JP2001202963A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高率放電特性に優れ、長寿命な鉛蓄電池を提
供する。 【解決手段】 木粉1ｇ当たりクレゾールを１０ｍｌ加
え、木粉の内部に十分にクレゾールを浸透させた後、木
粉1ｇに対して濃度が７０質量％の硫酸を２０ｍｌ加え
て、２０分間、約２５°Ｃの雰囲気で激しく攪拌して十
分に反応させる。攪拌を停止し分離したリグニンを含む
クレゾール溶液層に過剰のエチルエーテルを加えてリグ
ニンを沈殿させた後、乾燥させてリグニンを得た。この
グリニンを負極板、又は、負極板及びセパレータに添加
して密閉形鉛蓄電池を完成させた。リグニンの官能基の
不活性化や安定性を損なうことがなく、リグニンは直線
状に近い高分子体の構造をとる。
供する。 【解決手段】 木粉1ｇ当たりクレゾールを１０ｍｌ加
え、木粉の内部に十分にクレゾールを浸透させた後、木
粉1ｇに対して濃度が７０質量％の硫酸を２０ｍｌ加え
て、２０分間、約２５°Ｃの雰囲気で激しく攪拌して十
分に反応させる。攪拌を停止し分離したリグニンを含む
クレゾール溶液層に過剰のエチルエーテルを加えてリグ
ニンを沈殿させた後、乾燥させてリグニンを得た。この
グリニンを負極板、又は、負極板及びセパレータに添加
して密閉形鉛蓄電池を完成させた。リグニンの官能基の
不活性化や安定性を損なうことがなく、リグニンは直線
状に近い高分子体の構造をとる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池及び鉛蓄電
池用添加剤に係り、特に、正極板と負極板とをセパレー
タを介して積層した鉛蓄電池であって、負極板、又は、
負極板及びセパレータにリグニンを添加した鉛蓄電池、
及び該鉛蓄電池用添加剤に関する。
池用添加剤に係り、特に、正極板と負極板とをセパレー
タを介して積層した鉛蓄電池であって、負極板、又は、
負極板及びセパレータにリグニンを添加した鉛蓄電池、
及び該鉛蓄電池用添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池は、二次電池電源としてコスト
面及び信頼性の面で優れていることから、無停電電源装
置、自動車、電気自動車、据置用等の幅広い分野で使用
されている。最近、これらに用いられる鉛蓄電池の高率
放電特性の向上及び長寿命化が強く望まれている。
面及び信頼性の面で優れていることから、無停電電源装
置、自動車、電気自動車、据置用等の幅広い分野で使用
されている。最近、これらに用いられる鉛蓄電池の高率
放電特性の向上及び長寿命化が強く望まれている。
【０００３】鉛蓄電池の高率放電特性を向上させ、長寿
命化するには、負極活物質を微細化したり多孔質化する
ことによって、負極板の電極反応面積を大きくすればよ
い。このため、負極板の活物質層に添加剤であるリグニ
ンを含有させたり、負極板と接触するセパレータにリグ
ニンを含浸させる手法が有効であることが知られてい
る。
命化するには、負極活物質を微細化したり多孔質化する
ことによって、負極板の電極反応面積を大きくすればよ
い。このため、負極板の活物質層に添加剤であるリグニ
ンを含有させたり、負極板と接触するセパレータにリグ
ニンを含浸させる手法が有効であることが知られてい
る。
【０００４】一方、鉛蓄電池の上述した特性を向上させ
るリグニンは、製紙工業において、木材（リグノセルロ
ースとも呼ばれている。）からパルプ（以下、セルロー
スという。）を得る工程での副産物として得ることがで
きる。製紙工業では、木材を破砕したチップを、アルカ
リ蒸解法（クラフト蒸解法）やサルファイト蒸解法によ
り、高温・高圧の条件下で蒸解・処理して、セルロース
とリグニンとに分離している。なお、一般的には、アル
カリ蒸解法で得られたリグニンをクラフトリグニンと呼
び、サルファイト蒸解法で得られたリグニンをリグニン
スルホン酸と呼んでいる。
るリグニンは、製紙工業において、木材（リグノセルロ
ースとも呼ばれている。）からパルプ（以下、セルロー
スという。）を得る工程での副産物として得ることがで
きる。製紙工業では、木材を破砕したチップを、アルカ
リ蒸解法（クラフト蒸解法）やサルファイト蒸解法によ
り、高温・高圧の条件下で蒸解・処理して、セルロース
とリグニンとに分離している。なお、一般的には、アル
カリ蒸解法で得られたリグニンをクラフトリグニンと呼
び、サルファイト蒸解法で得られたリグニンをリグニン
スルホン酸と呼んでいる。
【０００５】天然状態でのリグニンは、ベンゼン核に１
個又は２個のメトキシ基を有するフェニルプロパン（グ
アイヤシルプロパンやシリンギルプロパン等）が３次元
的にランダムに重合した高分子体であり、木材の細胞壁
の周りに強く絡まっている。このため、木材を形成して
いる細胞と細胞の間に、３次元の網目状に存在して細胞
同士を繋ぐバインダの働きをしている。また、従来のク
ラフト蒸解法やサルファイト蒸解法で単離されたリグニ
ン（以下、工業リグニンという。）は、毬藻状にリグニ
ン分子が絡み合った構造となっていることが知られてい
る。
