[发明专利]二次电池用正极组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有高能量密度并可以以低廉的成本制造的二次电 池用正极组合物。

背景技术

现有技术中，人们知道有各种二次电池，例如，有廉价的铅酸蓄 电池，有高能量密度的锂离子电池。不用说，理想的是让二次电池 兼备廉价性和高能量密度。特别是对于通过蓄电池进行起步驱动的 混合动力汽车、电动汽车等用途，人们迫切期待蓄电池能够兼备廉 价性和高能量密度。蓄电池的价格在很大程度上由其材料的成本所 决定。例如，在混合动力汽车中使用高价的镍氢蓄电池，用作镍氢 蓄电池正极的镍和用于负极的贵金属是非常昂贵的材料。另外，锂 离子电池也别无选择地使用着高价材料。

另外，在现有技术中，铅酸蓄电池的一般制造方法是，把铅氧化 成铅粉，在这种称为铅粉的活性物质原料中添加稀硫酸，制成膏状 组合物组合物，将此铅膏涂填到板栅状集电体上而形成极板。然后 将其化成而使正极含有被称为二氧化铅的活性物质、负极含有被称 为海绵状铅的活性物质。这些活性物质在电池放电时变成硫酸铅(放 电活性物质)。由于在变成放电活性物质的过程中体积会增加，所 以在极板中的多孔质构造的孔会变小，使得电解液向活性物质的扩 散变得困难。

另外，因变成电绝缘物质的硫酸铅而使得活性物质的电阻增大。 一般而言，当硫酸铅含量超过70％时电阻会急剧增加。因而，理论 上不可能使70％以上的活性物质放电，也就是说，不可能使活性物 质的利用率达到70％以上。实际上，由于活性物质的利用率还受放 电电流的大小影响，所以其现状为：低倍率放电时活性物质的利用 率一般是35％左右，高倍率放电时活性物质的利用率则是17％左右。 即理论上活性物质的利用率应该达到70％左右，但在通常的使用中 还远未及此。

为了提高活性物质的利用率，必须要提高含有活性物质的极板的 比容，即增大多孔度。但此长彼消，随之引起的充放电循环寿命的 锐减是历来人们所公知的，所以，维持较长的充放电循环寿命，并 且增大极板的多孔度，提高活性物质的利用率就成了极其困难的技 术而至今仍未得到解决。

虽然，铅酸蓄电池在原料价格低廉这方面令人满意，但由于其活 性物质的利用率低而不得不增加铅的使用量，这导致本来比重就比 其他材料大的铅的质量进一步增加，而招致相对于质量的能量密度 的下降。就当前技术水平的铅酸蓄电池所能达到的能量密度而言， 尚未达到能够应用于混合动力汽车或电动汽车中的条件，因而无法 使用。

有关铅酸蓄电池的正极组合物的现有技术，例如有下述专利文献 1以及专利文献2。

在专利文献1中，公开了具有较高化成效率的铅酸蓄电池正极板 的制造方法。其具体是，涂填到不含锑的铅合金组成的板栅体上的 正极铅膏是由氧化铅、金属铅和硫酸铅组成的混合物以及水、稀硫 酸和导电材料预先混合而成，其中导电材料是指相对于每摩尔铅而 言，含量在2g(0.17摩尔)以下的炭黑，该炭黑是在规定压力和温 度下经过处理得到的。