专利名称：：控制阀式铅蓄电池的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及控制阀式铅蓄电池。
背景技术：
：近年来，越来越多地将网状金属格栅(expandedmetalgrid)用作控制阀式铅蓄电池的极板。网状金属格栅系为在铅合金片(sheet)等上使多条隙缝(slit)断续平行设置，在将隙缝间的线状部突出于片(sheet)的里外面后，使上述片(sheet)在与隙缝垂直的方向伸展，由此形成用于保持活性物质的多个菱形网孔(mesh)(参照图O。由于此种网状金属格栅可以制得更薄，因此优于传统的铸造格栅。因而，通过将网状金属格栅用于控制阀式铅蓄电池的极板，可以实现减轻铅蓄电池的重量以及削减极板用铅合金的使用量。但是，由于网状金属格栅在上述伸展方向和垂直方向的两端没有设置框架，因此此部分的网孔没有闭合，呈开放状态(参照图1)。此外，将此种网状金属格栅用于极板时，随充放电而膨胀的活性物质会特别从上述未闭合的网孔的内部露出于外侧，露出的活性物质会围绕隔膜与对向的极板接触，因而发生短路。更详细说明的话，控制阀式铅蓄电池中，电解液处于包含在正极和负极的多孔性活性物质、以及由微细玻璃纤维毡(glass-mat)(微细玻璃纤维的无纺布)构成的隔膜中的状态下而保持于电池内。此种构造的控制阀式铅蓄电池中，必须保持隔膜与上述两极的密着性，使电解液在这些部件之间的移动顺畅。因此，如图2所示，由网状金属格栅构成的正极与负极的极板22、23交互、其间配置有隔膜21而层叠构成的极板群20上，一般被施加有将隔膜21沿厚度方向压縮的20kPa-60kPa左右的压力(群压)。从而，施加在填充于网状金属格栅的网孔内部的活性物质的压力变大，膨胀的活性物质通过上述压力被挤出于网孔的外侧。此外，用作电动车辆等的电源的循环使用式的控制阀式铅蓄电池较之于用作备用电源等的涓流使用(trickleuse)式的，放电深度非常深，被完全放电的频率也较大。从而，循环使用式的控制阀式铅蓄电池，特别是负极中，上述活性物质的膨胀较为显著，发生短路的可能性也变大。另外，由于此种短路所造成的电池容量的下降非常急剧，因此此时用户所遭受的损失也很大。即，充放电循环重复到一定程度后的缓慢的电池容量的下降易被用户所认知。此外，这种情形通过电池的放电电压的推移和内阻的变化可较为容易被检测出。因此，通过由放电电压和内阻判定残存容量，用户可以在电池无法使用前采取换电池等恰当的措施。但是，短路所造成的急剧的容量下降是无法通过上述通过放电电压推移和内阻变化进行事前预测的。因此，用户无法采取事前换电池等适当的措施，就会面临以电池为电源的机器突然无法使用的状态。因而，抑制铅蓄电池的内部短路是铅蓄电池应该解决的重要技术课题。与此相关，例如在特开平10-40896号公报中，提出了将通常所使用的微细玻璃纤维毡(glass-mat)的隔膜和合成树脂纤维毡构成的袋状隔膜一起使用的构造。根据专利文献1记载的铅蓄电池，通过将负极板收入上述袋状隔膜内，可以防止膨胀的负极活性物质与正极板的短路。
发明内容但是，上述文献记载的铅蓄电池中，由于必须新增袋状隔膜，因而会增加电池的部件数量。此外，还必须增加将合成树脂纤维毡的片材加工成袋状的工序和将负极板收入其内的工序，因此会增加电池的制造成本。本发明鉴于上述课题，目的是提供无需增加部件数量和制造成本、能够抑制由活性物质膨胀所引起的短路的控制阀式铅蓄电池。为了解决上述课题，本发明的控制阀式铅蓄电池具有极板群，该极板群由正极板和负极板交互层叠构成、且在其间设置有隔膜，上述正极板及负极板含有用于保持活性物质的多个网孔的格栅体，其特征在于，至少上述负极板的格栅体由网状金属格栅构成，上述正极板和负极板之间的距离在1.20mm或以上，且上述负极板的保持于上述网状金属格栅的网孔内的活性物质的反应利用率在32.0%或以下。