JPH0480511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電解液量が少なく制限され、遊離し
たフリーな電解液のない密閉形鉛蓄電池の電槽内
化成方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 密閉形鉛蓄電池は、充電時に正極より発生する
酸素ガスを負極に吸収させることで電解液の減少
を防いでいる。そこで負極には酸素を吸収できる
様に、気層（酸素）および液層（電解液）が同時
に接触しなればならない。この状態では負極は充
電と同時に放電をしているため、未化成極板を化
成することはできない。そのため一般に密閉形鉛
蓄電池は正極活物質を二酸化鉛に、負極活物質を
鉛にそれぞれ変化させる化成工程を電池組立以前
に電槽外で行なつている。

しかし、電槽外で化成することは、活物質の酸
化劣化を防止する即用乾燥処理をともなうこと、
さらに電池組立後に活性化のための初充電を必要
とするなど電池製造工程が煩雑となり、コスト高
となつていた。

これらの問題を解決する方法として電槽内で極
板を化成することが提案された。

すなわち、未化成の正極板と負極板および電解
液を保持吸収できるガラスマツトセパレータから
なる極板群を電槽内に収容するとともに、低濃度
の希硫酸電解液を溢液状態で加えて充電し、順次
高濃度の希硫酸を加えていつて化成完了時に電解
液を所定の濃度まで高めるとともに、所定の液量
まで減少させるものである。

これにより、電槽外で化成した場合に必要な、
即用乾燥処理および電池組立後の充電が不必要と
なつた。このことは量産化の上で非常に利点のあ
ることであつたが、このような製造法は電解液が
十分に存在する電池に適合するものであり、その
電池も正極格子と正極活物質との界面に不働態膜
を生じて過充電に弱く、早期に容量が低下するこ
とがわかつた。

またフリーな電解液のない密閉形鉛蓄電池で極
板に予め低濃度の希硫酸電解液を含ませ、余剰液
を排出した後高濃度の希硫酸電解液を注入して化
成処理する方法も提案されているが、排液工程を
必要とし、かつ高濃度電解液を充電するため、前
記と同様な過充電特性が弱く、容量低下が早いと
いう問題があつた。

発明の目的 本発明は正極、負極とも未化成極板を用いて電
槽内化成を行なう密閉形鉛蓄電池において、化成
方法を改良することで、耐過充電性能を向上させ
ることを目的とする。

発明の構成 本発明は過充電性能に影響を及ぼす正極板の化
成を主に低濃度希硫酸電解液中で行ない、化成終
了時に所定の電解液量および濃度とすることを特
徴とするものである。

従来、行なわれている電槽内化成を行なつた密
閉形鉛蓄電池は、耐過充電性能が悪く、電池容量
（10時間率）の15〜20倍の過充電電気量により、
容量が低下することがわかつた。これは、正極板
の劣化によるもので、正極格子と正極活物質との
間の密着性が低下するため起こることが判明し
た。この原因は化成終了時に所定の電解液量およ
び濃度とするため、高濃度の希硫酸電解液を多量
に加えて化成を行なうためである。このような化
成を行なうと、正極格子と活物質との密着性が低
下し、正極格子周囲部分が放電した場合に不働態
膜を形成して放電できなくなると推定できる。

そこで化成初期に主に行なわれる正極格子近傍
の活物質の化成を低濃度の電解液中で行なわせる
ため、第１の注液工程では低濃度の希硫酸電解液
を加え、極板に充分吸収させる時間を保つた後、
第２の注液を行なう。第２の注液工程では、第１
の注液よりも高濃度の希硫酸電解液を加えて直ち
に充電する。第２の注液工程で注入した電解液
は、拡散して第１の注液工程で注入した電解液と
混合しようとするが、高濃度硫酸の拡散は悪く、
セパレータがある場合には拡散はさらに遅くな
る。しかし化成終了時近くになると、極板より発
生したガスにより電解液が拡散され、化成終了時
には所定の電解液量および濃度となる。

