JP2787058B2 - 鉛蓄電池用極板の製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池用極板の製造方法Info
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- JP2787058B2 JP2787058B2 JP1284243A JP28424389A JP2787058B2 JP 2787058 B2 JP2787058 B2 JP 2787058B2 JP 1284243 A JP1284243 A JP 1284243A JP 28424389 A JP28424389 A JP 28424389A JP 2787058 B2 JP2787058 B2 JP 2787058B2
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- electrode
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
- H01M4/16—Processes of manufacture
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉛蓄電池用極板の製造方法に関するもので
ある。
ある。
［従来の技術］ 一般的に鉛蓄電池の極板は、鉛または鉛合金からなる
格子体等の集電体に、鉛粉末や一酸化鉛粉末に希硫酸及
びその他の練液を加えて十分に混練して得たペーストを
充填あるいは塗布し、これを希硫酸の中で電解して、酸
化および還元によりそれぞれ陽極板及び陰極板を作製し
ている。
格子体等の集電体に、鉛粉末や一酸化鉛粉末に希硫酸及
びその他の練液を加えて十分に混練して得たペーストを
充填あるいは塗布し、これを希硫酸の中で電解して、酸
化および還元によりそれぞれ陽極板及び陰極板を作製し
ている。
［発明が解決しようとする課題］ 近年のポータブル機器の小形化及び軽量化により、こ
れらの機器の電源として用いられる鉛蓄電池にも小形化
及び軽量化が強く要求されるようになってきている。ま
たポータブル機器の高級多機能化により、高容量の鉛蓄
電池が要求されるようになってきている。鉛蓄電池を小
型高容量化するためには、極板の多孔度を増大させるこ
とが必要であり、ペースト式活物質では極板の多孔度を
増大させるために、ペースト中の含水率を高めて活物質
を形成している。しかしながらペーストの含水率を高め
ると活物質の強度が弱くなるために、鉛蓄電池の製造工
程中において極板から活物質が脱落することが多くなる
問題が生じる。またペーストの含水率を高めて活物質の
多孔度を増大させると、特にポータブル機器のように充
放電を繰り返すいわゆるサイクル使用に用いられる鉛蓄
電池では、活物質が微細泥状化し易く、早期に集電能力
が低下して電池の容量が低下する問題があった。
れらの機器の電源として用いられる鉛蓄電池にも小形化
及び軽量化が強く要求されるようになってきている。ま
たポータブル機器の高級多機能化により、高容量の鉛蓄
電池が要求されるようになってきている。鉛蓄電池を小
型高容量化するためには、極板の多孔度を増大させるこ
とが必要であり、ペースト式活物質では極板の多孔度を
増大させるために、ペースト中の含水率を高めて活物質
を形成している。しかしながらペーストの含水率を高め
ると活物質の強度が弱くなるために、鉛蓄電池の製造工
程中において極板から活物質が脱落することが多くなる
問題が生じる。またペーストの含水率を高めて活物質の
多孔度を増大させると、特にポータブル機器のように充
放電を繰り返すいわゆるサイクル使用に用いられる鉛蓄
電池では、活物質が微細泥状化し易く、早期に集電能力
が低下して電池の容量が低下する問題があった。
更にペースト式活物質は、製造工程が多く、完成まで
に数日以上を必要とすることから、製造効率が必ずしも
よくないと言う問題がある。
に数日以上を必要とすることから、製造効率が必ずしも
よくないと言う問題がある。
本発明の目的は、小型軽量化を図ることができて、し
かも活物質の脱落及び微細泥状化が起こり難い鉛蓄電池
用極板を簡単に製造することができる鉛蓄電池用極板の
製造方法を提供することにある。
かも活物質の脱落及び微細泥状化が起こり難い鉛蓄電池
用極板を簡単に製造することができる鉛蓄電池用極板の
製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の製造方法では、二酸化鉛粒子を拡散させた水