此外，较好的是，本发明的控制阀式铅蓄电池，通过增减在上述活性物质以及隔膜内所含的电解液的总量，将上述活性物质的反应利用率调节在上述范围内。根据本发明的控制阀式铅蓄电池，无需增加部件数量和制造成本、可抑制由于活性物质的膨胀所引起的短路。图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的控制阀式铅蓄电池所使用的网状金属格栅的俯视图。图2是表示一般的控制阀式铅蓄电池的极板群的大致构成的立体图。具体实施例方式图1表示本发明的一个实施方式所涉及的控制阀式铅蓄电池所使用的网状金属格栅。图1的网状金属格栅1作为构成控制阀式铅蓄电池的正极板及负极板的格栅体而使用，填充有未图示的多孔性活性物质，具有保持填充的活性物质的多个菱形网孔4。网状金属格栅l系由在铅合金片(sheet)等上使构成网孔4的多条隙缝(slit)断续地平行设置，在将隙缝(slit)间的线状部分突出于片(sheet)的里外面后，制成使上述片(sheet)在与各隙缝(slit)垂直的方向伸展。这种网状金属格栅l的结构是如图1所示，伸展方向(图的上下方向)的各端部形成有一并设置有集电耳部2a的上侧框架2、以及下侧框架3，但与伸展方向相垂直方向(图的左右方向)的各端部(以下称为侧端部)上未形成有框架。这样，网状金属格栅l的各侧端部的网孔4(4》与靠近中央的各网孔4(40不同，包围网孔4的线状部件并未闭合，呈开放状态。由上述的网状金属格栅1所构成的正极板和负极板，按所设定的片数交互，其间夹有由微细玻璃纤维毡(glass-mat)构成的隔膜，再施加所设定的群压，在此状态下进行层叠，构成未图示的极板群。之后，将填充在网状金属格栅l的网孔4内的多孔性活性物质，以及在上述隔膜的纤维间含有电解液的上述极板群装入未图示的电解槽内，从而构成控制阀式铅蓄电池。上述极板群中，设定上述隔膜的厚度，以使在所设定群压下的正极板和负极板之间的距离在1.20mm或以上、2.00mm或以下。此外，负极板中，蓄电池内的电解液的总量设定为使填充在网状金属格栅1的网孔4内的活性物质(以下称为负极活性物质)的2小时率放电时的反应利用率Z在32.0%或以下且在25.0%或以上。通过将负极活性物质的反应利用率Z控制在32.0n/。或以下，可以抑制在重复充电、放电使用的循环使用电池中特别显著的负极活性物质的膨胀。此外，将上述反应利用率Z控制在25.0%或以上是因为，低于此值的话，以放电容量为主的蓄电池的诸性能无法充分发挥。此外，通过将正极板和负极板之间的距离控制在L20mm或以上，可以更切实地抑制起因于蓄电池内部负极活性物质膨胀而引起的蓄电池的内部短路。另外，通过将上述两极板间的距离控制在2.00mm或以下是因为，超过此值的话，两极板间的电阻变大，会增大蓄电池的内阻。在此情况下，特别是在大电流下进行蓄电池放电时，会出现电压下降显著，无法确保充分的放电容量等，而且蓄电池的其他诸性能也无法充分发挥。此外，这也会增加隔膜的使用量，造成材料费用上升、制造成本增加。以上的结果是，可以无需增加部件数量及制造成本，即使是循环使用的控制阀式铅蓄电池，也可以抑制短路引起的突发性容量下降。在这里，上述反应利用率Z指的是以相当于2小时率放电容量的铅量(称为2小时率放电容量相当铅量)为X，以负极活性物质中的实际铅量(称为负极活性物质铅量)为Y时，以百分率表示的2小时率放电容量相当铅量X相对于负极活性物质铅量Y的比率(Z=(X/Y)xl00)。此外，此种反应利用率Z如上所述，可以通过增减蓄电池的电解液的总量来方便地控制在上述范围值内(32.0%或以下)。反应利用率Z也会随着负极活性物质的空隙率和孔径分布、以及负极活性物质与集电体(网状金属格栅1)的接触面积等设计要素的改变而变化。此外，一般铅蓄电池中的充电反应*放电反应是通过硫酸离子从活性物质向电解液、或从电解液向活性物质的扩散而进行的。控制阀式铅蓄电池为了从结构上显著限制电解液量，根据该电解液量的增减，上述充电反应.