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JPH11167931A - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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JPH11167931A
JPH11167931A JP9335357A JP33535797A JPH11167931A JP H11167931 A JPH11167931 A JP H11167931A JP 9335357 A JP9335357 A JP 9335357A JP 33535797 A JP33535797 A JP 33535797A JP H11167931 A JPH11167931 A JP H11167931A
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JP
Japan
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grid
lead
negative electrode
acid battery
rate discharge
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JP9335357A
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JP3620249B2 (ja
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Yasuyuki Yoshihara
靖之 吉原
Yoshihiro Murata
善博 村田
Takashi Hattori
貴史 服部
Akira Inanobe
昭 稲野辺
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US09/181,500 priority patent/US6579646B2/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の鉛蓄電池では、高率放電サイクル寿命
に関して正極は正常であるが負極活物質物質に硫酸鉛が
蓄積し、負極容量規制により寿命となるという問題があ
った。 【解決手段】 鉛蓄電池において負極格子体のます目面
積を正極に比べて小さい構成とすることにより、高率放
電サイクル寿命に優れた鉛蓄電池が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池に関する
ものであり、特に高出力特性を要求される電気自動車用
鉛蓄電池の高率放電サイクル寿命の改善を図るものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動車両用鉛蓄電池はゴルフカ−
ト、芝刈り機などに用いられており、平均１／５ＣＡ
（５時間率電流）、最大でも１ＣＡ程度の電流が求めら
れていた。この放電容量は、正極の特性によって規制さ
れており、正極放電容量（活物質利用率）の向上のため
に、集電性能の優れた格子体設計や正極活物質の増量な
どの検討が行われてきた。一方、負極については電池の
重量効率を高めるため活物質減少や格子体ます目面積を
大きくしてできるだけ重量を少なくするように設計され
てきた。
【０００３】しかし、近年開発が盛んな電気自動車用鉛
蓄電池ではガソリン車並みの走行性（加速性、登坂性）
を要求され、電動車両用鉛蓄電池よりもはるかに厳しい
高率放電が行われる。そのため、サイクル経過により低
率放電容量の低下はほとんどないが高率放電容量が早期
劣化を起こし、加速性が維持できなくなり寿命となって
しまうという現象が発生した。このように電気自動車用
など高率放電をともなうサイクルユ−ス用鉛蓄電池では
サイクル経過による高率放電容量の劣化抑制（寿命向
上）が重要な課題である。
【０００４】この高率放電容量の劣化は主に負極の容量
低下が原因であり、改善方法としては薄型極板の開発に
より極板構成枚数を増やして電流密度を下げる方法や、
負極活物質を増やす方法などが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の構成では、サイクル経過により負極活物
質へ硫酸鉛が蓄積して容量が低下する現象を抑制するに
は十分でなく、加えて活物質の増量や、極板構成枚数を
増加するので重量効率が低下するという欠点を有してい
た。
【０００６】本発明は上記課題を解決するものであり、
高率放電サイクル寿命特性に優れる鉛蓄電池を提供する
ことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、負極に用いられる格子体の格子骨に囲まれ
ているます目面積を正極のます目面積に比べて小さくす
る構成とする。このような構成によって、負極において
は活物質と格子体の接触面積の増加と活物質物質格子間
の平均距離を縮小し、負極の反応性を均一にしかつ向上
させることができる。また、正極格子ます目を負極に比
べて大きくすることで容量規制を正極とし、負極は極板
容量能力に比べて利用率を低く抑えることができ、かつ
