JP4601834B2 - 鉛蓄電池の電槽化成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は鉛蓄電池、特に密閉形鉛蓄電池の電槽化成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉛蓄電池、特に密閉形鉛蓄電池は、電槽内に正極板，負極板から構成する極板群を収納し、電槽内に電池として必要とする電解液の全量あるいはそれ以上を注入し、電槽内に電解液がある程度浸透してから化成処理を行っていた。電解液としては濃度を調整した硫酸水溶液を用い、化成処理後に電解液が余れば、電池を反転して余剰電解液を排出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、鉛蓄電池の高容量化、高出力化のニーズに対応するために、極板枚数及び活物質量を増加する必要性から、電槽内の空間体積を可能な限り減少させるようになってきている。このように電槽内の空間体積を減少させると電槽内へ電解液を注入する際に中々電解液が電槽内に入っていかない。
【０００４】
即ち、電槽内に電池として必要量の電解液を注入するには、１度の注入では入りきらず、電解液を極板群内に浸透させてから再度注入する作業を数回行わなければならなかった。このため、電解液が極板群内に浸透する間中、作業を中断しなければならず、この中断時間が季節、その日の温度等により変化するため、日毎に中断時間の設定変更を行わなければならず、最終的には注入時間が一定しないために作業が標準化できず、煩雑となっていた。
また、電槽化成時に電槽内部で発生するガスにより電解液が電槽の外へ溢れ出てしまい、電槽化成後に溢れた分だけ補充するが、各セル間で溢れる量が異なるために注液量が一定せず、各セル間への電解液の補充作業が複雑化する欠点があり、電池の製造には多くの経験と熟練した技術が必要であった。
【０００５】
また、電槽内に必要量以上の電解液を注入後に電槽化成処理を行い、化成処理後に余剰の電解液を、電池を反転して排出する方法では、前記方法と同様に注液が一度で済まずに数回となり、その間の時間が日々アンバランスとなって標準化できず、電池を反転して電解液を排出する作業に熟練を要し、各セル間での注液量が一定しない等の問題点があった。
【０００６】
さらに、極板枚数の増加、活物質の増加に伴い電槽内の空間が狭くなることにより電解液の浸透性が著しく低下し、蓋の中央に穿設された注液口から注液した電解液が、極板群の端部に到達する時には注入口側から化成反応が始まるため電解液の硫酸濃度が低下し、極板群の端部でデンドライトショートが発生し、電池寿命を極端に低下させる等の問題点も発生している。
本発明はこのような課題を解決するもので、生産性に優れ、品質の安定した鉛蓄電池の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題、問題点を解決するために、本発明の鉛蓄電池の製造方法は、極板群を収納した電槽内に、電解液を必要量の７０〜８０％注入した段階で電槽化成処理を行い、電槽化成処理後に電解液を補充して電池として必要量の電解液量とすることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、前記化成処理前に注入する電解液の硫酸濃度が、完成電池として必要な硫酸量の９０〜１００％を含有する濃い濃度とし、化成処理後に補充する濃度の薄い電解液で硫酸濃度を完成電池として必要な濃度に調整するものとする。
【０００９】
【作用】
本発明は、電槽化成前に電槽内に注液する電解液の量を必要注液量の７０〜８０％とする。電槽内に注液する電解液の量を必要注液量の７０〜８０％とするのは、電槽内に一度に注液できる量が８０％以下であり、また、電槽化成に必要な電解液の量が７０％以上であるからである。このように、一度に注入できる量だけ電槽内に電解液を注入するので、電槽の各セル内に規定量の電解液を注入することができ、しかも、化成処理時に発生するガスにより電解液が電槽外に溢れることがないので、化成処理後に補充する電解液の量も規定量注液すればよく、従って各セル間で、電解液量のバラツキが生じるようなこともない。
【００１０】
ところで、電槽化成するにあたり、必要量の７０〜８０％の電解液量では、通常濃度の電解液を使用すると、上述したように極板群の端部で電解液の濃度が低下してデンドライトショートの発生が懸念される。そのような時には、最初に注液する電解液の濃度を濃くし、極板群の端部における電解液濃度をデンドライトショートを発生しない濃さに維持し、化成後に濃度の薄い、あるいは硫酸の入っていない水のみを注入して最終製品として必要な電解液濃度に調整すると、デンドライトショートの発生を防止することができ、好ましい。
【００１１】
電槽化成処理時にデンドライトショートの発生が懸念される場合には、最初に注液する電解液の濃度を、完成電池として必要な硫酸量の９０〜１００％を含有する濃度とするとよい。電解液の濃度が完成電池として必要な硫酸量の９０％以下では発生が予測されるデンドライトショートを防止するのが困難であり、１００％を超えると化成処理後に補充する電解液で電池として必要な電解液濃度にまで薄めることができないためである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
密閉形鉛蓄電池に使用されている電槽に、鉛合金からなる基板に鉛粉を必要により添加剤を混合して希硫酸で練り上げたペースト状活物質を充填塗布した正極板７枚、負極板６枚をセパレータとしてリテーナマットを介して交互に積層した極板群を収納し、電槽に蓋を施して密閉形鉛蓄電池を組み立てた。この組み立てた電池を各１００個ずつ５組に分けて電槽内に濃度２８ｗｔ％の電解液を、電池としての必要量２００ｍｌに対して、表１に示す量注入し、休止回数を数えると共に、化成処理時の電解液の溢れ具合を観察した。結果を表１に併記する。なお、電解液の濃度を２８ｗｔ％としたのは、化成処理時に極板に含まれる硫酸分が徐々に出て、最終的には電池として最適な電解液濃度である３５〜３７．５ｗｔ％になるからである。
【００１３】
【表１】

