[發明專利]閥控式鉛蓄電池

有效

• 申請號: 201310050690.7
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103296234A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 白松濤;下池和德;安藤和成
• 申請（專利權）人: 松下蓄電池（沈陽）有限公司;松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M4/62;H01M10/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及抑制生產閥控式鉛蓄電池時的枝晶短路故障的技術。

背景技術

近年來，全球變暖被視為一個問題，對于通過汽油發動機、柴油發動機等內燃機來驅動的車輛，要求削減CO₂排放量。特別是，對推車、叉車等在倉庫等密閉的作業空間內驅動的車輛來說，上述要求的程度更大。為了響應這些要求，正在迫切進行將一部分以內燃機為動力的車輛轉換為電動車的研究。

作為電動化的推車、叉車等的主電源，廣泛采用了比鎳氫蓄電池、鋰二次電池更便宜且容易操作的鉛蓄電池。鉛蓄電池大致分為開放式和閥控式這兩種，為了上述用途，以往采用了可以進行補液作業等定期維護的開放式鉛蓄電池。但是，近年來，為了降低由于作業等而產生的人力負擔等，正在使用不需要維護本身的閥控式鉛蓄電池（特別是增加了正極板和負極板的個數而對高速率充放電特性進行了改善的類型）作為主電源。

對于為了改善高速率充放電特性而增加了正極板和負極板的個數的閥控式鉛蓄電池來說，已知由于將極板彼此之間的距離相應地設得很小，因此在注入作為電解液的硫酸的工序后繼續進行充電時，容易發生由于鉛離子的溶出而產生的枝晶短路。

而且，鉛酸蓄電池在注液后及充電（內化成）開始時，由于硫酸從極板組四周向極板組中心擴散，伴隨著化學反應，硫酸被消耗，造成極板組中心處的pH值相對升高，由于pH值的升高，為鉛離子的溶出提供了有利的環境。當充電開始時鉛離子在隔板中被還原為金屬鉛，該金屬鉛有可能貫穿隔板使正極板/負極板相連接而造成枝晶短路。

以前對枝晶短路進行抑制的方法通常是在電解液中添加一定量的添加劑，但這種方法并不能從根本上杜絕枝晶短路的發生。

另外，為了對枝晶短路進行抑制，還對配置在極板間的隔板進行了精心的研究。其中，據認為如日本特開2001-283810號公報（以下稱為專利文獻1）所述那樣使無機化合物固定在以玻璃纖維為主體的隔板的內部空隙中，可在物理上防止枝晶成長。

專利文獻1中公開了一種密閉形鉛蓄電池用隔板，其是在由以濕式抄造法得到的微細玻璃纖維為主體的片材中分散無機粉末而成的，該無機粉末是通過水溶性無機鹽類固定在上述片材的孔隙中。該水溶性無機鹽類主要是以粘附在上述無機粉末表面上的狀態存在。上述無機粉末的作用是在隔板的孔隙中均勻分散，對隔板的孔結構進行控制，使得隔板的孔結構變得復雜而類似于迷宮，從而能夠防止PbSO₄晶體直接貫通隔板內部，能夠使得枝晶貫通隔板而將兩個極板連接所需要的距離（即時間）延長，由此能夠降低枝晶短路的發生率。上述水溶性無機鹽類的作用主要是將上述無機粉末固定到玻璃纖維上而抑制其在隔板工作時發生脫落。上述隔板是通過將玻璃纖維墊片材浸漬在分散了上述無機粉末和上述無機水溶性無機鹽類的溶液中而制成的。上述無機粉末是二氧化硅、氧化鋁或二氧化鈦。上述無機水溶性無機鹽可以是硫酸鹽。

然而，即使使用如專利文獻1（包括專利文獻1所述的現有技術）那樣物理上妨礙枝晶的成長路徑的方法，也不能大幅減少上述工序中所產生的不利情況。對于如專利文獻1那樣使SiO₂等無機化合物配置在玻璃纖維氈墊隔板的內部、物理上抑制枝晶短路的方法來說，在充電時所用的硫酸濃度低的情況下，除了溶出的鉛離子急劇增加以外，無機化合物的配置差異也發生影響，因此難以抑制枝晶短路。

發明內容

本發明的目的在于，提供解決上述問題的閥控式鉛蓄電池，其大幅減少在注入電解液的工序后繼續進行充電時的枝晶短路，而且生產率和可靠性高。

為了解決上述問題，發明人經過認真的研究，結果發現通過在適當位置配置可以成為硫酸離子的供應源的硫酸鹽，鉛離子與該硫酸鹽的硫酸離子結合，充電時形成硫酸鉛，從而能夠抑制由硫酸離子的供給不足引起的枝晶短路（鉛離子的析出）。即該效果可以通過在鉛離子溶出被促進的位置、即在隔板與極板（正極板或者負極板）之間或者不同的兩個隔板之間（優選在隔板的表面上）而不是在隔板的內部配置硫酸鹽來發揮。

本發明涉及如下內容。

（1）一種閥控式鉛蓄電池，其具有樹脂制的電槽以及收納在所述電槽中的由正極板與負極板隔著隔板對置而成的極板組和電解液，其中，

在所述隔板與所述正極板之間和所述隔板與所述負極板之間中的至少一處配置有含有堿金屬或堿土金屬的硫酸鹽。

（2）如上述（1）所述的閥控式鉛蓄電池，其中，所述硫酸鹽是堿金屬硫酸鹽或堿土金屬硫酸鹽。

（3）如上述（2）所述的閥控式鉛蓄電池，其中，所述硫酸鹽是硫酸鈉。