溶液中に電極基体を浸漬し、該電極基体をカソードとし
て通電を行って電極基体上に海綿状鉛層を還元析出す
る。そしてこの海綿状鉛層を化成して鉛蓄電池用極板を
製造する。
溶液中に電極基体を浸漬し、該電極基体をカソードとし
て通電を行って電極基体上に海綿状鉛層を還元析出す
る。そしてこの海綿状鉛層を化成して鉛蓄電池用極板を
製造する。
［作用］ 本発明の製造方法によれば、二酸化鉛粒子を拡散させ
た水溶液中に電極基体を浸漬し、電極基体をカソードと
して通電を行って電極基体上に還元析出により海綿状鉛
層を形成するため、ペーストによって活物質層を形成す
る場合と比べて、短期間に極板を製造することができ
る。
た水溶液中に電極基体を浸漬し、電極基体をカソードと
して通電を行って電極基体上に還元析出により海綿状鉛
層を形成するため、ペーストによって活物質層を形成す
る場合と比べて、短期間に極板を製造することができ
る。
そして本発明の製造方法により集電体を構成する電極
基体上に還元析出された海綿状鉛は、デンドライト状
（針状）の結晶構造を有しているため、多孔度が大き
く、しかも金属鉛は電極基体（集電体）との密着力が高
い。陽極用極板では化成により海綿状鉛が表面から徐々
に二酸化鉛となるが、デンドライト状結晶の中央部分に
金属鉛部分が残留するため、電極基体との密着性が高
く、しかも集電能力を高めることができる。従って、本
発明の方法によれば、小型高容量で、活物質の脱落が殆
どなく、集電能力が高く、しかもサイクル使用において
も早期に容量を低下させることのない鉛蓄電池用極板を
得ることができる。
基体上に還元析出された海綿状鉛は、デンドライト状
（針状）の結晶構造を有しているため、多孔度が大き
く、しかも金属鉛は電極基体（集電体）との密着力が高
い。陽極用極板では化成により海綿状鉛が表面から徐々
に二酸化鉛となるが、デンドライト状結晶の中央部分に
金属鉛部分が残留するため、電極基体との密着性が高
く、しかも集電能力を高めることができる。従って、本
発明の方法によれば、小型高容量で、活物質の脱落が殆
どなく、集電能力が高く、しかもサイクル使用において
も早期に容量を低下させることのない鉛蓄電池用極板を
得ることができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の方法により極板を製造する際の一工
程の概略断面図を示している。同図において、１は図示
しない容器内に入れられた希硫酸水溶液であり、この希
硫酸水溶液１中には二酸化鉛粒子２が拡散または分散さ
れている。３は集電体を構成するように鉛箔又は鉛合金
箔から形成された電極基体である。電極基体３は、枠４
に設けられた収納凹部4a内に嵌合固定されている。そし
て電極基体３の前面上には、還元析出により海綿状鉛層
５が形成されている。枠４は、電極基体３を希硫酸水溶
液１中に水平状態に配置するためと、電極基体３の背面
（枠４側の面）に海綿状鉛が析出しないようにするため
に設けられている。
程の概略断面図を示している。同図において、１は図示
しない容器内に入れられた希硫酸水溶液であり、この希
硫酸水溶液１中には二酸化鉛粒子２が拡散または分散さ
れている。３は集電体を構成するように鉛箔又は鉛合金
箔から形成された電極基体である。電極基体３は、枠４
に設けられた収納凹部4a内に嵌合固定されている。そし
て電極基体３の前面上には、還元析出により海綿状鉛層
５が形成されている。枠４は、電極基体３を希硫酸水溶
液１中に水平状態に配置するためと、電極基体３の背面
（枠４側の面）に海綿状鉛が析出しないようにするため
に設けられている。
二酸化鉛粒子２は、化学的または電気化学的に製造し
たもののいずれでもよい。電析浴に希硫酸溶液を用いる
場合には、Pb3O4の形で投入し、電析浴中で二酸化鉛粒
子を形成するようにしてもよい。また回収した寿命品電
池の陽極活物質を粉砕して二酸化鉛粒子を製造してもよ
く、このようにすると特に資源の再利用、電池コストの
低減等において極めて有利である。
たもののいずれでもよい。電析浴に希硫酸溶液を用いる
場合には、Pb3O4の形で投入し、電析浴中で二酸化鉛粒
子を形成するようにしてもよい。また回収した寿命品電
池の陽極活物質を粉砕して二酸化鉛粒子を製造してもよ
く、このようにすると特に資源の再利用、電池コストの
低減等において極めて有利である。
本発明の方法で製造した極板は、電極基体３と還元析
出により形成された海綿状鉛層５とから構成される。電
