閥控式鉛酸蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低溫高倍率放電性能優(yōu)異的閥控式鉛酸蓄電池。該閥控式鉛酸蓄電池具備極群，該極群由保持正極活性物質(zhì)的正極板、保持負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極板以及隔板構(gòu)成，用泡點(diǎn)法測出的所述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑為0.2μm～0.35μm，同樣用泡點(diǎn)法測出的所述隔板的平均孔徑為所述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的10倍～40倍。
【專利說明】閥控式鉛酸蓄電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及閥控式鉛酸蓄電池。
【背景技術(shù)】
[0002]全地形車是能夠在包括不平坦地形在內(nèi)的各種地形中行進(jìn)的帶有原動機(jī)的車輛，一般也被稱為沙灘車(buggy)。
[0003]由于這種全地形車大多在_25°C環(huán)境下的寒冷地區(qū)那樣的嚴(yán)酷環(huán)境中使用，所以要求用于全地形車的閥控式鉛酸蓄電池具有優(yōu)異的低溫高倍率放電性能。因此，為了提高閥控式鉛酸蓄電池的低溫高倍率放電性能而進(jìn)行了各種研討(非專利文獻(xiàn)I和2)。
[0004]S卩，在非專利文獻(xiàn)I中，為了使_25°C下的低溫高倍率放電性能提高，關(guān)注負(fù)極活性物質(zhì)的添加劑，其實(shí)現(xiàn)約23%的性能提高。另外，在非專利文獻(xiàn)2中，除了非專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)之外，還實(shí)現(xiàn)電池設(shè)計(jì)的最佳化，而成功使_25°C下的低溫高倍率放電性能提聞約50 。
[0005]非專利文獻(xiàn)1:GS Yuasa Technical Report, 2010 年 6 月第 7 卷第 I 號
[0006]非專利文獻(xiàn)2:GS Yuasa Technical Report, 2010 年 12 月第 7 卷第 2 號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而提出，其目的在于提供一種低溫高倍率放電性能優(yōu)異的閥控式鉛酸蓄電池。
[0008]雖然根據(jù)非專利文獻(xiàn)I和2中記載的技術(shù)，_25°C下的低溫高倍率放電性能可提高至一定水平，但是希望進(jìn)一步提高低溫高倍率放電性能。因此，本發(fā)明人更關(guān)注隔板而專心進(jìn)行了研討，其結(jié)果是發(fā)現(xiàn):若利用泡點(diǎn)法測出的隔板的平均孔徑相對于利用泡點(diǎn)法測出的負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑增大規(guī)定的倍率，則分配于負(fù)極活性物質(zhì)的電解液量增加，而_25°C下的低溫高倍率放電持續(xù)時間也隨之提高，由此完成本發(fā)明。
[0009]即本發(fā)明的閥控式鉛酸蓄電池具備極群，上述極群由保持正極活性物質(zhì)的正極板、保持負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極板、以及隔板構(gòu)成，上述閥控式鉛酸蓄電池的特征在于，用泡點(diǎn)法測出的上述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑為0.2 μ m?0.35 μ m，同樣用泡點(diǎn)法測出的上述隔板的平均孔徑為上述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的10倍?40倍。
[0010]優(yōu)選上述隔板的平均孔徑為2.6?8.0 μ m。
[0011]優(yōu)選上述隔板是由玻璃纖維形成的無紡布。
[0012]優(yōu)選上述隔板的厚度為1.0?1.6 μ m。
[0013]并且，優(yōu)選上述玻璃纖維的平均纖維徑在4 μ m以下。
[0014]本發(fā)明由于具有上述結(jié)構(gòu)而能夠提高閥控式鉛酸蓄電池的低溫高倍率放電性能，特別是能夠提高_(dá)25°C環(huán)境下的性能，能夠得到適用于全地形車等的閥控式鉛酸蓄電池。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1是表示隔板的平均孔徑與負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑之比和低溫高倍率放電持續(xù)時間之間的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下，對本發(fā)明的閥控式鉛酸蓄電池的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0017]本發(fā)明的閥控式鉛酸蓄電池具備極群，上述極群由保持正極活性物質(zhì)的正極板、保持負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極板、以及隔板構(gòu)成。這種閥控式鉛酸蓄電池例如是具備上部開口并且內(nèi)部具有一個以上電池單元室的電槽、并在上述電池單元室配置有極群的鉛酸蓄電池，正極板的各自的耳部由正極用連接片連結(jié)為一體，負(fù)極板的各自的耳部由負(fù)極用連接片連結(jié)為一體，在鄰接的電池單元室的不同極性的連接片之間進(jìn)行電池單元間連接。另外，從一端的電池單元室的正極用連接片以向電槽的開口方向突出的方式設(shè)置有正極用極柱，從另一端的負(fù)極用連接片以向電槽的開口方向突出的方式設(shè)置有負(fù)極用極柱。此外，上述正極板、負(fù)極板通過將正極活性物質(zhì)漿料、負(fù)極活性物質(zhì)漿料填充于由鉛或者鉛合金構(gòu)成的正極板柵、負(fù)極板柵，并經(jīng)由熟成以及干燥工序而制成。
[0018]電槽的開口通過熔敷或者粘合電槽蓋而密閉,其中，該電槽蓋具有兼作注液口的排氣口。另外，使正極用極柱以及負(fù)極用極柱插通于在電槽蓋設(shè)置的用于插通正極用極柱以及負(fù)極用極柱的孔部而形成正極端子、負(fù)極端子，或者，將正極用極柱以及負(fù)極用極柱與預(yù)先澆注于電槽蓋的上部的正極端子部件以及負(fù)極端子部件焊接而形成正極端子、負(fù)極端子。由此，形成各端子而完成電池。此外，在兼作注液口的排氣口具備用于將從極群產(chǎn)生的氧氣排出至外部的排氣閥。
[0019]在本發(fā)明的閥控式鉛酸蓄電池中，負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑為0.2μπι?
