[发明专利]铅蓄电池及搭载有该铅蓄电池的怠速停止车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种铅蓄电池，尤其涉及防止负极的极耳腐蚀的铅蓄电池。

背景技术

在将铅蓄电池使用到怠速停止(idling stop)车辆时，已知会由于对铅蓄电池的充电不足而在负极产生极耳腐蚀。在此，极耳腐蚀为以下现象：负极的耳部、上部缘部的Pb变质为硫酸铅而产生材质腐蚀，以至耳部或上部缘部的切断。申请人在专利文献1(WO2010/032782)中公开了以Pb-Sb系合金构成铅蓄电池的负极条带(strap)、在负极耳部设置Pb-Sn合金层、且使负极活性物质中含有0.25～0.75质量％的碳的技术。该铅蓄电池在SBA S0101：2006规定的25℃的怠速停止寿命试验中能够显著抑制极耳腐蚀。例如，与在负极耳部不设置Pb-Sn合金层的铅蓄电池进行比较时，可以使怠速停止寿命延长至约2.3倍。

为了防止铅蓄电池的正极板和负极板间的短路，发明人提出了在负极耳部和上部缘部设置Pb-Sn的表面层且在电解液中添加了0.03～0.3mol/L的Al离子的铅蓄电池(专利文献2(WO2009/142220A))。Pb-Sn表面层中的Sn浓度为5～50质量％，余部为Pb和杂质。在将设置Pb-Sn表面层且在电解液中添加了Al离子的专利文献2的电池用于怠速停止车辆的情况下，与不具有Pb-Sn的表面层且在电解液中不添加Al离子的铅蓄电池相比，在25℃的怠速停止寿命试验中怠速停止寿命延长至约2.6倍。

但是，在怠速停止车辆的实际使用中，有时会根据地域或季节而使行车中的发动机室内的温度达到60℃以上。而且，在高温时的怠速停止寿命试验中，专利文献1、2的铅蓄电池抑制负极的极耳腐蚀的效果不充分，根据极耳腐蚀判明达到了寿命。为此，发明人探索出即使在高温环境下反复进行怠速停止也不会产生负极的极耳腐蚀的铅蓄电池，以至完成本发明。

在此示出关联的现有技术。专利文献3(JP2008-243487A)公开了如下内容：在铅蓄电池的电解液中添加Li离子时，正极利用率增加，重负荷寿命提高在铅蓄电池的电解液中添加Al离子时，怠速停止寿命提高。但是，专利文献3中并未对负极的极耳腐蚀以及高温的影响进行研讨。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2010/032782A

专利文献2：WO2009/142220A

专利文献3：JP2008-243487A

专利文献4：JPS52-136332A

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于，抑制以PSOC(部分充电状态，Partial State of Charge)使用铅蓄电池时的负极的极耳腐蚀，尤其是抑制在PSOC且高温状态下使用铅蓄电池时的极耳腐蚀。

用于解决课题的方案

本发明的铅蓄电池，其特征在于，具有正极板、负极板和电解液，其中，所述负极板在具有负极活性物质的负极格子本体的上部具有上部缘部且在上部缘部的上部具有耳部，且在负极板的上部缘部及耳部的至少一方具有Pb-Sn系合金的表面层，所述电解液含有Li离子和Al离子。

优选的是，上述电解液含有浓度为0.02mol/L～0.2mol/L的Li离子和浓度为0.02mol/L～0.2mol/L的Al离子。

此外，优选的是，上述负极板的上部缘部及耳部的双方具有Pb-Sn系合金的表面层。

优选的是，上述Pb-Sn系合金含有5质量％～40质量％的Sn，此外，优选的是，铅蓄电池用于怠速停止车辆。另外，Pb-Sn系合金有时除了含有Pb、Sn外还含有Ag、As、Ba、Sb、Se等第3元素，这些元素的总含量为0.1质量％以下时，不会损害本发明的效果。此外，还可以含有这些元素以外的不可避免的杂质，例如100质量ppm以下的Bi、Ni、Cu、Fe等。

表面层设置在负极的耳部和上部缘部的至少一方，将Pb-Sn系的合金箔层叠轧制在负极格子合金的极片的所需位置上，利用延展(expand)法可以制成在负极的耳部和上部缘部设置有Pb-Sn系表面层的格子。或者，还可以利用铸造法在格子的耳部和上部缘部实施Pb-Sn系合金的热浸镀。