JPH03147256A - 鉛蓄電池用極板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉛蓄電池用極板及びその製造方法に関するも
のである。

［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。

［発明が解決しようとする課題］ 近年のポータプ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（要求されるようになってきている。また
ポータプ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、特にポータプ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。

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
極板及び該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］ 上記課題を解決するために、本発明の鉛蓄電池用極板で
は、電極基体の上に還元析出された海綿状鉛層を備えた
構造を有している。使用する場合に海綿状鉛層の化成が
行われるのは勿論である。

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。

［作用コ 上記のように、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、多孔度が太き（、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、本発明の極板によれば小型
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。

本発明の製造方法によれば、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。

［実施例コ 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。

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。電折浴に希硫酸溶液を用いる場
合には、Ｐｂ３０＋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の見掛は表面積に対
して電流密度３Ａ／ｄａｆ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４
ａ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。

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、ＩＣ相当の定抵抗放電と定電圧充電（２，４
５Ｖ／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。

［発明の効果コ 本発明によれば、電極基体上に還元析出された海綿状鉛
がデンドライト状の結晶構造を有しているため、多孔度
を大きくして、しかも電極基体との密着力を高くできる
。したがって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。

また本発明の製造方法によれば、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の極板を製造する場合の一工程の概略図
、第２図は本発明の実施例の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・・
・電算１図 第２図 充放電回数（回）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極基体と該電極基体の上に還元析出された海綿
   状鉛層とからなる鉛蓄電池用極板。
2. （２）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。