極基体３の上に海綿状鉛層５を形成する場合の方法の一
例について以下説明する。先ず、比重1.28の希硫酸水溶
液１中に、厚さ100μｍの鉛箔を所定の形状に加工して
なる電極基体３を備えた枠４を水平に配置する。そして
希硫酸水溶液１中に二酸化鉛粒子２を拡散させながら、
電極基体３をカソードとしその対極（図示せず）をアノ
ードとして通電し、電極基体３上に海綿状鉛を析出させ
る。このようにして作製した海綿状鉛層５は、デンドラ
イト状（針状）の結晶構造を有している。実施例では、
通電電流を電極基体３の見掛け表面積に対して電流密度
3A/dm2となる様に設定した。必要な容量を得るために必
要とされる所定の厚みに海綿状鉛を析出させた後、水溶
液１から枠４を引出し、収納凹部4aから電極基体２を取
外す。このようにして電極が形成され、この電極は適宜
に化成される。
出により形成された海綿状鉛層５とから構成される。電
極基体３の上に海綿状鉛層５を形成する場合の方法の一
例について以下説明する。先ず、比重1.28の希硫酸水溶
液１中に、厚さ100μｍの鉛箔を所定の形状に加工して
なる電極基体３を備えた枠４を水平に配置する。そして
希硫酸水溶液１中に二酸化鉛粒子２を拡散させながら、
電極基体３をカソードとしその対極（図示せず）をアノ
ードとして通電し、電極基体３上に海綿状鉛を析出させ
る。このようにして作製した海綿状鉛層５は、デンドラ
イト状（針状）の結晶構造を有している。実施例では、
通電電流を電極基体３の見掛け表面積に対して電流密度
3A/dm2となる様に設定した。必要な容量を得るために必
要とされる所定の厚みに海綿状鉛を析出させた後、水溶
液１から枠４を引出し、収納凹部4aから電極基体２を取
外す。このようにして電極が形成され、この電極は適宜
に化成される。
本実施例では、一対の極板をアノード側電極及びカソ
ード側電極として希硫酸溶液中に浸漬し、これらに通電
することにより化成を行なった。アノード側の電極では
電解酸化により海綿状鉛層５は二酸化鉛となる。前述の
ように海綿状鉛層５はデンドライト状結晶からなり、ア
ノード側の電極ではデンドライト状結晶の表面から徐々
に二酸化鉛となり、その中央部に金属鉛部分が残留す
る。この金属鉛部分が残留することにより、極めて集電
能力が高くなり、しかも電極基体と活物質との密着力が
高くなる。当然カソード側電極においても同様である。
ード側電極として希硫酸溶液中に浸漬し、これらに通電
することにより化成を行なった。アノード側の電極では
電解酸化により海綿状鉛層５は二酸化鉛となる。前述の
ように海綿状鉛層５はデンドライト状結晶からなり、ア
ノード側の電極ではデンドライト状結晶の表面から徐々
に二酸化鉛となり、その中央部に金属鉛部分が残留す
る。この金属鉛部分が残留することにより、極めて集電
能力が高くなり、しかも電極基体と活物質との密着力が
高くなる。当然カソード側電極においても同様である。
次に、上記実施例で製造した極板を用いた鉛蓄電池Ａ
と、従来のペースト式の極板を用いた鉛蓄電池Ｂ（特に
ペーストの含水量は多くしていないもの）と、従来のペ
ースト式の極板を用いた鉛蓄電池で高容量化するために
ペーストの含水量を多くした鉛蓄電池Ｃとを用意して、
充放電サイクル寿命試験を行なった。充放電サイクルの
試験条件は、1c相当の定抵抗放電と定電圧充電（2.45V/
セル、0.3c制限）の放電充電の繰り返しとした。なお各
試験鉛蓄電池に用いた極板の活物質重量は同一とした。
この比較試験の結果を、従来の鉛蓄電池Ｂの初期容量を
100として第２図に示す。第２図から明らかなように、
従来の鉛蓄電池Ｂよりも多孔度を高めて高容量化した鉛
蓄電池Ｃは、少ない充放電回数で容量が低下して、早期
に寿命に達している。これに対して、還元析出により形
成された活物質層を有する本発明の方法で製造した極板
を用いた電池Ａでは、多孔度が大きいにも拘らず、従来
の鉛蓄電池Ｂと同等以上の寿命性能を有していることが
分かる。従って、この点から見て本発明の方法で製造し
た極板を用いれば、電池の寿命性能が向上することが分
かる。
と、従来のペースト式の極板を用いた鉛蓄電池Ｂ（特に
ペーストの含水量は多くしていないもの）と、従来のペ
ースト式の極板を用いた鉛蓄電池で高容量化するために
ペーストの含水量を多くした鉛蓄電池Ｃとを用意して、
充放電サイクル寿命試験を行なった。充放電サイクルの
試験条件は、1c相当の定抵抗放電と定電圧充電（2.45V/
セル、0.3c制限）の放電充電の繰り返しとした。なお各
試験鉛蓄電池に用いた極板の活物質重量は同一とした。