個又は２個のメトキシ基を有するフェニルプロパン（グ
アイヤシルプロパンやシリンギルプロパン等）が３次元
的にランダムに重合した高分子体であり、木材の細胞壁
の周りに強く絡まっている。このため、木材を形成して
いる細胞と細胞の間に、３次元の網目状に存在して細胞
同士を繋ぐバインダの働きをしている。また、従来のク
ラフト蒸解法やサルファイト蒸解法で単離されたリグニ
ン（以下、工業リグニンという。）は、毬藻状にリグニ
ン分子が絡み合った構造となっていることが知られてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た製紙工業における蒸解プロセスは、高温（１３０°Ｃ
〜１８０°Ｃ）・高圧（約７００ｋＰａ）の条件下で行
われるので、リグニンの３次元構造の一部が破壊され
る。このため、工業リグニンは蒸解プロセスでランダム
に分解を受けると共に、分子レベルにおいても高度に変
性を受けるので、官能基の不活性化が起こったり、安定
性が損なわれる。従って、６０°Ｃを超える高温環境下
で使用される鉛蓄電池に、工業リグニンを使用すると、
短期間で高率放電特性や長寿命特性の効果が失われる、
という問題点がある。
た製紙工業における蒸解プロセスは、高温（１３０°Ｃ
〜１８０°Ｃ）・高圧（約７００ｋＰａ）の条件下で行
われるので、リグニンの３次元構造の一部が破壊され
る。このため、工業リグニンは蒸解プロセスでランダム
に分解を受けると共に、分子レベルにおいても高度に変
性を受けるので、官能基の不活性化が起こったり、安定
性が損なわれる。従って、６０°Ｃを超える高温環境下
で使用される鉛蓄電池に、工業リグニンを使用すると、
短期間で高率放電特性や長寿命特性の効果が失われる、
という問題点がある。
【０００７】このような不安定な工業リグニンに代わる
添加剤として、スルホン酸系界面活性剤、高分子系界面
活性剤等の種々の有機化合物が検討されてきたが、現在
に至るまで満足する結果が得られていないのが実状であ
る。
添加剤として、スルホン酸系界面活性剤、高分子系界面
活性剤等の種々の有機化合物が検討されてきたが、現在
に至るまで満足する結果が得られていないのが実状であ
る。
【０００８】本発明は上記事案に鑑み、高率放電特性に
優れ、長寿命な鉛蓄電池及び安定な鉛蓄電池用添加剤を
提供することを課題とする。
優れ、長寿命な鉛蓄電池及び安定な鉛蓄電池用添加剤を
提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１態様は、正極板と負極板とをセパレー
タを介して積層した鉛蓄電池であって、前記負極板、又
は、前記負極板及びセパレータにリグニンを添加した鉛
蓄電池において、前記リグニンは、フェノール誘導体が
添加されたリグノセルロースに酸を添加し、攪拌して作
製したものであることを特徴とする。
に、本発明の第１態様は、正極板と負極板とをセパレー
タを介して積層した鉛蓄電池であって、前記負極板、又
は、前記負極板及びセパレータにリグニンを添加した鉛
蓄電池において、前記リグニンは、フェノール誘導体が
添加されたリグノセルロースに酸を添加し、攪拌して作
製したものであることを特徴とする。
【００１０】フェノール誘導体が添加されたリグノセル
ロースに酸を添加し攪拌して作製したリグニンは、蒸解
プロセスによる高温・高圧下での単離工程を伴わないの
で、リグニンの官能基の不活性化や安定性を損なうこと
がなく、また分子構造においても、毬藻状に分子が絡み
合う蒸解プロセスで単離された工業リグニンに対し、直
線状に近い高分子体の構造をとるので、フェノール基や
メトキシ基等が有効に機能する。本発明では、フェノー
ル誘導体が添加されたリグノセルロースに酸を添加し攪
拌して作製したリグニンを、負極板、又は、負極板及び
セパレータに添加するので、リグニンの官能基の不活性
化や安定性を損なうことがなく、鉛蓄電池の高率放電特
性の向上及び長寿命化を実現することができる。
ロースに酸を添加し攪拌して作製したリグニンは、蒸解
プロセスによる高温・高圧下での単離工程を伴わないの
で、リグニンの官能基の不活性化や安定性を損なうこと
がなく、また分子構造においても、毬藻状に分子が絡み
合う蒸解プロセスで単離された工業リグニンに対し、直
線状に近い高分子体の構造をとるので、フェノール基や
メトキシ基等が有効に機能する。本発明では、フェノー
ル誘導体が添加されたリグノセルロースに酸を添加し攪
拌して作製したリグニンを、負極板、又は、負極板及び
セパレータに添加するので、リグニンの官能基の不活性
化や安定性を損なうことがなく、鉛蓄電池の高率放電特
性の向上及び長寿命化を実現することができる。
【００１１】この場合において、フェノール誘導体に、
クレゾール、ジメトキシフェノール及びメトキシフェノ
ールの少なくとも何れか一方、又は、ポリフェノール類
を用いることが好ましい。また、添加する酸には、６５
質量％以上の濃度を有する硫酸を用いることが好まし
い。
クレゾール、ジメトキシフェノール及びメトキシフェノ
ールの少なくとも何れか一方、又は、ポリフェノール類
を用いることが好ましい。また、添加する酸には、６５
