JP2009193835A - Lead-acid battery, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は鉛電池および鉛電池の製造方法に係り、特に、集電体に活物質が保持された極板を備えた鉛電池および該鉛電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a lead battery and a method of manufacturing the lead battery, and more particularly to a lead battery including an electrode plate in which an active material is held on a current collector and a method of manufacturing the lead battery.
リチウム二次電池、ニッケル水素電池等の二次電池のなかでも鉛電池は、特に低温特性に優れ、電池特性とコスト面とでバランスのとれた二次電池である。このため、自動車用をはじめとして、ポータブル機器用やコンピュータのバックアップ用の電源にも広く普及している。近年では、電気自動車用の主力電源としてだけでなく、ハイブリッド電気自動車や簡易ハイブリッド自動車等の起動電源や回生電流の回収用としても新たな機能が見直されている。 Among secondary batteries such as lithium secondary batteries and nickel metal hydride batteries, lead batteries are secondary batteries that are particularly excellent in low-temperature characteristics and balanced in battery characteristics and cost. For this reason, it is widely used for power supplies for portable devices and computers as well as automobiles. In recent years, new functions have been reconsidered not only as a main power source for electric vehicles but also as a starting power source and a recovery current for a hybrid electric vehicle and a simple hybrid vehicle.
一方、鉛電池は、単位体積あたりの重量がリチウム二次電池等に比べて重いため、エネルギー密度の点で遜色する。この原因は、リチウム二次電池等と比較して比重の大きい鉛電極を使用することにある。鉛電極を極力薄くして単位重量あたりの電極面積を広くすれば、鉛電池の軽量化、高エネルギー密度化を図ることが期待できる。すなわち、鉛電池を軽量化、高エネルギー密度化し、高出力化を図るためには、集電体を薄膜化し、同一重量の鉛または鉛合金でできるだけ大面積の集電体を作製し電池を構成する必要がある。 On the other hand, a lead battery is heavier than a lithium secondary battery or the like because of its heavier weight per unit volume, and is therefore inferior in terms of energy density. This is due to the use of a lead electrode having a larger specific gravity than a lithium secondary battery or the like. If the lead electrode is made as thin as possible to increase the electrode area per unit weight, it can be expected that the lead battery will be reduced in weight and energy density. In other words, in order to reduce the weight, increase the energy density, and increase the output of a lead battery, the current collector is made into a thin film, and the current collector is made as large as possible with the same weight of lead or lead alloy. There is a need to.
ところが、鉛電池では、電池使用環境で集電体が腐食して腐食伸びを生じるため、電気的なショートや電槽の貫通等のトラブルを引き起こし、最終的には電池機能停止に到る。集電体を薄膜化するほど腐食伸びが早期に生じるため、寿命低下を早め信頼性を低下させることとなる。集電体の耐食性を向上させ集電体を薄膜化する技術として、本出願人は、鉛粉末または鉛合金粉末を主体とする粉末を圧延して形成した粉末圧延シートを集電体に用いる技術を開示している(例えば、特許文献1参照)。 However, in a lead battery, the current collector corrodes in the battery usage environment and causes corrosion elongation, causing troubles such as electrical shorts and penetration of the battery case, and eventually the battery function is stopped. As the current collector becomes thinner, the corrosion elongation occurs earlier, so the life is shortened and the reliability is lowered. As a technique for improving the corrosion resistance of a current collector and reducing the thickness of the current collector, the present applicant uses a powder rolling sheet formed by rolling a powder mainly composed of lead powder or lead alloy powder as a current collector. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の技術では、平板状の集電体に活物質が塗着されるため、充放電により活物質の体積が変化すると、活物質と集電体との密着性が低下することがある。このため、活物質と集電体との接触面積が小さくなり接触不良や活物質の剥落が生じ易くなるので、電子伝導性の低下や内部抵抗の増大を招き、出力や寿命を低下させるおそれがある。
However, in the technique of
本発明は上記事案に鑑み、高出力化および長寿命化を図ることができる鉛電池および該鉛電池の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a lead battery and a method for manufacturing the lead battery that can achieve high output and long life.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、集電体に活物質が保持された極板を備えた鉛電池において、前記集電体は、鉛または鉛合金の溶融体を噴霧することで急冷凝固させたアトマイズ粉末が前記鉛または鉛合金の真密度と略同一密度となるように圧延形成またはプレス形成された基層と、前記基層の少なくとも片面側に配され前記アトマイズ粉末が前記基層より低密度で多孔状となるように圧延形成またはプレス形成された多孔層とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a lead battery including an electrode plate in which an active material is held on a current collector, wherein the current collector is a molten lead or lead alloy. A base layer rolled or pressed so that the atomized powder rapidly solidified by spraying has the same density as the true density of the lead or lead alloy, and the atomized powder disposed on at least one side of the base layer And a porous layer formed by rolling or pressing so as to be porous at a lower density than the base layer.
