れ、低密度ペーストを充填したDに
匹敵する性能を示した。なお、正極既化活物質の
多孔度を測定したところAは53.2%,B,Cは共
に50.2%Dは58.1%であつた。次にこれらの4種
類の電池をJISに規定されている方法に準じて寿
命試験を行なつた結果を第1図に示す。本発明品
Aは寿命試験中高い放電容量を維持し、等方性黒
鉛を添加したBや黒鉛添加なしのC及び低密度ペ
ーストのDに比べ明らかに優れていた。本発明品
が優れた寿命性能を示したのは正極ペーストに添
加した異方性大の黒鉛が寿命サイクル中に膨張
し、それに伴なつて正極活物質も膨張した為に、
極板群が自然に圧迫されて正極活物質の脱落を防
ぐと共に、活物質粒子間の接触も良好になつたこ
とによると思われる。 次に密閉式鉛蓄電池における本発明の一実施例
を詳述する。正極板の作製は前記実施例の場合と
同様とした。第2表はこれらの正極板を用いて組
立てた公称容量4Ahの密閉式鉛蓄電池を5hR放電
して得た結果である。
Cに比べて優れ、低密度ペーストを充填したDに
匹敵する性能を示した。なお、正極既化活物質の
多孔度を測定したところAは53.2%,B,Cは共
に50.2%Dは58.1%であつた。次にこれらの4種
類の電池をJISに規定されている方法に準じて寿
命試験を行なつた結果を第1図に示す。本発明品
Aは寿命試験中高い放電容量を維持し、等方性黒
鉛を添加したBや黒鉛添加なしのC及び低密度ペ
ーストのDに比べ明らかに優れていた。本発明品
が優れた寿命性能を示したのは正極ペーストに添
加した異方性大の黒鉛が寿命サイクル中に膨張
し、それに伴なつて正極活物質も膨張した為に、
極板群が自然に圧迫されて正極活物質の脱落を防
ぐと共に、活物質粒子間の接触も良好になつたこ
とによると思われる。 次に密閉式鉛蓄電池における本発明の一実施例
を詳述する。正極板の作製は前記実施例の場合と
同様とした。第2表はこれらの正極板を用いて組
立てた公称容量4Ahの密閉式鉛蓄電池を5hR放電
して得た結果である。
【表】
この結果から明らかなように、本発明品A′は
活物質が硬質であるにもかかわらず、低密度ペー
ストを充填したD′と匹適する初期性能を示し、
等方性黒鉛を添加したB′や黒鉛添加なしのC′より
も優れていた。既化活物質の多孔度を測定した結
果はA′が53.6%B′とC′は共に50.3%,D′は57.9%
であつた。A′の活物質多孔度はD′ほど高くはな
つてはいなかつたが、黒鉛添加の効果と多孔度の
増加と相乗効果によつて良好な結果を得ることが
できた。次にこれら4種類の電池をJISに規定さ
れている方法に従つて寿命試験を行つた結果を第
2図に示した。本発明品A′は寿命試験中高い容
量を維持し等方性黒鉛を添加したBや黒鉛添加な
しのC′及び低密度ペーストを使用したD′よりも明
らかに優れていた。本発明品A′が優れた寿命性
能を示したのは、正極ペーストに添加した異方性
大の黒鉛が寿命サイクル中に陽極酸化を操り返し
受けて膨張し、それに伴なつて正極活物質も膨張
した為に電解液の保持量が十分確保されると共
に、極板群が自然に圧迫されて活物質粒子間及び
活物質と格子との接触が良好となつたことによる
と思われる。 なお、これらの実施例では黒鉛の加熱処理を
2000℃で行なつた場合を示したが2000〜3000℃で
よい。添加量については0.1wt%以下ではあまり
効果なく2wt%以上添加しても1wt%添加と同程
度の効果であつたことから、0.3〜1.5wt%の範囲
が適当である。粒径はあまり細かいと膨張の程度
が小さく15〜100メツシシユの粒度で良好な結果
を得た。 以上詳述したように本発明によれば初期性能,
寿命性能とも優れた鉛蓄電池が得られ工業的価値
は大である。
活物質が硬質であるにもかかわらず、低密度ペー
ストを充填したD′と匹適する初期性能を示し、
等方性黒鉛を添加したB′や黒鉛添加なしのC′より
も優れていた。既化活物質の多孔度を測定した結
果はA′が53.6%B′とC′は共に50.3%,D′は57.9%
であつた。A′の活物質多孔度はD′ほど高くはな
つてはいなかつたが、黒鉛添加の効果と多孔度の
増加と相乗効果によつて良好な結果を得ることが
できた。次にこれら4種類の電池をJISに規定さ
れている方法に従つて寿命試験を行つた結果を第
2図に示した。本発明品A′は寿命試験中高い容
量を維持し等方性黒鉛を添加したBや黒鉛添加な
しのC′及び低密度ペーストを使用したD′よりも明
らかに優れていた。本発明品A′が優れた寿命性
能を示したのは、正極ペーストに添加した異方性
大の黒鉛が寿命サイクル中に陽極酸化を操り返し
受けて膨張し、それに伴なつて正極活物質も膨張
した為に電解液の保持量が十分確保されると共
に、極板群が自然に圧迫されて活物質粒子間及び
活物質と格子との接触が良好となつたことによる
と思われる。 なお、これらの実施例では黒鉛の加熱処理を
2000℃で行なつた場合を示したが2000〜3000℃で
よい。添加量については0.1wt%以下ではあまり
効果なく2wt%以上添加しても1wt%添加と同程
度の効果であつたことから、0.3〜1.5wt%の範囲
が適当である。粒径はあまり細かいと膨張の程度
が小さく15〜100メツシシユの粒度で良好な結果
を得た。 以上詳述したように本発明によれば初期性能,
寿命性能とも優れた鉛蓄電池が得られ工業的価値
は大である。
第1図は本発明品と従来品の寿命性能を示す。
第2図は密閉式鉛蓄電池における本発明品と従来
品の寿命性能を示す。 A,A′……本発明品、B,B′,C,C′,D,
D′……従来品。
第2図は密閉式鉛蓄電池における本発明品と従来
品の寿命性能を示す。 A,A′……本発明品、B,B′,C,C′,D,
D′……従来品。
Claims (1)
- 1 硬質活物質中に異方性の大なる黒鉛を添加し
た正極板を備えることを特徴とする鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1276680A JPS56109460A (en) | 1980-02-04 | 1980-02-04 | Lead storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1276680A JPS56109460A (en) | 1980-02-04 | 1980-02-04 | Lead storage battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56109460A JPS56109460A (en) | 1981-08-29 |
JPS6357913B2 true JPS6357913B2 (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=11814518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1276680A Granted JPS56109460A (en) | 1980-02-04 | 1980-02-04 | Lead storage battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56109460A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58121560A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
JPS61171063A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Japan Storage Battery Co Ltd | ペースト式即用鉛電池正極板の製造方法 |
JPS6229061A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池用陽極板の製造法 |
US6828064B1 (en) | 1998-01-07 | 2004-12-07 | Eveready Battery Company, Inc. | Alkaline cell having a cathode incorporating enhanced graphite |
-
1980
- 1980-02-04 JP JP1276680A patent/JPS56109460A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56109460A (en) | 1981-08-29 |
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