質量％以上の濃度を有する硫酸を用いることが好まし
い。
【００１２】そして、本発明の第２態様は、負極板、又
は、負極板及びセパレータに添加される鉛蓄電池用添加
剤をフェノール誘導体が添加されたリグノセルロースに
酸を添加し、攪拌して作製したリグニンとしたものであ
る。
は、負極板及びセパレータに添加される鉛蓄電池用添加
剤をフェノール誘導体が添加されたリグノセルロースに
酸を添加し、攪拌して作製したリグニンとしたものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
密閉型鉛蓄電池に適用した第１の実施の形態について説
明する。まず、本実施形態の密閉型鉛蓄電池の作製手順
について、リグニンの作製、負極板の作製、電池の製造
の順に説明する。なお、本実施形態以下の実施形態で
は、正極板に従来の（公知の）正極板を使用したので、
説明を簡潔にするために、正極作製手順についてはその
説明を省略する。
密閉型鉛蓄電池に適用した第１の実施の形態について説
明する。まず、本実施形態の密閉型鉛蓄電池の作製手順
について、リグニンの作製、負極板の作製、電池の製造
の順に説明する。なお、本実施形態以下の実施形態で
は、正極板に従来の（公知の）正極板を使用したので、
説明を簡潔にするために、正極作製手順についてはその
説明を省略する。
【００１４】＜リグニン＞リグノセルロースとして広葉
樹の木粉を使用し、木粉に、詳細を後述するように、フ
ェノール誘導体としてのクレゾール、ジメトキシフェノ
ール及びメトキシフェノールの少なくとも何れか一方、
又は、ポリフェノール類としてのカテコール、を浸透さ
せた後に、濃度が６５質量％以上の硫酸を加えて、２５
°Ｃの雰囲気温度下で後述する所定時間、激しく攪拌し
て十分に反応させた後、所定溶液によりリグニンを沈殿
させるか又は過剰な水を投入して不溶解なリグニンを回
収し、得られたリグニンを乾燥させた。
樹の木粉を使用し、木粉に、詳細を後述するように、フ
ェノール誘導体としてのクレゾール、ジメトキシフェノ
ール及びメトキシフェノールの少なくとも何れか一方、
又は、ポリフェノール類としてのカテコール、を浸透さ
せた後に、濃度が６５質量％以上の硫酸を加えて、２５
°Ｃの雰囲気温度下で後述する所定時間、激しく攪拌し
て十分に反応させた後、所定溶液によりリグニンを沈殿
させるか又は過剰な水を投入して不溶解なリグニンを回
収し、得られたリグニンを乾燥させた。
【００１５】＜負極板＞酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分とす
る鉛粉に、上述したリグニンを０．２質量％及び硫酸バ
リウムを１質量％添加して混合した後、鉛粉１００質量
部に対して比重１．２６の希硫酸１０質量部と、水７質
量部と、を加えて練合し、負極用のペースト状活物質を
作製した。このペースト状活物質を、６９ｍｍ×４４ｍ
ｍ×２．４ｍｍサイズの鉛−カルシウム−錫合金からな
る集電体格子に充填して、温度４５°Ｃ、湿度９８ＲＨ
％の雰囲気下で２４時間熟成させ、６０°Ｃの雰囲気温
度で１６時間乾燥させて未化板とした。この未化板を、
比重１．０５０の希硫酸中で２４時間化成して負極板と
した（以下、リグニン含有負極板という。）。
る鉛粉に、上述したリグニンを０．２質量％及び硫酸バ
リウムを１質量％添加して混合した後、鉛粉１００質量
部に対して比重１．２６の希硫酸１０質量部と、水７質
量部と、を加えて練合し、負極用のペースト状活物質を
作製した。このペースト状活物質を、６９ｍｍ×４４ｍ
ｍ×２．４ｍｍサイズの鉛−カルシウム−錫合金からな
る集電体格子に充填して、温度４５°Ｃ、湿度９８ＲＨ
％の雰囲気下で２４時間熟成させ、６０°Ｃの雰囲気温
度で１６時間乾燥させて未化板とした。この未化板を、
比重１．０５０の希硫酸中で２４時間化成して負極板と
した（以下、リグニン含有負極板という。）。
【００１６】＜電池の製造＞リグニン含有負極板４枚と
従来の手順で作製した正極板３枚とを、セパレータ（リ
グニンを含有しない。）を介して積層して極板群を組み
立て、該極板群をＡＢＳ製の電槽に組込んで、比重１．
３１（２０°Ｃ）の電解液（希硫酸）を５６ｍｌ電槽内
に注入した後、密閉して７Ａｈ−２Ｖの密閉形鉛蓄電池
Ａを完成させた。
従来の手順で作製した正極板３枚とを、セパレータ（リ
グニンを含有しない。）を介して積層して極板群を組み
立て、該極板群をＡＢＳ製の電槽に組込んで、比重１．
３１（２０°Ｃ）の電解液（希硫酸）を５６ｍｌ電槽内
に注入した後、密閉して７Ａｈ−２Ｖの密閉形鉛蓄電池
Ａを完成させた。
【００１７】（第２実施形態）次に、本発明を密閉型鉛
蓄電池に適用した第２の実施の形態について説明する。
本実施形態はリグニンを負極板及びセパレータに含有さ
せたものである。なお、本実施形態において上述した第
１実施形態と同一の部材は同一の部材名称を使用してそ
の説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
蓄電池に適用した第２の実施の形態について説明する。
本実施形態はリグニンを負極板及びセパレータに含有さ