第1の態様では、集電体が、アトマイズ粉末が基層より低密度で多孔状となるように圧延形成またはプレス形成された多孔層を有するため、集電体に活物質を保持させたときに活物質の一部が多孔層に入り込むことから、活物質および集電体間の接触面積が増大するので、電子伝導性が向上し高出力化を図ることができると共に、活物質および集電体間の密着性が向上するので、活物質の剥落を抑制して長寿命化を図ることができる。 In the first aspect, since the current collector has a porous layer formed by rolling or pressing so that the atomized powder is porous at a lower density than the base layer, the current collector holds the active material. Since a part of the active material enters the porous layer, the contact area between the active material and the current collector is increased, so that the electron conductivity can be improved and the output can be increased. Therefore, the active material can be prevented from peeling off and the life can be extended.
第1の態様において、多孔層が基層の表面に形成されていてもよい。また、アトマイズ粉末をスズを含む鉛合金の溶融体で形成したものとしてもよい。このとき、鉛合金が、カルシウム、アルミニウム、アンチモン、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、銀、セレン、ヒ素から選択される一種以上の元素を含むようにしてもよい。また、アトマイズ粉末を平均粒径が数十μmで最大粒径が500μm以下の粒子とすることができる。集電体の厚さを0.1mm〜5.0mmの範囲としてもよい。 In the first aspect, the porous layer may be formed on the surface of the base layer. The atomized powder may be formed of a lead alloy melt containing tin. At this time, the lead alloy may contain one or more elements selected from calcium, aluminum, antimony, barium, strontium, bismuth, silver, selenium, and arsenic. Further, the atomized powder can be made into particles having an average particle size of several tens of μm and a maximum particle size of 500 μm or less. The thickness of the current collector may be in the range of 0.1 mm to 5.0 mm.
また、本発明の第2の態様は、集電体に活物質が保持された極板を備えた鉛電池の製造方法であって、前記極板は、鉛または鉛合金の溶融体を噴霧することで急冷凝固させたアトマイズ粉末を前記鉛または鉛合金の真密度と略同一密度となるように圧延またはプレスして基層を形成する基層形成ステップと、前記基層形成ステップで形成された基層の少なくとも片面側に前記アトマイズ粉末を略均等に積層し、前記基層より低密度で多孔状となるように圧延またはプレスして多孔層を形成する多孔層形成ステップと、前記多孔層形成ステップで形成された多孔層に活物質を塗着する活物質塗着ステップと、を有して形成されたことを特徴とする。この場合において、基層形成ステップでは水平対向した一対の押圧ローラで基層を形成し、多孔層形成ステップでは垂直対向した一対の押圧ローラで多孔層を形成することが好ましい。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a lead battery comprising an electrode plate in which an active material is held on a current collector, the electrode plate spraying a molten lead or lead alloy. A base layer forming step of forming a base layer by rolling or pressing the atomized powder that has been rapidly solidified by solidification so as to have a density substantially equal to the true density of the lead or lead alloy; and at least a base layer formed in the base layer forming step The atomized powder is substantially uniformly laminated on one side, and is formed by a porous layer forming step in which a porous layer is formed by rolling or pressing so as to be porous at a lower density than the base layer, and the porous layer forming step. And an active material application step of applying an active material to the porous layer. In this case, it is preferable that the base layer is formed by a pair of horizontally opposed pressure rollers in the base layer forming step, and the porous layer is formed by a pair of vertically opposed pressure rollers in the porous layer forming step.
