[发明专利]液式铅蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及适合于怠速停止车等的液式铅蓄电池。

背景技术

近来，伴随着对环境问题的关心的提高、原油价格的暴涨等，对汽车也进行各种燃料消耗改善技术的开发。其中之一，可举出在制动器制动时将动能变换为电能并将其储存于电池而利用的再生能量的利用。而且，怠速停止车(IS车)中，由于需要从电池供给IS时的电负荷，以及发动机的再启动次数多，因此与以往的发动机车相比放电量变多。因此，以短时间接受更多的再生能量对于电池而言成为重要的特性。一般而言，越是低的充电状态，即所谓的部分充电状态(PSOC(Partial State of Charge))，再生充电接受性能越高。因此，需要再生能量的接受性能的电池大多在PSOC控制下使用。

如上所述，IS车用电池与以往的发动机车用相比放电量多，此外，由于在PSOC控制下使用，因此与以往的电池相比需要耐久性更优异。作为提高耐久性的方法，一般增加正、负极的活性物质量。然而，若增加活性物质，则与其相对的电解液体量减少，因此放电时电解液的浓度变得容易下降。若电解液的浓度下降，则铅和硫酸铅的溶解度变大，铅发生离子化而容易从电极板溶出，其在下次的充电时生长成针状结晶而贯通间隔件，容易发生达到短路的渗透短路。

然而，铅蓄电池中，若反复进行充放电，则在放电时生成水，充电时生成浓硫酸。而且，浓硫酸与水相比浓度高、容易沉降至下部，因此产生电解液(硫酸)浓度在上下不同的成层化的现象。以往的发动机车在行驶时被过充电，因此通过由此时从正和负极板产生的氧和氢气产生的电解液的搅拌作用来缓和成层化。然而，在PSOC控制下，在减速时被充电，因此充电时间极短，持续充电不足的状态，所以没有体现出由氧和氢气产生的电解液的搅拌作用，容易发生成层化(专利文献1)。若发生成层化，则上部的电解液浓度下降，因此容易产生在单元上部的渗透短路。

如上所述，IS车用的液式铅蓄电池从设计上的理由(相对于电解液体量，活性物质量多)和使用上的理由(容易成层化)出发，与以往的电池相比容易发生渗透短路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-170939号公报

专利文献2：日本特开2002-260714号公报

专利文献3：日本特开平8-64226号公报

发明内容

近年，为了应对高容量化和高输出功率化的需要，有时采用使电极板张数增加的对策。若如此增加电极板张数，则电极板相对于电解槽内的空间所占的比例增加，因此作为结果，电解液的液体量变少，电解液的利用率变高。

本发明的发明人等进行了研究，结果确认了在PSOC控制下使用的液式铅蓄电池的渗透短路在电解液的液体量少、电解液的利用率高的情况下显著。

以往，已知若在电解液中添加碱金属、碱土金属的盐，则可以防止铅离子从电极板的溶出，对抑制渗透短路有效(专利文献2)。然而，也已知若在电解液中添加碱金属、碱土金属的盐，则充电接受性显著下降(专利文献3)。另外，若在电解液中添加碱金属、碱土金属的盐，则可以防止铅离子从电极板的溶出，另一方面，充电接受性下降是因为碱金属离子、碱土金属离子具有增大硫酸离子与铅离子的相互作用的功能而充电反应难以进行。

本发明鉴于这种现状，旨在提供一种难以发生渗透短路，并且再生充电接受性也优异的液式铅蓄电池。

如上所述，若电解液中含有碱金属离子、碱土金属离子，则虽然能够防止渗透短路，但充电接受性下降，而在PSOC控制下使用的液式铅蓄电池为深放电，因此若再生充电接受性下降，则立即陷入充电不足，对电池寿命产生不良影响。针对于此，本发明的发明人发现，若减小负极电极材料的细孔容积，则能够防止再生充电接受性的下降，从而完成了本发明。

即，本发明所涉及的液式铅蓄电池是具备保持负极电极材料的负极板、保持正极电极材料的正极板、以及浸渍这些电极板的可流动的电解液，上述电解液的利用率为75％以上的液式铅蓄电池，其特征在于，上述电解液中的碱金属离子或碱土金属离子的浓度为0.07～0.3mol/L，上述负极电极材料的细孔容积为0.08～0.16mL/g。应予说明，“电解液的利用率”是指从由单电池内的液量和浓度测定的硫酸根量求出液体理论容量(硫酸根量(g)/3.657)，用所得的液体理论容量去除有效20小时率容量而求出的值(％)。

本发明中，优选正极板被间隔件包入。