せたものである。なお、本実施形態において上述した第
１実施形態と同一の部材は同一の部材名称を使用してそ
の説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
【００１８】＜リグニン含有セパレータ＞アセトンに第
１実施形態で説明したリグニンを所定質量％溶解し、こ
の溶液をガラス繊維製のマットに浸した後、該マットを
所定温度雰囲気で乾燥させてアセトンを除去し、リグニ
ンを含有するセパレータ（以下、リグニン含有セパレー
タという。）を作製した。
１実施形態で説明したリグニンを所定質量％溶解し、こ
の溶液をガラス繊維製のマットに浸した後、該マットを
所定温度雰囲気で乾燥させてアセトンを除去し、リグニ
ンを含有するセパレータ（以下、リグニン含有セパレー
タという。）を作製した。
【００１９】＜電池の製造＞第１実施形態に示したリグ
ニン含有負極板４枚と正極板３枚とを、リグニン含有セ
パレータを介して積層して極板群を組み立て、該極板群
をＡＢＳ製の電槽に組込んで、比重１．３１（２０°
Ｃ）の電解液（希硫酸）を５６ｍｌ電槽内に注入した
後、密閉して７Ａｈ−２Ｖの密閉形鉛蓄電池Ｂを完成さ
せた。
ニン含有負極板４枚と正極板３枚とを、リグニン含有セ
パレータを介して積層して極板群を組み立て、該極板群
をＡＢＳ製の電槽に組込んで、比重１．３１（２０°
Ｃ）の電解液（希硫酸）を５６ｍｌ電槽内に注入した
後、密閉して７Ａｈ−２Ｖの密閉形鉛蓄電池Ｂを完成さ
せた。
【００２０】（実施例）次に、上述したリグニンについ
て詳述すると共に、上記実施形態に従って種々異なるフ
ェノール誘導体を用いて作製したリグニンを添加した実
施例の電池について説明する。なお、実施例の電池と比
較のために作製した比較例の電池についても併記する。
て詳述すると共に、上記実施形態に従って種々異なるフ
ェノール誘導体を用いて作製したリグニンを添加した実
施例の電池について説明する。なお、実施例の電池と比
較のために作製した比較例の電池についても併記する。
【００２１】＜実施例１＞下表１に示すように、実施例
１では、フェノール誘導体として液体のクレゾールを用
いてリグニンを作製した（以下、このリグニンをリグニ
ン１と仮称する。）。すなわち、木粉1ｇ当たりクレゾ
ールを１０ｍｌ加え、木粉の内部に十分にクレゾールを
浸透させた後、木粉1ｇに対して濃度が７０質量％の硫
酸を２０ｍｌ加えて、２０分間、約２５°Ｃの雰囲気で
激しく攪拌して十分に反応させる。反応終了後、攪拌を
停止すると硫酸溶液層とリグニン１を含むクレゾール溶
液層とに速やかに分離される。このクレゾール溶液層に
過剰のエチルエーテルを加えて、リグニン１を沈殿させ
た後に、乾燥させてリグニン１を得た。上述したよう
に、このリグニン１を負極板に添加して、密閉形鉛蓄電
池Ａを完成させた（以下、実施例１の電池という。）。
１では、フェノール誘導体として液体のクレゾールを用
いてリグニンを作製した（以下、このリグニンをリグニ
ン１と仮称する。）。すなわち、木粉1ｇ当たりクレゾ
ールを１０ｍｌ加え、木粉の内部に十分にクレゾールを
浸透させた後、木粉1ｇに対して濃度が７０質量％の硫
酸を２０ｍｌ加えて、２０分間、約２５°Ｃの雰囲気で
激しく攪拌して十分に反応させる。反応終了後、攪拌を
停止すると硫酸溶液層とリグニン１を含むクレゾール溶
液層とに速やかに分離される。このクレゾール溶液層に
過剰のエチルエーテルを加えて、リグニン１を沈殿させ
た後に、乾燥させてリグニン１を得た。上述したよう
に、このリグニン１を負極板に添加して、密閉形鉛蓄電
池Ａを完成させた（以下、実施例１の電池という。）。
【００２２】
【表１】
【００２３】＜実施例２＞表１に示すように、実施例２
では、フェノール誘導体として固体の２−メトキシフェ
ノールを用いてリグニンを作製した（以下、このリグニ
ンをリグニン２と仮称する。）。すなわち、２−メトキ
シフェノール1ｇを、アセトン１０ｍｌに溶解させる。
木粉1ｇ当たり２−メトキシフェノールの溶液を１０ｍ
ｌ加え、木粉の内部に十分に２−メトキシフェノールを
浸透させた後、木粉−２−メトキシフェノール複合体に
濃度が７０質量％の硫酸を２０ｍｌ加えて、６０分間、
約２５°Ｃの雰囲気で激しく攪拌して十分に反応させ
る。反応終了後、全反応溶液に過剰な水に投入して不溶
解なリグニン２を回収した後、乾燥させてリグニン２を
得た。上述したように、このリグニン２を負極板に添加
して、密閉形鉛蓄電池Ａを完成させた（以下、実施例２
の電池という。）。
では、フェノール誘導体として固体の２−メトキシフェ
ノールを用いてリグニンを作製した（以下、このリグニ
ンをリグニン２と仮称する。）。すなわち、２−メトキ
シフェノール1ｇを、アセトン１０ｍｌに溶解させる。
木粉1ｇ当たり２−メトキシフェノールの溶液を１０ｍ
ｌ加え、木粉の内部に十分に２−メトキシフェノールを
浸透させた後、木粉−２−メトキシフェノール複合体に
濃度が７０質量％の硫酸を２０ｍｌ加えて、６０分間、
約２５°Ｃの雰囲気で激しく攪拌して十分に反応させ
る。反応終了後、全反応溶液に過剰な水に投入して不溶