本発明によれば、集電体が、アトマイズ粉末が基層より低密度で多孔状となるように圧延形成またはプレス形成された多孔層を有するため、集電体に活物質を保持させたときに活物質の一部が多孔層に入り込むことから、活物質および集電体間の接触面積が増大するので、電子伝導性が向上し高出力化を図ることができると共に、活物質および集電体間の密着性が向上するので、活物質の剥落を抑制して長寿命化を図ることができる、という効果を得ることができる。 According to the present invention, the current collector has a porous layer that is formed by rolling or pressing so that the atomized powder has a lower density than the base layer and is porous, so that when the active material is held on the current collector, Since a part of the active material enters the porous layer, the contact area between the active material and the current collector is increased, so that the electron conductivity can be improved and the output can be increased. Therefore, it is possible to obtain an effect that the active material can be prevented from peeling off and the life can be extended.
以下、図面を参照して、本発明を適用した鉛電池の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a lead battery to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(構成)
図1に示すように、本実施形態の鉛電池20は、電池容器となる直方体状の電槽7を有している。電槽7には、6個の極板群(セル)4が1直列となるように収容されている。電槽7の材質には、成形性、絶縁性および耐久性等の点で優れる、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の高分子樹脂を選択することができる。電槽7の上部は、ポリエチレン等の高分子樹脂製で水平断面が長方形状の上蓋10に接着ないし溶着されている。上蓋10の上面には、一側長辺の両端部に外部へ電力を供給するための正極端子8および負極端子9がそれぞれ立設されている。なお、上蓋10には液栓(6個)が設けられており、鉛電池20は液式鉛電池である。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the
極板群4は、矩形状の正極板1の5枚と矩形状の負極板2の6枚とがガラス繊維製等のセパレータ3を介して交互に積層されている。セパレータ3の厚さは、10〜600μmに設定することが好ましく、本例では、約200μmに設定されている。極板群4では、電槽7内で正極板1および負極板2のそれぞれ上部に位置する一辺から上蓋10側に向けて集電タブが突出している。集電タブは、極板群4の上部の一辺で一側に正極、他側に負極がそれぞれ配列するように設けられている。正極板1の各集電タブおよび負極板2の各集電タブの各突出端部には、それぞれ正極ストラップ(不図示)、負極ストラップ6が設けられている。6個の極板群4は、図示しない接続部材で直列接続されている。電槽7内で最上位側の極板群4の正極ストラップが正極端子8に接続されており、最下位側の極板群4の負極ストラップ6が負極端子9に接続されている。
In the electrode plate group 4, five rectangular
極板群4を構成する正極板1、負極板2は、それぞれ、集電体を有している。集電体は、鉛または鉛合金の溶融体を噴霧することで急冷凝固させたアトマイズ粉末でそれぞれ形成された粉末圧延シート(基層)および多孔層を有している。粉末圧延シートは、鉛または鉛合金の真密度と略同一密度となるように圧延されてシート状に形成されている。多孔層は、粉末圧延シートの少なくとも片面側に配されており、粉末圧延シートより低密度で多孔状となるように形成されている。集電体を構成する粉末圧延シートおよび多孔層は、本例では、スズ(Sn)を1.5重量%含む鉛合金(以下、Pb−Sn系合金と略記する。)のアトマイズ粉末で形成されている。正極板1、負極板2では、集電体に形成された多孔層の表面に、それぞれ正極活物質、負極活物質が塗着されている。
Each of the
(製造)
鉛電池20の製造では、集電体に正極活物質、負極活物質をそれぞれ塗着して正極板1、負極板2を作製する。正極板1、負極板2は、図2に示すように、鉛または鉛合金の溶融体からアトマイズ粉末を形成する粉末形成工程、得られたアトマイズ粉末を圧延して粉末圧延シートを作製する第1圧延工程(基層形成ステップ)、粉末圧延シートの表面に多孔層を形成する第2圧延工程(多孔層形成ステップ)、多孔層の表面に正極活物質、負極活物質をそれぞれ塗着させる塗着工程(活物質塗着ステップ)を経て作製される。得られた正極板1、負極板2を配設して組み立てた後、化成することで鉛電池20を完成させる。以下、工程順に説明する。
(Manufacturing)
In the production of the
粉末形成工程では、Pb−Sn系合金を溶融させた溶融体を空気中に噴霧することで急冷凝固させるガスアトマイズ法によりアトマイズ粉末を形成する。得られたアトマイズ粉末は、平均粒径が20〜50μm(数十μm)であり、最大粒径が500μm以下である。Pb−Sn系合金のアトマイズ粉末には、必要に応じてアンチモン、ビスマス等の粉末や酸化鉛、酸化アルミニウム等の粉末を略均一に混合するようにしてもよい。 In the powder forming step, atomized powder is formed by a gas atomization method in which a melt obtained by melting a Pb—Sn alloy is sprayed into the air to rapidly solidify. The obtained atomized powder has an average particle size of 20 to 50 μm (several tens of μm) and a maximum particle size of 500 μm or less. The atomized powder of the Pb—Sn alloy may be mixed with powders such as antimony and bismuth, and powders such as lead oxide and aluminum oxide substantially uniformly as necessary.
