JPH04155761A - 鉛蓄電池の製造方法 - 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 本発明は鉛蓄電池の製造方法に関し、特にアルカリ金属
イオンまたはアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方
を含む希硫酸を化成に用いる製造方法に関する。

従来の技術 軽薄短小の市場ニーズに答え、鉛蓄電池の分野でも小形
高性能タイプの電池が主流になってきた。この種の電池
は限られたスペースの中に多くの極板を収納する構成の
ため、電解液中の硫酸量に対する活物質量が多く、過放
電した時は電解液中の硫酸はほとんどなくなり、極めて
中性に近い状態になる。この場合、鉛の溶解度が急激に
増大し、再度充電した時にセパレータ上に鉛化合物が析
出する。しかもこの種の電池は非常に薄いセパレータを
採用しているのが一般的であり、セパレータ上に析出し
た鉛化合物が充電されてデンドライトを発生し正極板と
負極板が短絡に至る可能性も極めて高い。以上のように
、小形高性能タイプの電池は軽薄短小という市場ニーズ
を満足するようになったが、過放電後の充電時に発生す
るいわゆるデンドライトによる内部短絡という新たな課
題を残すようになった。

発明が解決しようとする課題 上記従来の課題を解決する方法のひとつとして、電解液
中にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の硫酸塩を存
在させる方法がある。上記硫耐塩が電解液中に存在する
と、過放電状態においても電解液中の硫酸イオンを一定
濃度確保し、そＣ結果鉛イオンの溶解を抑制する。業界
の常識又は、硫酸塩を添加する濃度は０．０１〜０．０
２ｍｏｌ／ｌ程度で十分であった。ところが、上＝ｉの
ような小形高性能タイプの電池の構成では不→分である
。本発明はこのような課題を解決するもので、過放電後
の充電時にデンドライトの発生しない小形高性能タイプ
の電池を実現する鉛蓄電泪の製造方法を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の鉛蓄電池の＄遣方法は
電解液中にアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属
イオンの少なくとも一方または彰和が０．０３ｍｏ＆、
／Ｐ以上存在するように、３０℃以上４５℃以下の希硫
酸にアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンを含む
塩を添加し、十分撹拌した後電池各セルに注液して化成
する。さらｌ　　に、電池に注液しようとする化成用の
希硫酸より！　　高濃度の希硫酸と水を混合する際に発
生する希釈熱を利用して、前記化成用の前記３０℃以上
４５〉　　℃以下の温度に調整するものである。

作用 この構成により本発明の鉛蓄電池の製造方法１　　は、
３０℃以上４５℃以下の希硫酸にアルカリ土類金属塩ま
たはアルカリ土類金属塩を添加して作成した、アルカリ
金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの少なくとも
一方または総和を０．０３ｏ＋ｏｅ／ｅ以上含む希硫酸
を、極板を収納した電槽内に注入して化成することによ
り、所定の前記アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類
金属イオンの濃１　　度を電解液中に確保することによ
り、過放電後の充電時にデンドライトの発生を抑制する
こととなる。

実施例 以下本発明の一実施例の鉛蓄電池の製造方法について図
面を基にして説明する。

まず電解液中のアルカリ金属イオン濃度とデンドライト
抑制の効果の関係について試験した。試験条件は、アル
カリ金属イオン濃度が０．０１６〜０．０３６ｍｏ＆　
／ｅの範囲で、Ｏ，ＯＯ２ｍｏｌ／ｌ刻みで１１種類の
電解液を作成して、各５個ずつの小形高性能タイプの電
池のセルについて試験した。その結果は第１表に示すよ
うに、従来業界の常識になっていたデンドライト抑制に
効果のある電解液中のアルカリ金属イオン濃度とされて
いた０、０１〜０．０２ｍｏｌ／ｌよりはるかに多い０
．３ｍｏｅ　／ｅ以上でなければ完全にデンドライト発
生を防止することができないということが明らかになっ
た。

（以　　下　　余　　白） ×・・・・・・デンドライト発生あり ○・・・・・・デンドライト発生なし 次に量産試験レベルの１５０個の小形高性能タイプの電
池のセルについて、所定の濃度の希硫酸が入っている槽
にナトリウムイオン濃度が０．０３ｍｏｅ／ｉ！になる
ように硫酸ナトリウムを添加し、この希硫酸を各セルに
注液して化成を行なった。このセルに過放電後の充電時
におけるデンドライト発生の有無を確認した。その結果
デンドライトの発生していない良好なセルは４８個、デ
ンドライトが発生していたセルは１０２個と第１表の結
果とは異なった結果であった。