0.35 μ m，隔板的平均孔徑為上述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的10?40倍。而且，在本發(fā)明中，負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑與隔板的平均孔徑都是用泡點(diǎn)法測出的。并且，該泡點(diǎn)法能夠依據(jù)BC103A-6來實(shí)施。若負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑為0.2 μ m?0.35 μ m，并且隔板的平均孔徑為負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的10倍?40倍，則由于伴隨表面張力的毛細(xì)管現(xiàn)象，而從隔板向負(fù)極活性物質(zhì)高效地吸引電解液。因此，推測出分配于負(fù)極活性物質(zhì)的電解液量增力口，而低溫高倍率放電性能隨之提高。
[0020]負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑一般是用水銀壓入法(JIS K1150)來測量的。所謂水銀壓入法是指，對水銀進(jìn)行加壓而將其壓入固體試料的細(xì)孔中從而測量固體試料的細(xì)孔徑分布與平均孔徑的方法，若使施加于水銀的壓力緩緩增大，則水銀按順序從大的細(xì)孔向小的細(xì)孔侵入，因此，能夠根據(jù)施加的壓力與水銀的容積之間的關(guān)系來求出細(xì)孔徑分布與平均孔徑。
[0021]與此相對地，在利用泡點(diǎn)法(BC103A — 6)來測量隔板和負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的情況下，所測量的細(xì)孔直徑僅是在液體滲透性能中成為準(zhǔn)則的貫通孔的孔頸部分。
[0022]但是，在泡點(diǎn)法與水銀壓入法中會測出完全沒有相關(guān)關(guān)系的值。例如日本特開2006-95352號所記載的那樣，由于貫通孔的形狀不同，而在泡點(diǎn)法與水銀壓入法中測出完全沒有相關(guān)關(guān)系的值。若以負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑為例，則在通過泡點(diǎn)法測出的值為某個規(guī)定值的情況下，用水銀壓入法測出的值未必定為一個值，而由于貫通孔的形狀不同決定為各種值。[0023]因此，可以說用水銀壓入法測出的平均孔徑與用泡點(diǎn)法測出的平均孔徑是測量完全不同區(qū)域的獨(dú)立的參數(shù)，相互沒有相關(guān)關(guān)系，并且，也不是能夠簡單地以系數(shù)值等進(jìn)行換算的參數(shù)。而且，如上所述，由于認(rèn)為電解液的從隔板向負(fù)極活性物質(zhì)的移動是基于毛細(xì)管現(xiàn)象的移動，并且認(rèn)為低溫高倍率放電性能與電解液向負(fù)極活性物質(zhì)的分配相關(guān)，所以在以提高低溫高倍率放電性能為目的的情況下，認(rèn)為將通過泡點(diǎn)法得到的平均孔徑作為指標(biāo)能夠更恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行評估，其中，上述泡點(diǎn)法是僅根據(jù)在液體滲透性能中成為準(zhǔn)則的貫通孔的孔頸部分來測量平均孔徑的方法。并且，在閥控式鉛酸蓄電池中，也由于引起從正極板產(chǎn)生的氧氣向負(fù)極板移動并與氫氣反應(yīng)的氣體吸收反應(yīng)，所以認(rèn)為將基于測量貫通孔的泡點(diǎn)法所得到的平均孔徑作為指標(biāo)是合適的。
[0024]另一方面，假設(shè)在用水銀壓入法測量能夠得到上述效果的隔板和負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的數(shù)值范圍的情況下，不是貫通孔的空間部分也包含于測量對象。因此，在不是貫通孔的空間部分較多的情況下，也容易包含不能得到上述那樣的性能提高的數(shù)值范圍。因此，作為測量能夠得到上述效果的隔板和負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的方法，水銀壓入法不合適。
[0025]優(yōu)選本發(fā)明中使用的隔板的平均孔徑為2.6 μ m?8.0 μ m。若隔板的平均孔徑不足2.6 μ m，則從制造方面來看，難以將保持于負(fù)極板的負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑形成為隔板的平均孔徑的1/40?1/10。另外，對于負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑不足0.2μπι的數(shù)據(jù)而言，在當(dāng)前的申請階段是無法測量的。另外，若隔板的平均孔徑超過8.0 μ m，則容易產(chǎn)生電解液的比重由上向下增高的層化、枝晶短路，從而會使充電接受能力、壽命性能等與本發(fā)明的效果不同的其他性能降低。