第1圧延工程では、正極板1、負極板2の集電体に用いる粉末圧延シートを形成する。粉末圧延シートの形成では、粉末圧延装置が使用される。粉末圧延装置は、図3に示すように、原料のアトマイズ粉末26を搬送するコンベア21、断面略三角状で上部に開口が形成され下部にスリット状の排出口を有するホッパ22、水平方向に配設され互いに押圧しあう一対の水平対向ローラ24および不図示の巻取ローラを備えている。ホッパ22はコンベア21の下流側に配置されており、水平対向ローラ24はホッパ22の下部(の排出口)に近接して配置されている。
In the first rolling step, a powder rolling sheet used for the current collector of the
粉末形成工程で形成されたアトマイズ粉末26をコンベア21に載せてホッパ22に向けて搬送する。搬送されたアトマイズ粉末26をホッパ22内に上部の開口から供給する。ホッパ22内のアトマイズ粉末を下部の排出口から排出し、水平対向ローラ24間に連続的に供給する。ホッパ22の排出口の寸法は、本例では、スリット幅10〜20mm、長さ約150mmに設定されている。ホッパ22から排出されたアトマイズ粉末26を水平対向ローラ24間で略均等に押圧し、下方に引き出すことで、厚さ約0.2〜1.0mm、幅約150mmの帯状の粉末圧延シート11を形成する。このとき、粉末圧延シート11の密度がPb−Sn系合金の真密度と略同一密度となるように水平対向ローラ24間の押圧力を設定する。粉末圧延シート11の厚さは、本例では、約0.8mmに設定されている。粉末圧延シート11を不図示の巻取ローラでロール状に巻き取る。
The atomized
粉末圧延シート11では、Pb−Sn系合金のアトマイズ粉末26が密度の偏りなく微粒子の状態で略均一に分散している。アトマイズ粉末26同士が圧着され、アトマイズ粉末26の粒子間に金属結合部分が形成されることにより三次元ネットワーク構造を形成している。この粉末圧延シート11は、アスペクト比が3〜13の特定方向に配向した結晶粒を有している。
In the powder rolled
図2に示すように、第2圧延工程では、粉末圧延シート11の表面に粉末圧延シート11より低密度で多孔状の多孔層を形成する。図4(A)に示すように、第1圧延工程で巻き取られた粉末圧延シート11を略水平に引き出し、アトマイズ粉末26を粉末圧延シート11の表面上に略均等に積層する。アトマイズ粉末26を積層した粉末圧延シート11を、垂直方向に配設され互いに押圧しあう一対の垂直対向ローラ25間で略均等に押圧し引き出す。このとき、垂直対向ローラ25間の押圧力が水平対向ローラ24間の押圧力より小さくなるように設定する。粉末圧延シート11に積層したアトマイズ粉末26は、図4(B)に示すように、垂直対向ローラ25間の押圧力で粉末圧延シート11に圧着され、かつ、相互に圧着されるものの真密度まで圧縮されることがなく、粉末圧延シート11より低密度で多孔状を呈した多孔層12を形成する。換言すれば、多孔層の形成時には、正負極活物質が入り込むことができる程度の多孔状を呈するように、垂直対向ローラ25間の押圧力を調整する。上述したように厚さが約0.2〜1.0mmの粉末圧延シート11に、厚さが約0.01〜0.3mmの多孔層12が形成されることで、集電体15の厚さは約0.21〜1.3mmとなる。
As shown in FIG. 2, in the second rolling step, a porous porous layer having a lower density than the powder rolled
塗着工程では、図4(C)に示すように、集電体15の多孔層12の表面に、正極活物質ペースト17、負極活物質ペースト18をそれぞれ塗着し正極板1、負極板2を作製する。正極活物質ペースト17は、通常の処方により調製する。多孔層12に正極活物質ペースト17を塗布した後、温度50℃、湿度95%中に18時間放置して熟成させる。更に、温度110℃で2時間放置して乾燥させることで多孔層12の表面側に正極活物質層を形成し、所望のサイズに裁断して未化成の正極板1を得る。
In the coating step, as shown in FIG. 4C, a positive electrode
一方、負極活物質ペースト18は、通常の処方により調製する。正極板1の作製と同様に、多孔層12に負極活物質ペースト18を塗布した後、温度50℃、湿度95%中に18時間放置して熟成させる。更に、温度110℃で2時間放置して乾燥させることで多孔層12の表面側に負極活物質層を形成し、所望のサイズに裁断して未化成の負極板2を得る(図4(C)参照)。正極板1、負極板2の作製時において、集電体15が粉末圧延シート11と多孔層12とで形成されているため、熟成時間を短縮ないし省略することができる。これは、以下の理由によるものである。すなわち、通常、従来の正極板および負極板では、熟成中の高温多湿下で集電体を酸化させて活物質層と集電体との界面に適切な腐食層を生成させる。この腐食層が活物質層と集電体との界面の密着性および導電性に大きく影響する。ところが本例では、多孔層12に活物質ペースト17、18が入り込むため、活物質層と集電体との界面の密着性および導電性がそもそも優れており、腐食層を最少限または不要とすることができるためである。
On the other hand, the negative electrode
