JP5668292B2 - 鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents
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Description
塩基性硫酸鉛は、一塩基性硫酸鉛、三塩基性硫酸鉛等を使用することができる。その添加量は、活物質中の鉛粉100質量部に対して、5〜30質量部が好ましい。これにより、正極板の活物質利用率を高くすることができる。なお、塩基性硫酸鉛の使用はコストアップの要因となり、また、塩基性硫酸鉛を多く添加すると、混練中におけるペースト状活物質の粘度変化が大きく、作業性が低下するという問題がある。さらに、塩基性硫酸鉛を多く添加すると、活物質の密度が低下し、活物質の利用率は向上するものの、電池としての容量(一定体積あたりの容量)が小さくなるという問題もある。このような観点からも、塩基性硫酸鉛の添加量は、前記の範囲が好ましい。
1.正極用ペースト状活物質の製造
図1に示すように、一酸化鉛を主成分とする鉛粉及び一塩基性硫酸鉛の粉末(合計質量が2000g)、黒鉛(平均粒子径20μm)、繊維長3mmのポリエステル繊維(4g)を混合し、水を加えた後、希硫酸(比重:1.260、400g)に鉛丹(600g)を加えて攪拌したスラリーを加え、混練して正極用のペースト状活物質を製造した。
上記において、一酸化鉛を主成分とする鉛粉と一塩基性硫酸鉛の粉末の配合割合は、両者の合計質量を2000gとし、鉛粉100質量部に対して一塩基性硫酸鉛の質量部を後述する表1〜3に示す量となるように調整した。また、黒鉛の配合質量部を、鉛粉100質量部に対して後述する表1〜3に示す量となるように調整した。
鉛粉等の混合粉末に加えた水の量は、ペースト状活物質の集電体への充填性を考慮し、ペースト状活物質がほぼ一定の硬さになるように適宜調整した。ここで、ペースト状活物質への一塩基性硫酸鉛及び水の添加量を多くすることによって、それを用いて製造されるペースト式正極板の活物質層の多孔度を高くすることができる。
後述する表1〜表3に示す仕様のペースト状活物質を用いて、未化成のペースト式正極板を製造した。すなわち、縦が70mm、横が40mm、厚みが3.8mmの格子形状をした鉛−カルシウム合金製の集電体に、それぞれの仕様のペースト状活物質を充填体積が一定として、充填する。なお、それぞれのペースト状活物質の充填量は、その密度を測定し、秤量して集電体に充填している。
一次放置:75〜85℃、相対湿度95〜98%、4〜8時間
二次放置:50〜65℃、相対湿度50%以上、20時間以上
3.負極板の製造
一酸化鉛を主成分とする鉛粉1000gに対して、リグニン(2g)、硫酸バリウム(1g)、ポリエステル繊維(1g)を混合し、水を加えた後、希硫酸(比重:1.260、130g)を加え、混練して負極用のペースト状活物質を製造した。
上記のペースト状活物質を用いて、未化成のペースト式負極板を製造した。すなわち、縦が70mm、横が40mm、厚みが2.1mmの格子形状をした鉛−カルシウム合金製の集電体に、上記のペースト状活物質を充填した後、熟成・乾燥をして未化成のペースト式負極板を製造した。
図2に示した常法の手順に従い、後述する各種仕様の制御弁式鉛蓄電池を製造した。すなわち、前述したペースト式正極板2枚、ペースト式負極板3枚を使用し、セパレータ(例えば、ガラス繊維製のリテーナ)を介して積層し同極性極板同士を溶接して極板群を作製し、電槽に挿入し、蓋を付け、各種の希硫酸電解液を注液した後に電槽化成をし、安全弁を付けて密封し、電槽化成後の電解液の比重が1.29、公称容量が2V−5Ahの制御弁式鉛蓄電池を製造した。ここで、本発明に係る制御弁式鉛蓄電池では、後述する表1〜表3に示すように電解液中にリン酸を添加して製造している。
(1)正極活物質利用率の測定
最初に、作製した制御弁式鉛蓄電池を満充電状態にまで充電をした後に、通常の試験条件である25℃、0.1CA相当の電流値で、1.8Vまで放電をして放電容量(Ah)を測定する。そして、測定された放電容量(Ah)と、充填されている正極活物質の理論容量(Ah)とから正極活物質の利用率を算出した。
(2)トリクル充電寿命試験
次に、制御弁式鉛蓄電池を60℃、2.23Vの定電圧でトリクル充電をする。そして、1ヶ月ごとに0.1CAの電流値で、1.8Vまで放電をして放電容量(Ah)を測定し、初期の放電容量(Ah)の70%となった時点を寿命とした。
実施例1、比較例1〜6
それぞれの制御弁式鉛蓄電池について、正極用のペースト状活物質中の鉛粉100質量部に対する一塩基性硫酸鉛の添加量、鉛粉100質量部に対する黒鉛の添加量及び希硫酸電解液中のリン酸の含有量の影響について測定した(表1)。なお、表1では、上述した鉛粉100質量部に対する一塩基性硫酸鉛添加量(質量部)、黒鉛の添加量(質量部)及び希硫酸電解液中のリン酸含有量(質量%)と、比較例1を100としたときの正極活物質利用率比率及びトリクル充電寿命との関係を示している。
希硫酸電解液中のリン酸の含有量を0.15質量%に固定して、正極用のペースト状活
物質中の一塩基性硫酸鉛、黒鉛の添加量の影響について測定した(表2)。
正極用のペースト状活物質中の鉛粉100質量部に対する一塩基性硫酸鉛の添加量を3
0質量部、鉛粉100質量部に対する黒鉛の添加量を1.5質量部に固定して、希硫酸電
解液中のリン酸の含有量の影響について測定した(表3)。
Claims (1)
- 未化成のペースト式正極板と未化成のペースト式負極板とを、セパレータを介して積層し、電解液を注液した後に電槽化成をして製造する鉛蓄電池の製造方法において、
前記ペースト式正極板は、鉛粉と一塩基性硫酸鉛の粉末と黒鉛粒子を必須成分として水と硫酸で混練したペースト状活物質を集電体に充填して製造され、前記ペースト状活物質中には、一酸化鉛を主成分とする鉛粉100質量部に対して、一塩基性硫酸鉛の粉末を15〜30質量部と、黒鉛を0.5〜1.5質量部含有し、前記電解液中にはリン酸を0.05〜1質量%含有することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
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