[0026]作為上述隔板優(yōu)選使用由玻璃纖維形成的隔板，其中，若為由平均纖維徑在4 μ m以下的玻璃纖維(微型玻璃棉)形成、并且厚度為Ι.Ομηι?1.6μηι的濕式無紡布即AGM(absorptive glass mat)隔板,則更加優(yōu)選。AGM隔板除了具有優(yōu)異的彈性之外還具有高耐氧化性、均勻的極細(xì)孔，因此，能夠防止活性物質(zhì)的脫落并能夠以良好的狀態(tài)保持電解液，并且能夠使正極板產(chǎn)生的氣體迅速向負(fù)極板移動吸收。
[0027]為了改善閥控式鉛酸蓄電池的低溫高倍率放電特性，一般采用如下對策:使正極板與負(fù)極板的間隔(以下也稱為極間。)變窄、使正極板以及負(fù)極板變薄而改變張數(shù)結(jié)構(gòu)等。但是，根據(jù)本發(fā)明，不改變極間以及極板的個數(shù)結(jié)構(gòu)就能夠提高低溫高倍率放電特性。
[0028]實(shí)施例
[0029]以下，記述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例。
[0030]<試驗(yàn)I >低溫高倍率放電性能的評估
[0031]作為隔板，使用了依據(jù)SBA S0401而測出的厚度為0.7mm?1.5mm的AGM隔板。另外，作為負(fù)極板，使用了極板尺寸為寬度76mmX高度87mmHX厚度1.50mm的極板，作為正極板，使用了極板尺寸為寬度76mmX高度87mmX厚度1.95mm的極板。此外，隔板以及負(fù)極板的平均孔徑是使用具備細(xì)孔徑分布測量儀的多孔質(zhì)材料自動細(xì)孔測量系統(tǒng)(多孔質(zhì)材料公司制造(Porous Materials, Inc.)),并利用依據(jù)BC103A — 6而實(shí)施的泡點(diǎn)法來測出的。
[0032]將上述隔板、負(fù)極板、以及正極板組合，制成極板結(jié)構(gòu)為正極板四張、負(fù)極板五張的12V閥控式鉛酸蓄電池。[0033]使用制成的閥控式鉛酸蓄電池根據(jù)以下的試驗(yàn)條件，作為低溫高倍率放電性能而調(diào)查放電持續(xù)時間。
[0034]放電電流:IOOA
[0035]結(jié)束條件(打朽切”條件):6.0V
[0036]試驗(yàn)溫度:_25°C
[0037]表1~3表示得到的結(jié)果。此外，在表1~3中，“低溫高倍率放電持續(xù)時間的提高效果”是以N0.1的樣品的低溫高倍率放電持續(xù)時間為基準(zhǔn)而相對地進(jìn)行評價的提高效果，將放電持續(xù)時間相對于N0.1的樣品的低溫高倍率放電持續(xù)時間的提高率不足5%的情況評估為“Λ”，將5%以上的情況評估為“〇”。另外，圖1表示表1所示的結(jié)果的一部分中的、隔板的平均孔徑與負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑之比和低溫高倍率放電持續(xù)時間之間的關(guān)系
[0038][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種閥控式鉛酸蓄電池，其具備極群，所述極群由保持正極活性物質(zhì)的正極板、保持負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極板以及隔板構(gòu)成， 所述閥控式鉛酸蓄電池的特征在于， 用泡點(diǎn)法測出的所述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑為0.2 μ m?0.35 μ m， 同樣用泡點(diǎn)法測出的所述隔板的平均孔徑為所述負(fù)極活性物質(zhì)的平均孔徑的10倍?40倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于， 所述隔板的平均孔徑為2.6 μ m?8.0 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于， 所述隔板的厚度為1.0 μ m?1.6 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于， 所述隔板是由玻璃纖維形成的無紡布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于， 所述玻璃纖維的平均纖維徑在4 μ m以下。
【文檔編號】H01M10/12GK103858270SQ201280049201
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月14日
【發(fā)明者】澤亞也, 中山恭秀 申請人:株式會社杰士湯淺國際