解なリグニン２を回収した後、乾燥させてリグニン２を
得た。上述したように、このリグニン２を負極板に添加
して、密閉形鉛蓄電池Ａを完成させた（以下、実施例２
の電池という。）。
【００２４】＜実施例３＞表１に示すように、実施例３
では、フェノール誘導体として固体の２、６−ジメトキ
シフェノールを用いてリグニンを作製した（以下、この
リグニンをリグニン３と仮称する。）。すなわち、２，
６−ジメトキシフェノール１ｇを、アセトン１０ｍｌに
溶解させる。木粉1ｇ当たり２，６−ジメトキシフェノ
ールの溶液を１０ｍｌ加え、木粉の内部に十分に２，６
−ジメトキシフェノールを浸透させた後、木粉−２，６
−ジメトキシフェノール複合体に濃度が７０質量％の硫
酸を２０ｍｌ加えて、６０分間、約２５°Ｃの雰囲気で
激しく攪拌して十分に反応させる。反応終了後、全反応
溶液に過剰な水に投入して不溶解なリグニン３を回収し
た後、乾燥させてリグニン３を得た。上述したように、
このリグニン３を負極板に添加して、密閉形鉛蓄電池Ａ
を完成させた（以下、実施例３の電池という。）。
では、フェノール誘導体として固体の２、６−ジメトキ
シフェノールを用いてリグニンを作製した（以下、この
リグニンをリグニン３と仮称する。）。すなわち、２，
６−ジメトキシフェノール１ｇを、アセトン１０ｍｌに
溶解させる。木粉1ｇ当たり２，６−ジメトキシフェノ
ールの溶液を１０ｍｌ加え、木粉の内部に十分に２，６
−ジメトキシフェノールを浸透させた後、木粉−２，６
−ジメトキシフェノール複合体に濃度が７０質量％の硫
酸を２０ｍｌ加えて、６０分間、約２５°Ｃの雰囲気で
激しく攪拌して十分に反応させる。反応終了後、全反応
溶液に過剰な水に投入して不溶解なリグニン３を回収し
た後、乾燥させてリグニン３を得た。上述したように、
このリグニン３を負極板に添加して、密閉形鉛蓄電池Ａ
を完成させた（以下、実施例３の電池という。）。
【００２５】＜実施例４＞表１に示すように、実施例４
では、フェノール誘導体として固体の２、６−ジメトキ
シフェノールと２、６−ジメチルフェノールとのモル比
で１：１の混合物を用いてリグニンを作製した（以下、
このリグニンをリグニン４と仮称する。）。すなわち、
２、６−ジメトキシフェノールと２、６−ジメチルフェ
ノールの混合物１ｇを、アセトン１０ｍｌに溶解させ
る。木粉１ｇ当たりこの混合物の溶液を１０ｍｌ加え、
木粉の内部に十分に２、６−ジメトキシフェノールと
２、６−ジメチルフェノールの混合物を浸透させた後、
含浸物の全量に対して濃度が７０質量％の硫酸を２０ｍ
ｌ加えて、６０分間、約２５°Ｃの雰囲気で激しく攪拌
して十分に反応させる。反応終了後、全反応溶液に過剰
な水に投入して不溶解なリグニン4を回収した後、乾燥
させてリグニン４を得た。上述したように、このリグニ
ン４を負極板に添加して、密閉形鉛蓄電池Ａを完成させ
た（以下、実施例４の電池という。）。
では、フェノール誘導体として固体の２、６−ジメトキ
シフェノールと２、６−ジメチルフェノールとのモル比
で１：１の混合物を用いてリグニンを作製した（以下、
このリグニンをリグニン４と仮称する。）。すなわち、
２、６−ジメトキシフェノールと２、６−ジメチルフェ
ノールの混合物１ｇを、アセトン１０ｍｌに溶解させ
る。木粉１ｇ当たりこの混合物の溶液を１０ｍｌ加え、
木粉の内部に十分に２、６−ジメトキシフェノールと
２、６−ジメチルフェノールの混合物を浸透させた後、
含浸物の全量に対して濃度が７０質量％の硫酸を２０ｍ
ｌ加えて、６０分間、約２５°Ｃの雰囲気で激しく攪拌
して十分に反応させる。反応終了後、全反応溶液に過剰
な水に投入して不溶解なリグニン4を回収した後、乾燥
させてリグニン４を得た。上述したように、このリグニ
ン４を負極板に添加して、密閉形鉛蓄電池Ａを完成させ
た（以下、実施例４の電池という。）。
【００２６】＜実施例５＞表１に示すように、実施例５
では、フェノール誘導体としてポリフェノール類の一種
であるカテコール（固体）を用いてリグニンを作製した
（以下、このリグニンをリグニン５と仮称する。）。す
なわち、カテコール１ｇを、アセトン１０ｍｌに溶解さ
せた混合物を作製する。木粉１ｇ当たり作製した混合物
の溶液を１０ｍｌ加え、木粉の内部に十分にカテコール
を浸透させた後、含浸物の全量に対して濃度が７０質量
％の硫酸を２０ｍｌ加えて、２０分間、約２５°Ｃの雰
囲気で激しく攪拌して十分に反応させる。反応終了後、
全反応溶液に過剰な水に投入して不溶解なリグニン５を
回収した後、乾燥させてリグニン５を得た。上述したよ
うに、このリグニン５を負極板に添加して、密閉形鉛蓄
電池Ａを完成させた（以下、実施例５の電池とい
う。）。
では、フェノール誘導体としてポリフェノール類の一種
であるカテコール（固体）を用いてリグニンを作製した
（以下、このリグニンをリグニン５と仮称する。）。す
なわち、カテコール１ｇを、アセトン１０ｍｌに溶解さ
せた混合物を作製する。木粉１ｇ当たり作製した混合物
の溶液を１０ｍｌ加え、木粉の内部に十分にカテコール
を浸透させた後、含浸物の全量に対して濃度が７０質量
％の硫酸を２０ｍｌ加えて、２０分間、約２５°Ｃの雰