放电反应的速度变化很大。此外，虽然可以通过改变负极活性物质的空隙率和负极活性物质与集电体(网状金属格栅1)的接触面积等设计要素来调节负极活性物质的反应利用率Z，但通过增减电解液的总量来调节负极活性物质的反应利用率Z更简单。此时，预先将上述设计要素一定的多个蓄电池组合，实际测量变化各种电解液量时的2小时率放电容量，调查上述反应利用率在32.0%或以下时的电解液的总量，从而决定恰当的液量即可。实施例以下针对各种不同的负极活性物质的成分、正极板与负极板之间的距离、以及负极活性物质的反应利用率的控制阀式铅蓄电池的各试验体，调查其循环寿命次数以及是否发生短路，试验结果作为实施例进行说明。这里所制成的实验体都是容量12Ah、电动势6V的控制式铅蓄电池。〈负极板BA〉将球磨(ballmill)式的铅粉(氧化度70%的一氧化铅)以每100g铅粉加10kg水及5kg稀硫酸(20。C时密度1.300g/cm3)进行混炼，制成负极活性物质浆料(称为浆料PA)。将该浆料PA填充入图1所示的网状金属格栅1的各网孔4后，经过熟化干燥工序，制成负极板(称为负极板BA)。这里，浆料PA中，添加有相当于铅粉质量0.3%的质量的硫酸钡、相当于铅粉质量0.1%的质量的木质素磺酸钠(SodiumLigninsulfonate)以及相当于铅粉质量0.2%的质量的碳。〈负极板BB〉将上述铅粉以每100g铅粉加12kg水及5.5kg稀硫酸(20'C时密度1.300g/cm"进行混炼，制成负极活性物质桨料(称为浆料PB)。使用该浆料PB，与浆料PA相同地制成负极板(称为负极板BB)。这里，浆料PB中，添加有相当于铅粉质量2.0%的质量的硫酸钡、相当于铅粉质量1.5%的质量的木质素磺酸钠(SodiumLigninsulfonate)以及相当于铅粉质量0.8%的质量的碳。调节填充于网状金属格栅金属网格l的网孔4的活性物质量，使各负极板BA、BB均为每1片极板熟化干燥后的未转化成活性物质的质量为35.0g。此外，各负极板BA、BB的除集电耳部2a外的极板反应面的尺寸为高llO.Omm、宽65.0mm、厚1.9mm。接着，将负极板BA、BB任意一方的4片负极板与传统方法制作的3片正极板交互层叠后制成极板群、其间夹有由微细玻璃纤维毡构成的隔膜，用此组装电池。这里，调节上述隔膜的厚度，以使施加于极板群的群压为19.6kPa时，正极板与负极板之间的距离为0.90mm、1.10mm、1.20mm、以及1.50mm中的任何一个。此外，将各试验体以电槽化成方法充电。该电槽化成方法充电是通过注入电解液后，初次充电，然后在蓄电池内补入密度1.320g/cm3(20°C)的稀硫酸。通过变更此时的补液量增减电解液量，从而将负极活性物质的反应利用率调节至25%~38%的范围。各试验体的反应利用率的调节根据如下顺序进行。1)测定各种不同补液量的各蓄电池的2小时率容量。2)对上述顺序l的各电池进行充电，再分解，求得负极活性物质质量。3)以由相当于上述顺序1测定的2小时率容量的铅量相对于由上述顺序2求得的负极活性物质铅量的百分率作为反应利用率进行计算。4)从上述顺序3的计算结果，求得补液量与反应利用率的关系。5)参照上述顺序4求得的关系，调整各试验体的补液量，以使反应利用率在25-38%范围内，达到所希望的反应利用率。此外，使反应利用率在25~38%范围内变化时的负极活性物质中的电解液量是每lg负极活性物质为0.08-0.14cc/g。如上制成的各试验体Al-A20、以及B1-B20的构成如表1和表2所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>下述表3和表4所示为针对上述表1和表2所示各试验体进行下述内容试验的试验结果。〈试验内容〉进行25。C氛围气中的2小时率放电(5.00A恒定电流放电、放电终止电压5.25V);重复充电电压7.35V、初期充电电流4.80A的恒定电流恒定电压充电12小时的充电-放电循环。