JP4645039B2 - 円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法に関するものである。

円筒形密閉式鉛蓄電池は、薄型・長尺の正極板と負極板を使用すると共に、薄いセパレータを使用することで高出力化が図れる。セパレータを薄くすると、捲回工程での短絡の危険性があると共に、化成中での短絡の危険性がある。捲回工程での短絡の原因は、活物質ペーストの凹凸や異物混入が原因となることが多いが、これについては工程のクリーン度の向上、活物質ペーストを充填した後の平滑化処理で抑制することが可能である。一方、化成中の短絡はデンドライト析出が原因である。

デンドライトの析出を防止するため、電解液に硫酸水素塩を添加することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
特開平０８−１６２１４７号公報

しかしながら、セパレータを薄くしていくと、短絡の危険性が大きくなるのが現状である。

鉛蓄電池は、ニッケル水素電池やリチウム電池等と比較して、重量当たり出力或いは容積当たり出力が低いものの、安価であるため、小型で高出力な鉛蓄電池ができれば、その利用価値が増大する可能性がある。

本発明の目的は、化成中の短絡を抑制できる鉛蓄電池の製造方法を得ることにある。

本発明は長尺の正極板と負極板がセパレータを介して捲回された極板群を有する円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法を対象とする。

本発明に係る円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法では、未化成の捲回状態の前記極板群を過剰な硫酸溶液中に浸漬した状態で化成を行い、その後、電槽内に挿入して組み立てを行うことを特徴とする。

本発明の円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法では、未化成の捲回状態の極板群を硫酸溶液中に硫酸溶液中に浸漬した状態で化成を行い、その後、電槽内に挿入して組み立てを行うので、過剰な硫酸溶液中に未化成の捲回状態の極板群が浸漬されて化成が行われることになって、硫酸濃度の低下が緩和され、化成中での短絡を抑制することができる。

本発明の円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法を実施するための最良の形態では、未化成の捲回状態の極板群を硫酸溶液中に浸漬した状態で化成を行い、その後、電槽内に挿入して組み立てを行う。

このようにすることにより、化成中での短絡が抑制できる理由について以下に説明する。

円筒形密閉式鉛蓄電池は、薄く、長尺の正極板と負極板をセパレータを介して捲回して作成される。長尺の正極板と負極板を硫酸溶液中で化成した後に捲回すると、化成によって極板が硬化するため、捲回時に短絡が発生する。そのため、ペースト充填後の湿った状態の軟らかい極板の状態で、正極板と負極板をセパレータを介して捲回し、その後に電槽内に捲回状態の極板群を挿入してから、硫酸を注液し、電槽内で化成する。

この場合、化成中のデンドライトの析出による短絡は、次のように考えられる。硫酸を電槽内に注液すると、活物質が硫酸と反応して硫酸鉛になるため、硫酸濃度が低下する。密閉式鉛蓄電池は密閉化反応を成立させるため、硫酸量はセパレータ及び正，負極板が保持可能な量しか注液されないため、硫酸濃度が極めて低い状態になる。その後、化成を行うために通電すると、硫酸鉛から硫酸が放出され、硫酸濃度が上昇する。しかし、硫酸濃度が低下した状態では、硫酸鉛の溶解量が増加するため、セパレータ内に析出することになる。これが原因で、デンドライトの析出を引き起こす。従って、化成中での短絡は、硫酸濃度の著しい低下が原因で引き起こされる。

そこで、本発明では、過剰な硫酸溶液中に未化成の捲回状態の極板群を浸漬することで化成を行う。このようにすると、過剰な硫酸溶液中で化成が行われて、硫酸濃度の低下が緩和され、化成中での短絡が抑制される。その後、化成済みの捲回状態の極板群を電槽内に挿入して組み立てを行う。

以下、本発明の実施例について説明する。厚さ０．７ｍｍの鉛合金箔を用いて幅８０ｍｍ×長さ６００ｍｍの集電体を打ち抜き格子により作成した。

次に、この集電体を用いて極板を作成した。正極板は、酸化度７０％の鉛粉と希硫酸とを混練し、活物質ペーストを得て、この活物質ペーストを集電体に充填して形成した。負極板は、酸化度７０％の鉛粉に少量の炭素粉末、リグニン、バリウム化合物を加え、希硫酸と混練し、活物質ペーストを得て、この活物質ペーストを集電体に充填して形成した。

次に、これら正極板と負極板をセパレータを介して捲回し、乾燥して未化成の極板群を得た。ここで、セパレータは短絡状況を把握するために厚さ０．４ｍｍの薄いものを使用した。

従来例として、未化成の捲回状態の極板群を電槽内に挿入した後、上蓋を取り付け、電槽内に硫酸を注液した後、電槽内で化成して鉛蓄電池を作成した。

本発明品として、未化成の捲回状態の極板群を過剰な硫酸溶液中に浸漬した後、化成し、その後、電槽内に挿入して組み立てて鉛蓄電池を作成した。

表１にこれら電池をそれぞれ２０個作成し、化成中の短絡数を比較した結果を示した。従来例の電池（従来電池）は、２０個中９個短絡したのに対し、本発明の電池は１個も短絡することはなかった。従って、本発明の電池（本発明電池）は、化成中の短絡を抑制する効果がある。

Claims (1)

1. 長尺の正極板と負極板とがセパレータを介して捲回された極板群を有する円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法において、
   未化成の捲回状態の前記極板群を過剰な硫酸溶液中に浸漬した状態で化成を行い、その後、電槽内に挿入して組み立てを行うことを特徴とする円筒形密閉式鉛蓄電池の製造方法。