囲気で激しく攪拌して十分に反応させる。反応終了後、
全反応溶液に過剰な水に投入して不溶解なリグニン５を
回収した後、乾燥させてリグニン５を得た。上述したよ
うに、このリグニン５を負極板に添加して、密閉形鉛蓄
電池Ａを完成させた（以下、実施例５の電池とい
う。）。
【００２７】＜実施例６＞表１に示すように、アセトン
に上述したリグニン３を１質量％溶解し、この溶液を厚
さ１．８ｍｍのガラス繊維製のマットに浸した後、該マ
ットを６０°Ｃで乾燥させアセトンを除去して、リグニ
ン３を含有するリグニン含有セパレータを得た。また、
負極板にはリグニン３を添加して、上述した密閉型鉛蓄
電池Ｂを完成させた（以下、実施例６の電池とい
う。）。
に上述したリグニン３を１質量％溶解し、この溶液を厚
さ１．８ｍｍのガラス繊維製のマットに浸した後、該マ
ットを６０°Ｃで乾燥させアセトンを除去して、リグニ
ン３を含有するリグニン含有セパレータを得た。また、
負極板にはリグニン３を添加して、上述した密閉型鉛蓄
電池Ｂを完成させた（以下、実施例６の電池とい
う。）。
【００２８】＜比較例１＞表１に示すように、比較例１
では、上記実施例で負極板に添加したリグニン１〜５に
代えて、従来から使用されている米国Ｗｅｓｔｖａｃｏ
社製の商品名INDULIN（アルカリ蒸解法により単離され
たクラフトリグニン）を負極板に添加して、上述した密
閉型鉛蓄電池Ａを完成させた（以下、比較例１の電池と
いう。）。
では、上記実施例で負極板に添加したリグニン１〜５に
代えて、従来から使用されている米国Ｗｅｓｔｖａｃｏ
社製の商品名INDULIN（アルカリ蒸解法により単離され
たクラフトリグニン）を負極板に添加して、上述した密
閉型鉛蓄電池Ａを完成させた（以下、比較例１の電池と
いう。）。
【００２９】（試験）作製した実施例及び比較例の各電
池について、以下の条件で初期放電時間及び加速試験後
の放電時間を測定した： （１）初期放電時間測定：２１Ａ放電（３ＣＡ相当、２
５°Ｃ、放電終止電圧：１．３Ｖ）して、初期の放電時
間を測定した。 （２）加速試験後の放電時間測定：初期放電時間測定
後、６０°Ｃの恒温槽中で２．２７５Ｖの一定電圧でト
リクル充電を行い、７ヶ月後に２１Ａ放電（２５°Ｃ、
放電終止電圧：１．３Ｖ）して放電時間を測定した。な
お、６０°Ｃでの加速試験による７ヶ月は、２５°Ｃの
温度環境下では約７年間の使用に相当する。
池について、以下の条件で初期放電時間及び加速試験後
の放電時間を測定した： （１）初期放電時間測定：２１Ａ放電（３ＣＡ相当、２
５°Ｃ、放電終止電圧：１．３Ｖ）して、初期の放電時
間を測定した。 （２）加速試験後の放電時間測定：初期放電時間測定
後、６０°Ｃの恒温槽中で２．２７５Ｖの一定電圧でト
リクル充電を行い、７ヶ月後に２１Ａ放電（２５°Ｃ、
放電終止電圧：１．３Ｖ）して放電時間を測定した。な
お、６０°Ｃでの加速試験による７ヶ月は、２５°Ｃの
温度環境下では約７年間の使用に相当する。
【００３０】（試験結果・評価）下表２に、初期放電時
間及び加速試験後の放電時間の測定結果を示す。
間及び加速試験後の放電時間の測定結果を示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２に示すように、実施例１〜６の電池
は、比較例１の電池より初期放電時間が長く高容量であ
る。また、加速試験後の放電時間は、比較例１の電池よ
り概ね２倍以上である。従って、リグニン１〜５を用い
た実施例１〜６の電池は、高率放電特性に優れ、高寿命
であることがが分かる。
は、比較例１の電池より初期放電時間が長く高容量であ
る。また、加速試験後の放電時間は、比較例１の電池よ
り概ね２倍以上である。従って、リグニン１〜５を用い
た実施例１〜６の電池は、高率放電特性に優れ、高寿命
であることがが分かる。
【００３３】また、表１及び表２に示すように、実施例
１〜６の電池のうちでも、フェノール誘導体にメトキシ
基を有するもの（実施例２）や、２個以上のメトキシ基
やフェノール基を有するもの（実施例３〜５）が高率放
電特性及び寿命特性の点でより好ましいことが分かる。
１〜６の電池のうちでも、フェノール誘導体にメトキシ
基を有するもの（実施例２）や、２個以上のメトキシ基
やフェノール基を有するもの（実施例３〜５）が高率放
電特性及び寿命特性の点でより好ましいことが分かる。
【００３４】このように、従来のクラフトリグニンを用
いた比較例１の電池がリグニン１〜５を用いた実施例１
〜６の電池がより高率放電特性及び寿命特性の点で劣る
のは、クラフト蒸解法やサルファイト蒸解法で単離され
た工業リグニンが、蒸解プロセスにおいて高温・高圧下
で分子レベルでの変性を受けていることと、毬藻状にリ
グニン分子が絡み合った構造となっているため、工業リ
グニンを用いた場合には、鉛蓄電池の添加剤として作用
するフェノール基又はメトキシ基が有効に機能できない
ためと考えられる。この点、リグニン１〜５は、直線状
に近い構造をした高分子体である。従って、試験結果で
も示したように、鉛蓄電池の添加剤として作用するフェ
ノール基又はメトキシ基は、有効に機能している。