電池組立では、極板群4を作製し電槽7に収容した後、化成することで鉛電池20を完成させる。すなわち、未化成の正極板1の5枚と負極板2の6枚とを、正極板1および負極板2が直接接触しないようにセパレータ3を介して交互に積層し、同極性の極板同士を正極ストラップ5、負極ストラップ6でそれぞれ連結して極板群4を作製する。極板群4の6個を電槽7内に収容し6直列に接続して未化成電池を作製する。電槽7内に比重1.05(20℃)の希硫酸電解液を注液する。この未化成電池を9Aで42時間化成した後に電解液を排出し、再び比重1.28(20℃)の希硫酸電解液を注液する。正極端子8および負極端子9をそれぞれ溶接し、上蓋10で密閉して鉛電池20を完成させた。各極板群4の電圧(セル電圧)は2.0Vに設定されており、極板群4を6直列に接続した鉛電池20では公称電圧が12V、容量が28Ahである。
In battery assembly, the electrode group 4 is prepared and accommodated in the
(作用等)
次に、本実施形態の鉛電池20の作用等について、集電体15(多孔層12、粉末圧延シート11)の作用を中心に説明する。
(Action etc.)
Next, the operation and the like of the
従来鉛電池では、集電体として、鉛または鉛合金をスラブ状に鋳造した後圧延ロールでシート状に形成された金属シートが用いられている。鉛合金等の融点の低い金属では再結晶化により結晶粒が粗大化し、粒子同士が結合して大粒子になりやすいため、得られる金属シート中では粒子の分散状態が変化する。このため、正極板の作製時には、図5(A)に示すように、金属シートの集電体31に正極活物質ペースト17が塗布された後、図5(B)に示すように、高温、多湿の環境下で熟成させるときに、正極活物質ペースト17中の水分と環境雰囲気中の酸素との反応が進行し、集電体31の鉛合金等が正極活物質ペースト17との境界面で酸化、腐食される。この結果、熟成後には、図5(C)に示すように、集電体31の正極活物質層側の境界に酸化鉛の腐食層32が形成される。また、集電体31に用いた金属シートでは、電池使用時に、結晶粒界での腐食が進行しやすくなり、腐食伸びや腐食減肉が生じることで、セパレータや電槽を破損して出力や寿命を低下させることがある。すなわち、正極板では、使用中の充放電の繰り返しにより硫酸鉛や二酸化鉛等を生成し腐食が進行する。これにより、集電体31が変形して電気的なショートや電槽の貫通等のトラブルを引き起こし、最終的には電池機能を停止させる。また、腐食層32が電子伝導性を低下させることから、出力低下を招くこととなる。更に、充放電により活物質の体積が変化すると、活物質と集電体31との密着性が低下し、活物質の剥落が生じることで、出力や寿命の低下を招く。本実施形態の鉛電池20は、これらの問題を解決することができるものである。
In a conventional lead battery, as a current collector, a metal sheet formed in a sheet shape with a rolling roll after casting lead or a lead alloy into a slab shape is used. In the case of a metal having a low melting point such as a lead alloy, the crystal grains are coarsened by recrystallization, and the particles are likely to be joined together to become large particles. For this reason, at the time of producing the positive electrode plate, as shown in FIG. 5A, after the positive electrode
本実施形態では、集電体15が粉末圧延シート11と、粉末圧延シート11より低密度で多孔状の多孔層12とで形成されている。多孔層12の表面に正極活物質ペースト17、負極活物質ペースト18を塗布することで正極板1、負極板2がそれぞれ形成されている。このため、正極活物質の一部、負極活物質の一部が多孔層12に入り込むこととなる。これにより、正負極活物質と集電体15(多孔層12)との接触面積が増大するので、電子伝導性が向上し出力の向上を図ることができる。また、正負極活物質と集電体15との密着性が向上するので、正負極活物質の剥落を抑制して寿命の向上を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、正極板1、負極板2をそれぞれ構成する集電体15の粉末圧延シート11がPb−Sn系合金のアトマイズ粉末26を直接圧延することで形成されている。このため、粉末圧延シート11ではアトマイズ粉末26が密度の偏りなく微粒子の状態で略均一に分散している。アトマイズ粉末26同士はPb−Sn系合金の真密度と略同一密度となるように圧着されており、アトマイズ粉末26間に金属結合部分が形成されることにより三次元ネットワーク構造が形成されている。このため、再結晶化や結晶粒界の影響が抑制されるので、粉末圧延シート11、ひいては集電体15の耐食性が向上し、腐食伸び等の変形を抑制することができる。これにより、鉛電池20では、集電体15の変形が抑制される分で寿命低下が抑制され、長期にわたり入出力性能を発揮することができる。