这里的循环寿命次数是各试验体的2小时率放电中放电持续时间下降为60分钟时的上述充电-放电循环的重复次数。此外，上述试验结束后将各试验体分解，目视确认是否负极活性物质膨胀而与正极板接触，由此确认是否发生内部短路。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>从表3及表4所示结果可以知道，浆料PA、衆料PB均可通过使极板间的距离在1.20mm或以上、且负极活性物质的反应利用率在32.0%或以下，以抑制由于负极活性物质膨胀引起的内部短路，从而得到优异的循环寿命特性。在这里，满足上述条件的各试验体All-13、A16-18、B11-B13以及电池B16-B18均达到了400次循环以上的循环寿命次数。此外，这些各试验体均在到达1-250次循环前大致发挥了一定的电池容量，之后，在达到循环寿命次数前电池容量大致都以一定的倾斜度下降。因而，满足上述条件的话，即使是用于循环使用的控制阀式铅蓄电池，随着使用循环数推移的电池容量下降也变缓和，并未发生起因于内部短路的急剧的电池容量下降。另一方面，未满足上述条件的各试验体Al-lO、A14-15、A19陽20、Bl-BlO、B14-B15、以及B19-B20中，均显示出了由于负极活性物质膨胀引起的短路而造成的电池容量的急剧下降。此时的电池容量的推移为即将达到循环寿命次数之前(l-3循环前)，电池容量呈一定、或缓和地下降，但在此之后的1-3循环，容量急剧下降、电池容量几乎降至零。这样，通过使正极与负极的极板间的距离、以及负极活性物质的反应利用率满足上述条件，可控制内部短路的产生，此种试验结果不论使用的是浆料PA还是浆料PB，各试验体是通用的。因此，是否可以抑制内部短路的产生仅依存于是否满足上述条件，几乎不受包含添加剂的量在内的负极活性物质成分的影响。从而，对于各种成分*帝跌的负极活性物质，通过令其满足上述条件，可以抑制内部短路的产生。此外，负极活性物质膨胀引起的内部短路的发生也受到极板间距离，即隔膜厚度的很大影响。本实施例中，极板间距离为l.lmm以及0.9mm的发生了短路。随着极板间距离的增大，正极与负极更为分离，因此对抑制短路更为理想。另外，从上述试验也可以看出隔膜厚度的增大而产生的抑制负极活性物质膨胀量的效果。通过增加隔膜的厚度，与极板侧部对应的隔膜的电解液保持量也增大。此种现象可推测为与抑制负极活性物质的膨胀有关，但不能确定其机理。本发明可提供电池容量不会急剧下降、具有优异循环寿命特性的控制阀式铅蓄电池，因而适用于以电动车等的循环使用蓄电池为主的各种控制阀式铅蓄电池。权利要求1.一种控制阀式铅蓄电池，具有由正极板和负极板交互层叠构成的极板群、且在其间设置有隔膜，上述正极板及负极板含有用于保持活性物质的多个网孔的格栅体，至少上述负极板的格栅体由网状金属格栅构成，上述正极板和负极板之间的距离在1.20mm或以上，且上述负极板的保持于上述网状金属格栅的网孔内的活性物质的反应利用率在32.0％或以下。2.如权利要求l所述的控制阀式铅蓄电池，其特征是，通过增减在上述活性物质以及隔膜内所含的电解液的总量，将上述活性物质的反应率用率调节在上述范围内。全文摘要本发明的控制阀式铅蓄电池系具有由正极板和负极板交互层叠构成的极板群、且在其间设置有隔膜，上述正极板及负极板含有用于保持活性物质的多个网孔的格栅体，至少负极板的格栅体由网状金属格栅构成，正极板和负极板之间的距离在1.20mm或以上，且负极板的保持于网状金属格栅的网孔的活性物质的反应利用率在32.0％或以下。文档编号H01M10/06GK101174708SQ20071016674公开日2008年5月7日申请日期2007年11月2日优先权日2006年11月2日发明者中岛孝,佐佐木健浩,吉岭俊文,藤森智贵申请人:松下电器产业株式会社