[发明专利]铅蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及在电槽内具有从电极板组、隔膜游离出的电解液的液式铅蓄电池。

背景技术

铅蓄电池具有廉价且可靠性高这样的特征，因而广泛用作汽车起动用的动力源、高尔夫球车等电动车辆的动力源，进一步广泛用作不间断电源装置等产业机器的电源。

近年来，在汽车方面，为了防止大气污染、地球温室化，正在研究各种各样的燃料消耗量提高对策。作为实施了燃料消耗量提高对策的汽车，正在研究减少发动机的运作时间的怠速熄火车(idling-stop vehicle)(以下称为ISS车)、将发动机的旋转不浪费地使用于动力中的发电控制车这样的微混合动力车(micro hybrid car)。

在ISS车中，发动机的起动次数变多，在此情况下反复进行铅蓄电池的大电流放电。另外在ISS车、发电控制车中，由于交流发电机的发电量变少，间歇性地进行铅蓄电池的充电，因而充电大多变得不充分。因此，对于在这种用途中使用的铅蓄电池，要求具有可在短时间进行尽可能多的充电的性能，即，提高充电接受性。

实行上述那样的使用方法的铅蓄电池在被称作PSOC(Partial State Of Charge)的部分充电状态下使用。铅蓄电池在PSOC下使用时，则存在有与在完全充电状态下使用的情况相比寿命变短的倾向。可认为在PSOC下使用时寿命变短的原因在于，如果在充电不足的状态下反复进行充放电，那么在放电之时生成于负极板的硫酸铅发生粗大化，使得硫酸铅不易变回到作为充电产物的金属铅。因此，在PSOC下使用的铅蓄电池方面，为了延长其寿命，需要提高充电接受性(可以在短时间进行尽可能多的充电)，需要防止在充电过度不足的状态下反复进行充放电，需要抑制因反复进行充放电而发生的硫酸铅粗大化。

这样地，在最近的汽车用铅蓄电池方面，为了可通过短时间的充电而向负载进行高速率放电，并且为了提高在PSOC下使用的情况下的电池的寿命性能，因而提高充电接受性成为极其重要的课题。

在铅蓄电池中，原本正极活性物质的充电接受性高，但是负极活性物质的充电接受性差，因而为了提高铅蓄电池的充电接受性，必需提高负极活性物质的充电接受性。因此，以往专门努力研究了用于提高负极活性物质的充电接受性。在专利文献1(日本特开2003-36882号公报)、专利文献2(日本特开平07-201331号公报)中提出了，通过增加添加于负极活性物质中的碳质导电材料的量而提高充电接受性，提高铅蓄电池在PSOC下的寿命。

然而，这些提案的对象是按照通过将电解液浸渍于被称作保持架(retainer)的隔膜、使得在电槽中不存在游离的电解液的方式而制成的密闭型铅蓄电池，其对象不是在电槽内具有从电极板组、隔膜游离出的电解液的液式铅蓄电池。在液式铅蓄电池中，也可考虑增加添加于负极活性物质中的碳质导电材料的量，但是在液式铅蓄电池中过度地增加添加于负极活性物质中的碳质导电材料的量时，则负极活性物质中的碳质导电材料流出到电解液中而在电解液中产生浑浊，在最坏的情况下，会引起内部短路。因此，在液式铅蓄电池中，不得不限制添加于负极活性物质的碳质导电材料的量，在通过向负极活性物质中添加碳质导电材料而提高作为铅蓄电池整体而言的充电接受性方面存在极限。

密闭型铅蓄电池的电解液量受限，因而不仅电池容量低，而且在使用温度高的情况下产生被称作热逸走的现象，因此不得不避免在发动机室那样的高温环境下的使用。因此，在汽车中使用密闭型铅蓄电池的情况下，需要将电池搭载在汽车后备箱(luggage room)等中，但是在汽车后备箱等中搭载电池时，则招致电线束的增加，不优选。作为汽车用的铅蓄电池，优选使用没有这样的制约的液式铅蓄电池。因此，提高液式铅蓄电池的充电接受性成为当务之急。

在专利文献3(日本特开2006-196191号公报)中公开了，为了提高充电接受性而添加碳质导电材料。另外，在专利文献4(日本特开2003-051306)中公开了，通过向负极活性物质中添加导电性碳和活性炭，从而改善在PSOC下的放电特性。

进一步，在专利文献5(日本特开平10-40907号公报)中公开了，通过增大正极活性物质的比表面积而增大放电容量。这是，通过将木质素添加于电池化成时的电解液中，使得正极活性物质微细化，增大比表面积。专利文献5中公开的是用于增大电池的放电容量的发明，在怠速熄火车、发电控制车用的铅蓄电池所必需的充电接受性、在PSOC下的循环特性的提高方面，无法获得大的效果。

另外，关于电解液添加剂，公知有以下的技术。