Moreover, in this embodiment, the powder rolling sheet |
更に、従来の金属シートの集電体では、結晶粒界が外部の腐食因子の影響を受けると粒界腐食が進行しやすくなり、特に、金属偏析物等が存在すると、偏析元素、偏析化合物接触部を起点として腐食反応が進行しやすくなる。これに対して、本実施形態で用いた集電体15、特に、粉末圧延シート11では、アトマイズ粉末26が直接圧延されるため、アスペクト比3〜13の特定方向に配向した結晶粒を有している。このため、アトマイズ粉末26間に金属結合部分が形成され、アトマイズ粉末26同士の境界には偏析元素が極端に少ない境界層が形成される。これにより、集電体15の腐食や腐食に伴う変形を抑えることができる。
Furthermore, in the current collector of the metal sheet, when the grain boundary is affected by an external corrosion factor, the intergranular corrosion is likely to proceed. In particular, when there is a metal segregated material, the segregation element and the segregation compound contact. The corrosion reaction is likely to proceed starting from the part. On the other hand, in the
なお、本実施形態では、集電体15の作製に粉末圧延装置を用い、水平対向ローラ24、垂直対向ローラ25で粉末圧延シート11、多孔層12をそれぞれ形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。アトマイズ粉末26を押圧してシート状に形成することができ、押圧力を調整することができる装置であればいかなる装置も使用することができる。例えば、一定形状の金型にアトマイズ粉末26を充填してプレス成型することで形成するようにしてもよく、塑性変形可能な容器にアトマイズ粉末26を充填して容器ごとプレス成型するようにしてもよい。
In the present embodiment, an example in which a powder rolling device is used to manufacture the
また、本実施形態では、集電体15を形成する粉末圧延シート11、多孔層12としてPb−Sn系合金のアトマイズ粉末26を圧延した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。鉛のアトマイズ粉末を圧延してもよく、スズ以外に、カルシウム、アルミニウム、アンチモン、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、銀、セレン、ヒ素から選択される一種以上の元素を含む鉛合金のアトマイズ粉末を圧延するようにしてもよい。また、集電体15の形成時に、鉛または鉛合金のアトマイズ粉末26に加えて、酸化鉛や酸化アルミニウム等の粉末を混合するようにしてもよい。このようにすれば、結晶粒の粗大化が抑制されるため、集電体15の耐食性を向上させることができる。
Moreover, although the example which rolled the powder-rolled
更に、本実施形態では、集電体15の片面に多孔層12を形成し正極活物質ペースト17、負極活物質ペースト18をそれぞれ塗布することで正極板1、負極板2を作製する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、集電体15の両面に多孔層12を形成するようにしてもよい。このようにすれば、集電体15の両面側に正極活物質ペースト17、負極活物質ペースト18を塗布することで電極反応面積が増大するので、出力、容量の向上を図ることができる。また、本実施形態では、粉末圧延シート11の厚さを約0.2〜1.0mm、多孔層12の厚さを約0.01〜0.3mmとし、集電体15の表面部分に多孔層12が形成される例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、例えば、多孔層12の厚さが粉末圧延シート11より大きくなるようにしてもよい。集電体15の厚さについても約0.21〜1.3mmとする例を示したが、これに制限されるものではなく、0.1〜5.0mmの範囲で設定することができる。
Furthermore, this embodiment shows an example in which the
また更に、本実施形態では、アトマイズ粉末26を圧延した粉末圧延シート11の表面に、多孔層12を形成した集電体15をそのまま用いる例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、活物質保持量の増大を考慮すれば、集電体15に穴あけ加工やエキスパンド加工を施すようにすることが好ましい。このようにすれば、集電体15に正極活物質、負極活物質を確実に保持することができ、格子骨格間に形成された空隙に充填される分で活物質保持量が増大するので、鉛電池20の出力向上を図ることができる。