この比較試験の結果を、従来の鉛蓄電池Ｂの初期容量を
100として第２図に示す。第２図から明らかなように、
従来の鉛蓄電池Ｂよりも多孔度を高めて高容量化した鉛
蓄電池Ｃは、少ない充放電回数で容量が低下して、早期
に寿命に達している。これに対して、還元析出により形
成された活物質層を有する本発明の方法で製造した極板
を用いた電池Ａでは、多孔度が大きいにも拘らず、従来
の鉛蓄電池Ｂと同等以上の寿命性能を有していることが
分かる。従って、この点から見て本発明の方法で製造し
た極板を用いれば、電池の寿命性能が向上することが分
かる。
［発明の効果］ 本発明の製造方法によれば、電極基体上に還元析出に
より海綿状鉛層を形成するため、ペーストによって活物
質層を形成する場合と比べて、短期間に極板を製造する
ことができる利点がある。
より海綿状鉛層を形成するため、ペーストによって活物
質層を形成する場合と比べて、短期間に極板を製造する
ことができる利点がある。
第１図は本発明の方法で極板を製造する場合の一工程の
概略図、第２図は本発明の方法で製造した極板を用いた
鉛蓄電池と従来の鉛蓄電池との充放電サイクル寿命性能
試験の結果を示す線図である。 １……希硫酸水溶液、２……二酸化鉛粒子、３……電極
基体、４……枠、５……海綿状鉛層。
概略図、第２図は本発明の方法で製造した極板を用いた
鉛蓄電池と従来の鉛蓄電池との充放電サイクル寿命性能
試験の結果を示す線図である。 １……希硫酸水溶液、２……二酸化鉛粒子、３……電極
基体、４……枠、５……海綿状鉛層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/14 H01M 4/16
Claims (1)
- 【請求項１】二酸化鉛粒子を拡散させた水溶液中に電極
基体を浸漬し、該電極基体をカソードとして通電を行っ
て前記電極基体上に海綿状鉛層を還元析出し、該海綿状
鉛層を化成して鉛蓄電池用極板を製造することを特徴と
する鉛蓄電池用極板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284243A JP2787058B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鉛蓄電池用極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284243A JP2787058B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鉛蓄電池用極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03147256A JPH03147256A (ja) | 1991-06-24 |
| JP2787058B2 true JP2787058B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=17676017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284243A Expired - Fee Related JP2787058B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鉛蓄電池用極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787058B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4881041A (ja) * | 1972-02-02 | 1973-10-30 | ||
| JPS58121555A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | 鉛蓄電池の正極板 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284243A patent/JP2787058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03147256A (ja) | 1991-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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