[發明專利]鉛酸蓄電池

有效

• 申請號: 201180000056.1
• 申請日: 2011-01-17
• 公開（公告）號: CN102576911A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 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
• 主分類號: H01M10/12
• 分類號: H01M10/12;H01M4/14;H01M4/62
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;李昆岐

技術領域

本發明涉及采用糊劑式正負極板的閥控式鉛酸蓄電池。

背景技術

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力源、高爾夫球車等電動車輛的動力源、進而不中斷電源裝置等工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、防止地球溫暖化，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力的發電控制車的微混合動力車。

ISS車中，其發動機的啟動次數增加，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術。

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。

另一方面，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。