いた比較例１の電池がリグニン１〜５を用いた実施例１
〜６の電池がより高率放電特性及び寿命特性の点で劣る
のは、クラフト蒸解法やサルファイト蒸解法で単離され
た工業リグニンが、蒸解プロセスにおいて高温・高圧下
で分子レベルでの変性を受けていることと、毬藻状にリ
グニン分子が絡み合った構造となっているため、工業リ
グニンを用いた場合には、鉛蓄電池の添加剤として作用
するフェノール基又はメトキシ基が有効に機能できない
ためと考えられる。この点、リグニン１〜５は、直線状
に近い構造をした高分子体である。従って、試験結果で
も示したように、鉛蓄電池の添加剤として作用するフェ
ノール基又はメトキシ基は、有効に機能している。
【００３５】なお、以上の実施例では、硫酸濃度に７０
質量％を例示したが、硫酸濃度が６５質量％以下ではリ
グニン１〜５の回収率が低くなるので、硫酸濃度を６５
質量％以上とすることが好ましい。
質量％を例示したが、硫酸濃度が６５質量％以下ではリ
グニン１〜５の回収率が低くなるので、硫酸濃度を６５
質量％以上とすることが好ましい。
【００３６】更に、以上の実施形態では、各種フェノー
ル誘導体の溶媒としてジエチルエーテルを用いた例を示
したが、アセトンなど他の有機溶媒を用いても同様の結
果が得られた。更にまた、ポリフェノールとしては、実
施例５に示したカテコールの他に、レゾルシン、ピロガ
ロールでも同様の効果が認められた。また更に、リグノ
セルロースとしては、木材以外に草本類でも同様の結果
が得られた。
ル誘導体の溶媒としてジエチルエーテルを用いた例を示
したが、アセトンなど他の有機溶媒を用いても同様の結
果が得られた。更にまた、ポリフェノールとしては、実
施例５に示したカテコールの他に、レゾルシン、ピロガ
ロールでも同様の効果が認められた。また更に、リグノ
セルロースとしては、木材以外に草本類でも同様の結果
が得られた。
【００３７】そして、以上の実施形態では、密閉型鉛蓄
電池について例示したが、本発明は鉛蓄電池の用途、形
状等に限定されることなく上述した特許請求の範囲にお
いて種々の態様を採ることができる。
電池について例示したが、本発明は鉛蓄電池の用途、形
状等に限定されることなく上述した特許請求の範囲にお
いて種々の態様を採ることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フェノール誘導体が添加されたリグノセルロースに酸を
添加し攪拌して作製したリグニンを、負極板、又は、負
極板及びセパレータに添加するので、リグニンの官能基
の不活性化や安定性を損なうことがなく、鉛蓄電池の高
率放電特性の向上及び長寿命化を実現することができ
る、という効果を得ることができる。
フェノール誘導体が添加されたリグノセルロースに酸を
添加し攪拌して作製したリグニンを、負極板、又は、負
極板及びセパレータに添加するので、リグニンの官能基
の不活性化や安定性を損なうことがなく、鉛蓄電池の高
率放電特性の向上及び長寿命化を実現することができ
る、という効果を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 正幸 東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 (72)発明者 木村 隆之 東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 (72)発明者 林 晃司 東京都中央区日本橋本町二丁目８番７号 新神戸電機株式会社内 (72)発明者 舩岡 正光 三重県津市鳥居町191−２、２−53 Ｆターム(参考） 5H003 AA02 AA04 BA00 BA03 BB11 5H016 AA03 EE08 5H028 AA05 AA06 FF02 FF04 HH01
Claims (6)
- 【請求項１】 正極板と負極板とをセパレータを介して
積層した鉛蓄電池であって、前記負極板、又は、前記負
極板及びセパレータにリグニンを添加した鉛蓄電池にお
いて、前記リグニンは、フェノール誘導体が添加された
リグノセルロースに酸を添加し、攪拌して作製したもの
であることを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記フェノール誘導体として、クレゾー
ルを用いることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電
池。 - 【請求項３】 前記フェノール誘導体として、ジメトキ
シフェノール及びメトキシフェノールの少なくとも一方
を用いることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。 - 【請求項４】 前記フェノール誘導体として、ポリフェ
ノール類を用いることを特徴とする請求項１に記載の鉛
蓄電池。 - 【請求項５】 前記酸として、６５質量％以上の濃度を
有する硫酸を用いることを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれか１項に記載の鉛蓄電池。 - 【請求項６】 負極板、又は、前記負極板及びセパレー