Furthermore, in this embodiment, although the example which uses the
更にまた、本実施形態では、公称電圧が12Vの鉛電池20を例示したが、本発明は電圧域に制限されるものではない。直列接続する極板群4の数を変えることで、例えば、公称電圧が36Vの鉛電池も作製可能であり、本発明の種々の特性は電圧域で変るものではない。また、鉛電池20の容量を28Ahとする例を示したが、本発明は電池容量についても特に制限されるものではない。
Furthermore, in the present embodiment, the
本発明は高出力化および長寿命化を図ることができる鉛電池および該鉛電池の製造方法を提供するため、鉛電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 The present invention contributes to the manufacture and sale of lead batteries in order to provide a lead battery and a method of manufacturing the lead battery that can achieve high output and long life, and thus has industrial applicability.
1 正極板
2 負極板
11 粉末圧延シート(基層)
12 多孔層
15 集電体
20 鉛電池
26 アトマイズ粉末
DESCRIPTION OF
12
Claims (8)
鉛または鉛合金の溶融体を噴霧することで急冷凝固させたアトマイズ粉末を前記鉛または鉛合金の真密度と略同一密度となるように圧延またはプレスして基層を形成する基層形成ステップと、
前記基層形成ステップで形成された基層の少なくとも片面側に前記アトマイズ粉末を略均等に積層し、前記基層より低密度で多孔状となるように圧延またはプレスして多孔層を形成する多孔層形成ステップと、
前記多孔層形成ステップで形成された多孔層に活物質を塗着する活物質塗着ステップと、
を有して形成されたことを特徴とする鉛電池の製造方法。 A method of manufacturing a lead battery comprising an electrode plate in which an active material is held on a current collector, the electrode plate comprising:
A base layer forming step of forming a base layer by rolling or pressing the atomized powder rapidly solidified by spraying a lead or lead alloy melt so as to have substantially the same density as the true density of the lead or lead alloy;
The porous layer forming step of forming the porous layer by laminating the atomized powder substantially evenly on at least one side of the base layer formed in the base layer forming step, and rolling or pressing so as to be porous at a lower density than the base layer When,
An active material application step of applying an active material to the porous layer formed in the porous layer formation step;
A method of manufacturing a lead battery, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008033976A JP2009193835A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Lead-acid battery, and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114293128A (en) * | 2021-03-19 | 2022-04-08 | 骆驼集团襄阳蓄电池有限公司 | Process for spraying lead belt on positive electrode of lead-acid storage battery |
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2008
- 2008-02-15 JP JP2008033976A patent/JP2009193835A/en active Pending
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