【００１４】
表１から明らかなように、電解液を１回の作業で注入できる量は８０％までであり、９０％注入するには２回の休止時間（電解液が浸透するのに要する時間）を必要とした。また、９０％以上電解液を注入すると化成処理時に電解液が溢れる現象が発生した。この実験結果から１回で注液できる量は８０％までであり、８０％以下であれば化成処理時に電解液が溢れることもないことを確認した。
【００１５】
なお、電解液の量が６０％の場合は、極板群全体に電解液が浸透せず、電解液浸透不良によるデンドライトショートの発生が多発し、６０％以下の電解液量では化成処理に適さないことを同時に確認した。
【００１６】
次に、前記と同様の条件で電池を組み立て、これを各１００個ずつ４組に分けて硫酸濃度の異なる電解液を、電池として必要な量の８０％を１回で注液して化成処理し、デンドライトショートの発生状況を観察した。電解液の硫酸濃度とデンドライトショート発生状況を表２に示す。なお、完成電池としての必要な硫酸量を濃度３５％とした。
【００１７】
【表２】

【００１８】
なお、化成処理後に補充する２０％の電解液の硫酸濃度は、次の通りである。
１組（７０％の場合） 濃度：４５ｗｔ％
２組（８０％の場合） 濃度：３３ｗｔ％
３組（９０％の場合） 濃度：１９ｗｔ％
４組（１００％の場合） 水のみ
表２から明らかなように、電解液の硫酸濃度が必要量の８０％以下ではデンドライトショートの発生を抑えることができず、９０％以上の濃度が有効であることが確認できた。なお、必要な量の７０％を注液した場合もほぼ同様な結果が得られた。
【００１９】
【発明の効果】
以上実施形態の説明により明らかなように、本発明の鉛蓄電池の製造方法によれば、極板群を収納した電槽内に、電解液を必要量の７０〜８０％注入した段階で電槽化成処理を行い、電槽化成処理後に電解液を補充して電池として必要量の電解液量とすることにより、各セル間の電解液量にバラツキがなく、規定量注液することができるので、作業の標準化が可能となり、安定した出力の鉛蓄電池を提供できる。
【００２０】
また、前記化成処理前に注入する電解液の硫酸濃度が、完成電池として必要な硫酸量の９０〜１００％を含有する濃い濃度とし、化成処理後に補充する濃度の薄い電解液で硫酸濃度を完成電池として必要な濃度に調整することにより、デンドライトショートが発生せず、性能の安定した鉛蓄電池を提供できる等の優れた効果を有するものである。

Claims (1)

1. 極板群を収納した電槽内に、電解液を必要量の７０〜８０％注入した段階で電槽化成処理を行い、電槽化成処理後に電解液を補充して電池として必要量の電解液量とすると共に、前記化成処理前に注入する電解液の硫酸濃度が、完成電池として必要な硫酸量の９０〜１００％を含有する濃度とし、化成処理後に補充する電解液で硫酸濃度を完成電池として必要な濃度に調整することを特徴とする密閉形鉛蓄電池の電槽化成方法。