タに添加される鉛蓄電池用添加剤において、前記添加剤
は、フェノール誘導体が添加されたリグノセルロースに
酸を添加し、攪拌して作製したリグニンであることを特
徴とする鉛蓄電池用添加剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000011359A JP4485634B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000011359A JP4485634B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001202963A true JP2001202963A (ja) | 2001-07-27 |
| JP4485634B2 JP4485634B2 (ja) | 2010-06-23 |
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ID=18539233
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000011359A Expired - Fee Related JP4485634B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 鉛蓄電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4485634B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140136807A (ko) * | 2013-05-21 | 2014-12-01 | 주식회사 엘지화학 | 폴리올레핀 분리막 및 그의 제조방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02233701A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Masamitsu Funaoka | リグノセルロース系物質をポリフェノールと炭水化物とに分離する方法およびこの方法によって得られたポリフェノール系物質 |
| JPH087869A (ja) * | 1994-06-17 | 1996-01-12 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池、鉛蓄電池用隔離体及び隔離体形成用ガラス繊維不織布の製造方法 |
| JPH09278904A (ja) * | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Masamitsu Funaoka | リグノフェノール系成形体、その製造方法、リグノフェノール系成形体の処理方法 |
| JPH11191405A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Yuasa Corp | 密閉式鉛蓄電池 |
-
2000
- 2000-01-20 JP JP2000011359A patent/JP4485634B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02233701A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Masamitsu Funaoka | リグノセルロース系物質をポリフェノールと炭水化物とに分離する方法およびこの方法によって得られたポリフェノール系物質 |
| JPH087869A (ja) * | 1994-06-17 | 1996-01-12 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池、鉛蓄電池用隔離体及び隔離体形成用ガラス繊維不織布の製造方法 |
| JPH09278904A (ja) * | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Masamitsu Funaoka | リグノフェノール系成形体、その製造方法、リグノフェノール系成形体の処理方法 |
| JPH11191405A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Yuasa Corp | 密閉式鉛蓄電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140136807A (ko) * | 2013-05-21 | 2014-12-01 | 주식회사 엘지화학 | 폴리올레핀 분리막 및 그의 제조방법 |
| KR101958644B1 (ko) * | 2013-05-21 | 2019-03-15 | 주식회사 엘지화학 | 폴리올레핀 분리막 및 그의 제조방법 |
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