また、第１の注液工程で注入する電解液は、
正、負極板と反応し硫酸鉛となるため、注入する
電解液濃度が低いと、活物質近傍の電解液はほと
んど中性近くなり、鉛の溶解度が上昇してサルフ
エーシヨン現象が発生し、内部短絡を起こすおそ
れがある。

しかし、これは第１の注液工程で注入する電解
液に硫酸ナトリウム又は硫酸マグネシウムからな
る中性塩を0.1〜５重量％加えることにより、鉛
の溶解度を下げて防止することができる。また、
中性塩の添加濃度は0.1重量％以下では効果は乏
しく、５重量％以上では放電容量が低下するので
好ましくない。

実施例の説明 未化成の正、負極板および電解液を保持吸収で
きるガラスマツトセパレータからなる極板群を電
槽内に収容させた、10時間率容量3Ahの密閉形鉛
蓄電池の電槽内化成方法を以下に述べる。

（第１の注液工程） 濃度５％の希硫酸17.2mlに硫酸ナトリウムを
0.3ｇ加えた電解液を注入する。

（第２の注液工程および充電） 第１の注液工程完了後15分経過した後、濃度49
％の希硫酸18.4mlを加え、電池内に外部より酸素
が入らないように弁をする。注液15分経過後
0.3Aの電流で40時間化成を行なつた。

電槽化成終了後に電解液は希硫酸濃度41.5％、
液量27mlに保つことができた。

次に本発明の化成方法による電池Ａと、従来の
化成方法による電池Ｂの過充電性能の効果を以下
に示す。

本発明の化成方法による電池は、前記実施例で
示した10時間率で3Ahの容量である。

一方、従来の電槽化成は濃度31重量％の希硫酸
35.3mlに、硫酸ナトリウムを加えて注液した後、
電池内に外部より酸素が入らないように弁を施し
た後、0.3Aで40時間充電したものである。充電
後の電解液量および濃度は本発明と同様となつ
た。本発明の化成方法による電池Ａおよび従来の
化成方法の電池Ｂを0.05C（0.15A）で過充電を行
なつた時の容量の変化を図に示す。

なお、容量は過充電量25Ah毎に0.2C（0.6A）で
放電し、電圧が10.5Vに低下するまでの放電持続
時間をもとに測定した。この結果より本発明の化
成方法は、従来の化成方法に比較しきわめて耐過
充電性能が向上していることがわかつた。また正
極板の化成進捗度が高く、初期に高容量が得られ
ることがわかつた。

発明の効果 本発明の化成方法によれば、従来の電槽内化成
では弱かつた耐過充電性能をきわめて向上させる
ことができ、かつ密閉形電池の製造工程の簡素化
によりコストの低減も可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の化成方法による電池Ａと、従来の
化成方法による電池Ｂとの過充電による容量変化
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解液の吸収保持体をなすセパレータで正、
   負極板間を隔離し、かつ電解液量が少なく制限さ
   れた密閉形鉛蓄電池の化成方法であつて、極板群
   を収容した電槽内に、所定の濃度および液量に満
   たない希硫酸電解液を注入して極板群に電解液を
   浸透させる第１の注液工程と、第１の注液工程の
   希硫酸電解液よりも高濃度の希硫酸電解液を補足
   する第２の注液工程と、充電電流を流して化成
   し、化成終了時に所定の電解液量および濃度とす
   る化成工程とを有することを特徴とする密閉形鉛
   蓄電池の化成方法。 ２ 第１の注液工程で注入する電解液量が、容量
   比で化成終了時の電解液量の30〜70％であり、か
   つその希硫酸濃度が化成終了時の1/2以下である
   特許請求の範囲第１項記載の密閉形鉛蓄電池の化
   成方法。 ３ 第１の注液工程における注入電解液に、硫酸
   ナトリウムまたは硫酸マグネシウムを0.1〜５重
   量％加えた特許請求の範囲第１項、第２項のいず
   れかに記載の密閉形蓄電池の化成方法。