負極の充電受入れ性も向上できるので硫酸鉛の蓄積が抑
制でき高率放電サイクル寿命を向上させることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。極板の製作には鉛合
金を圧延した帯状シ−ト材料に切り目を入れ、展開して
ます目を形成するエキスパンド格子体に連続的にペ−ス
ト状活物質を塗着する方法を用いた。エキスパンド方式
には金型カッタ−が上下して帯状シ−トに切り目を入れ
ると同時に展開するレシプロ方式を用いた。
【０００９】試験に用いた格子体は従来格子体（ます目
面積約１５０ｍｍ2）と、これより小さいます目面積
（約５０ｍｍ2）をもつ格子体を製作した。ペ−スト状
活物質は鉛酸化物を主成分とする粉体に水と硫酸を加え
練合して作成し、これを前記格子体に同重量の活物質を
塗着、熟成乾燥して極板を製作した。
【００１０】
【実施例】上述した極板をそれぞれ組み合わせて極板群
を構成した後、定格１２Ｖ−６０Ａｈの電池を４種類作
成した。４種類の試作電池に用いた格子体のます目面積
をそれぞれ表１に記す。
【００１１】
【表１】
【００１２】以上のように構成された本発明の鉛蓄電池
と従来例の鉛蓄電池について、高率放電サイクル寿命特
性試験により評価した。
【００１３】図１は高率放電サイクル寿命の結果であ
る。このサイクル寿命試験では２．５ＣＡの定電流で
８．４Ｖまで放電したあと２段定電流充電で充電する過
程を１サイクルとした。ここでいう２段定電流充電は１
段目充電電流（０．２ＣＡ）で１４．４Ｖまで充電し、
その後、２段目充電電流（０．０５ＣＡ）で４時間充電
する方法である。
【００１４】図１より負極格子体ます目面積を正極に比
べて小さくした電池のサイクル寿命特性が改善されたこ
とがわかる。これは、負極格子ます目を正極に比べて小
さくすることで容量規制を正極としいるので負極は極
板容量能力に比べて利用率を抑制できる。負極の充電
受入れ性も向上できる。等の理由から硫酸鉛の蓄積、固
定化が抑制でき高率放電サイクル寿命を向上できたと考
えられる。一方、正極格子ます目面積も小さくした電池
に関しては、初期から容量が大きく、正負極活物質利用
率が大きいためにサイクル寿命が早期に低下したと考え
られる。以上の結果から鉛蓄電池において負極格子体の
ます目面積を正極に比べて小さくすることにより高率放
電サイクル寿命を向上することができる。
【００１５】次に負極、正極格子体ます目面積の比率の
最適値を調べるために表２に記すように負極格子体ます
目面積の異なる１２Ｖ−６０Ａｈ電池を前記した方法で
製作し２．５ＣＡ高率放電サイクル寿命試験でそれぞれ
３個づつ評価した。
【００１６】
【表２】
【００１７】図２は（負極格子体ます目面積）／（正極
格子体ます目面積）の比率と３個づつ試験した２．５Ｃ
Ａ高率放電サイクル寿命平均値の関係である。これより
負極格子体ます目を正極に比べて５０％以下にした場合
に寿命特性に優れていることがわかった。
【００１８】なお、本実施例においては格子体をレシプ
ロエキスパンド方式によるものとしたが、幾重にも重な
った円板状カッタ−で形成されて金型で帯状シ−トに切
り込みを入れ、別工程で所定の幅まで展開するロ−タリ
エキスパンド方式を用いた格子体についても同等の効果
を得ることができる。加えて、従来の鋳造格子を用いた
場合もエキスパンド格子体に比べると小さくなるが効果
は得られるので、本発明は格子体製造工法を限定するも
のではない。
【００１９】また、本発明は鉛蓄電池のタイプ（ベント
式やシ−ル式）にかかわらず効果的であるが、特に充電
時正極で発生した酸素ガスを負極で吸収し硫酸鉛とする
酸素サイクルがあるシ−ル式鉛蓄電池についてより効果
的である。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、鉛蓄電池において負極格子体のます目面積を正極
に比べて小さくすることにより、高率放電サイクル寿命
を向上することができ、優れた鉛蓄電池を実現できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例と従来例の２．５ＣＡ高率放電
サイクル寿命特性を示す図
【図２】（負極ます目面積）／（正極ます目面積）の比
率と２．５ＣＡ高率放電サイクル寿命の関係を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲野辺 昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】格子体からなる集電体に活物質を充填した
    極板を用いた鉛蓄電池であって、負極格子体ます目面積
    が正極格子体ます目面積に比べて小さいことを特徴とす
    る鉛蓄電池。
  2. 【請求項２】負極格子体ます目面積は正極格子体ます目
    面積の５０％以下であることを特徴とする請求項１に記
    載の鉛蓄電池。
  3. 【請求項３】格子体に、鉛または鉛合金からなる帯状シ
    −トから加工されたエキスパンド格子体を用いたことを
    特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
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