そこで試験した１５０セル中の電解液中の硫酸ナトリウ
ムの定量分析を行なったところ、第２表に示すようにセ
ルによりナトリウムイオン濃度にばらつきがあることが
明らかになった。しかもその平均値は添加したはずの０
．０３ｍｏｌ／ｌより少なくなっている。硫酸ナトリウ
ムを添加した檜を調べたところ、底部に希硫酸中に溶解
しなかった硫酸ナトリウムか残っていた。硫酸ナトリウ
ムは水に対して約１．５ｍｏＣ／２溶解する溶解性の良
好な物質であるが、実際には溶解させようとした時凝集
したりしてなかなか溶解しにくいことがわかった。

（以　　下　　余　　白） 第　　２　　表 そこで希硫酸（２５ｗｔ％）にナトリウムイオン濃度が
０．０１〜０．０５ｍｏｅ／ｉ！の範囲になるように、
各濃度相当量の硫酸ナトリウムを添加し、完全に溶解す
るまでの時間を測定した。なお希硫酸の温度は２０℃一
定とし、硫酸ナトリウム添加後はすべて同一条件で撹拌
した。第２図から明らかなように、添加量が増えるに従
って硫酸ナトリウムが完全に溶解するまでの時間が長く
なる。

硫酸ナトリウムを短時間に希硫酸に溶解させるためには
希硫酸の温度を高くしておく方が有利であり、３０℃以
上にするとかなり効果が見られる。しかしあまり高温に
した場合、電槽に注液して化成する際充電効率を低下さ
せようという問題が生じるため、希硫酸の温度は最高で
も４５℃以下であることが望ましい。

種々の温度の希硫酸（２５ｗｔ％）を用意し、硫酸ナト
リウムをナトリウムイオン濃度が０．０３ｍｏｌ／ｌに
なるように添加し、完全に溶解するまでの時間を測定し
た。なお硫酸ナトリウム添加後はすべて同一条件で撹拌
した。第１図から明ｉかなように、希硫酸の温度が高く
なるに従ってジ全に溶解するまでの時間が短くなる。特
に３０’Ｙ未満の領域では溶解時間の温度依存性が高い
が、３０℃以上では溶解時間の湿度依存性は低く４る。

従って溶解する際の希硫酸の温度は３０’ｌＺ泥上４５
℃以下が生産上も好都合である。

希硫酸の温度を３０℃以上４５℃以下に調整する方法と
しては、槽全体を加温するなど外部か続エネルギーを加
えてもよいが、化成用の希硫酸ｑ濃度より高濃度の希硫
酸と水を混合することによって発生する希釈熱を利用し
て所定濃度の化に用の希硫酸を調整すれば極めて効率的
である。

発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明Ｃ鉛蓄電池
の製造方法によれば、３０℃以上４５て以下の希硫酸に
アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を添加して作
成したアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオ
ンの少な（とも−方、または総和を０．０３ｍｏＱｙ’
Ｑ以上含む希硫５　　　酸を、極板を収納した電槽内に
注入して化成するど　　　ことにより、過放電後の充電
時にデンドライトの発生を抑制するとともに、０．０３
ｍｏｌ／ｌ以上ものアルカリ金属またはアルカリ土類金
属を含むに　　　添加物質を短時間に溶解させ、品質上
バラツキのｌ　　　少ない電池を効率的に生産すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の鉛蓄電池の製造方法におけ
る希硫酸（２５ｗ　ｔ％）に硫酸ナトリウ）　　　ムを
０．０３ｍｏ２／ｅ添加した際の溶解時間の温度依存性
を示すグラフ、第２図は同希硫ｉ！ＩＩ（２５ｗｔ％）
に硫酸ナトリウムを添加する際の溶解時間のナトリウム
イオン濃度依存性を示すグラフである。 〉　　　　代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ほか２名第
１図 ：Ｌ　ｆｉｒ　（・Ｃ。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３０℃以上４５℃以下の希硫酸にアルカリ金属塩
   またはアルカリ土類金属塩を添加して作成した、アルカ
   リ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの少なくと
   も一方または総和を ０．０３ｍｏｌ／ｌ以上含む希硫酸を、極板を収納した
   電槽内に注入して化成する鉛蓄電池の製造方法。
2. （２）化成用の希硫酸より高濃度の希硫酸と水とを混合
   し、所定濃度の前記化成用の希硫酸を調整することによ
   り発生する希釈熱を利用し、前記化成用の希硫酸を３０
   ℃以上４５℃以下に調整する請求項１記載の鉛蓄電池の
   製造方法。