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公開番号2025101783
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023218785
出願日2023-12-26
発明の名称双極型鉛蓄電池
出願人古河電池株式会社,古河電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/14 20060101AFI20250701BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】PbO₂を含む正極用活物質層を用いた場合において、正極用活物質層と正極用集電体との密着性を確保することで、電池に求められる容量を維持しつつ電池寿命を向上させる双極型鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】正極用活物質層102と、負極用活物質層103と、正極用活物質層102、若しくは、負極用活物質層103の一方、または、その両方と接する鉛又は鉛合金からなる集電体101と、互いに対向する正極用活物質層102と負極用活物質層103との間に配置されるセパレータ104と、を備え、正極用活物質層102は、集電体101側の第1の表層102aと、セパレータ104側の第2の表層102bと、を有し、第1の表層102aに含まれるα-PbO₂の含有量は、第2の表層102bに含まれるα-PbO₂の含有量よりも多い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
正極用活物質層と、
負極用活物質層と、
前記正極用活物質層、若しくは、前記負極用活物質層の一方、または、その両方と接する鉛又は鉛合金からなる集電体と、
互いに対向する前記正極用活物質層と前記負極用活物質層との間に配置されるセパレータと、を備え、
前記正極用活物質層は、前記集電体側の第１の表層と、前記セパレータ側の第２の表層と、を有し、
前記第１の表層に含まれるα－ＰｂＯ
２
の含有量は、前記第２の表層に含まれるα－ＰｂＯ
２
の含有量よりも多いことを特徴とする双極型鉛蓄電池。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記第１の表層に含まれるα－ＰｂＯ
２
の含有量は、１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の双極型鉛蓄電池。
【請求項３】
前記第１の表層に含まれるα－ＰｂＯ
２
の含有量は、前記第２の表層に含まれるα－ＰｂＯ
２
の含有量の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の双極型鉛蓄電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、双極型鉛蓄電池に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電設備が増えている。このような発電設備においては、発電量を制御することができないことから、蓄電池を利用して電力負荷の平準化を図るようにしている。すなわち、発電量が消費量よりも多いときには差分を蓄電池に充電する一方、発電量が消費量よりも小さいときには差分を蓄電池から放電するようにしている。上述した蓄電池としては、経済性や安全性等の観点から、鉛蓄電池が多用されている。このような従来の鉛蓄電池としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載された鉛蓄電池では、額縁形をなす樹脂からなるフレーム（リム）の内側に、樹脂からなる基板が取り付けられている。基板の一方面及び他方面には、正極用集電体及び負極用集電体が設けられている。正極用集電体には、正極用活物質層が隣接している。負極用集電体には、負極用活物質層が隣接している。そして、これらがまとまってバイポーラ極板を構成している。また、額縁形をなす樹脂からなるスペーサの内側には、電解液を含有するガラスマット（電解層）が配設されている。そして、フレームとスペーサとが交互に複数積層されて組み付けられている。
【０００４】
さらに正極用鉛層と負極用鉛層とは、基板に複数形成された穿孔の内部で直接的に接合されている。すなわち、特許文献１に記載の鉛蓄電池は、一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を有する基板とセル部材とが交互に複数積層された双極（バイポーラ）型鉛蓄電池である。
【０００５】
セル部材は、正極用鉛層に正極用活物質層を設けた正極と、負極用鉛層に負極用活物質層を設けた負極と、正極と負極との間に介在する電解層と、を有し、一方のセル部材の正極用鉛層と他方のセル部材の負極用鉛層とが基板の穿孔の内部に没入して接合されることにより、セル部材同士が直列に接続されたものとなっている。
【０００６】
さらには、鉛蓄電池の正極用活物質層に関して、例えば、正極用活物質層の使用量を低減した場合であっても低温高率放電性能に優れるとともに、電解液の減液を抑制することができる技術が以下の特許文献２に開示されている。当該特許文献２に開示されている技術では、ＰｂＯ
２
を含む正極用活物質層を用いて、広角Ｘ線回折によって特定されるα－ＰｂＯ
２
及びβ－ＰｂＯ
２
のＸ線回折パターンのピーク強度の比率を特定の範囲とすることで対応している。このように鉛蓄電池の性能向上のために、正極用活物質層のＰｂＯ
２
に着目した様々な対応がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６１２４８９４号公報
国際公開第２０１８／２２９８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献２に開示されている正極用活物質層に含まれるＰｂＯ
２
を用いた対応については、その対象が液式鉛蓄電池である。但し正極用活物質層を用いる点では、双極型鉛蓄電池も同じであり、ＰｂＯ
２
を含む正極用活物質層を用いた場合において双極型鉛蓄電池の電池性能の低下を回避することは重要である。
【０００９】
すなわち双極型鉛蓄電池においては、平坦なシートに活物質層を塗布する構造が採用されることも多く、活物質層の１つの面のみが正極用集電体や負極用集電体と接触する。但しこのような構造の場合、どうしても活物質層と正極用集電体や負極用集電体との間における密着性が低下し、例えば正極用活物質層と正極用集電体との間に電解液が浸入する可能性がある。そしてこのような現象が生ずると双極型鉛蓄電池全体としての性能の低下につながりかねない。
【００１０】
本発明は、ＰｂＯ
２
を含む正極用活物質層を用いた場合において、正極用活物質層と正極用集電体との密着性を確保することで、電池に求められる容量を維持しつつ電池寿命を向上させることが可能な双極型鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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