JPH0513074A - 鉛蓄電池用ペースト式正極板の製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池用ペースト式正極板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0513074A JPH0513074A JP3183699A JP18369991A JPH0513074A JP H0513074 A JPH0513074 A JP H0513074A JP 3183699 A JP3183699 A JP 3183699A JP 18369991 A JP18369991 A JP 18369991A JP H0513074 A JPH0513074 A JP H0513074A
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- slurry
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 初充電電気量を削減し、初充電時間を短縮す
る。 【構成】 まず鉛丹および希硫酸をミキサーに供給し、
両者を混合して二酸化鉛を含む鉛丹スラリーを製造す
る。つぎに上記スラリーと鉛粉とをペースト混練機に供
給し、両者を混練して鉛蓄電池用正極ペーストを調製す
る。調製した正極ペーストを格子体に充填して鉛蓄電池
用ペースト式正極板を製造する。
る。 【構成】 まず鉛丹および希硫酸をミキサーに供給し、
両者を混合して二酸化鉛を含む鉛丹スラリーを製造す
る。つぎに上記スラリーと鉛粉とをペースト混練機に供
給し、両者を混練して鉛蓄電池用正極ペーストを調製す
る。調製した正極ペーストを格子体に充填して鉛蓄電池
用ペースト式正極板を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はペースト式鉛蓄電池正極
板の製造方法の改良に関するものである。
板の製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池用のペースト式未化成正極板
は、酸化鉛（ＰｂＯ）が６０〜８０％、残部金属鉛（Ｐ
ｂ）からなる鉛粉の一定量に濃度既知の希硫酸の一定量
を徐々に加えながら混練して調製した蓄電池ペーストを
鉛合金からなる格子体に充填し、熟成を施して製造され
ている。このようにして製造された未化成の正極板はセ
パレータを介して同様の工程で製造された負極板と組み
合せて未充電の鉛蓄電池とし、比較的高い比重の希硫酸
を注液して初充電（化成）を行ない充電済み鉛蓄電池と
する。
は、酸化鉛（ＰｂＯ）が６０〜８０％、残部金属鉛（Ｐ
ｂ）からなる鉛粉の一定量に濃度既知の希硫酸の一定量
を徐々に加えながら混練して調製した蓄電池ペーストを
鉛合金からなる格子体に充填し、熟成を施して製造され
ている。このようにして製造された未化成の正極板はセ
パレータを介して同様の工程で製造された負極板と組み
合せて未充電の鉛蓄電池とし、比較的高い比重の希硫酸
を注液して初充電（化成）を行ない充電済み鉛蓄電池と
する。
【０００３】ここで、正極板を充分に化成するために
は、正極活物質である二酸化鉛（ＰｂＯ2 ）の理論電気
量（ＰｂＯ2 １ｇ当り０．２２４Ａｈ）の３倍程度の電
気量が必要である。このように余分の電気量が必要なの
は、電池の充電中に水が電気分解するためである。
は、正極活物質である二酸化鉛（ＰｂＯ2 ）の理論電気
量（ＰｂＯ2 １ｇ当り０．２２４Ａｈ）の３倍程度の電
気量が必要である。このように余分の電気量が必要なの
は、電池の充電中に水が電気分解するためである。
【０００４】そこで、電池の充電効率を改善する方法と
して、鉛粉と鉛丹（Ｐｂ3 Ｏ4 ）の混合物を希硫酸で混
練して調製した蓄電池ペーストを使用することがある。
これは未化成の正極活物質中に含まれるＰｂ3Ｏ4 と電
池に注液したＨ2 ＳＯ4 との反応によって生成するＰｂ
Ｏ2 が核となって正極板の充電効率を改善しょうとする
ものである。
して、鉛粉と鉛丹（Ｐｂ3 Ｏ4 ）の混合物を希硫酸で混
練して調製した蓄電池ペーストを使用することがある。
これは未化成の正極活物質中に含まれるＰｂ3Ｏ4 と電
池に注液したＨ2 ＳＯ4 との反応によって生成するＰｂ
Ｏ2 が核となって正極板の充電効率を改善しょうとする
ものである。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】上述したように、従
来、鉛蓄電池の初充電電気量は理論電気量に対して３倍
もの電気量が必要であった。また、充電に要する時間は
鉛蓄電池の大きさによって異なるが、通常２０〜４０時
間かけて充電しなければならなかった。鉛蓄電池の充電
コストの低減や充電設備の稼働率を高くするためには、
より少ない電気量で短時間に充電できることが望まし
い。
来、鉛蓄電池の初充電電気量は理論電気量に対して３倍
もの電気量が必要であった。また、充電に要する時間は
鉛蓄電池の大きさによって異なるが、通常２０〜４０時
間かけて充電しなければならなかった。鉛蓄電池の充電
コストの低減や充電設備の稼働率を高くするためには、
より少ない電気量で短時間に充電できることが望まし
い。
【０００６】そこで、鉛粉に鉛丹を混ぜて蓄電池ペース
トを調製する方法が従来から採用されているわけである
が、鉛丹の製造コストが高いために、多量の鉛丹を添加
するとかえって電池の製造コストが高くなるという問題
があった。また、短時間で電池を初充電する場合は、鉛
丹を添加してもかならずしもよい結果が得られなかっ
た。
トを調製する方法が従来から採用されているわけである
が、鉛丹の製造コストが高いために、多量の鉛丹を添加
するとかえって電池の製造コストが高くなるという問題
があった。また、短時間で電池を初充電する場合は、鉛
丹を添加してもかならずしもよい結果が得られなかっ
た。
【０００７】従来法によっても、鉛丹を添加すれば確か
に正極板の充電効率は改善され、同じ電気量で充電した
鉛丹の無添加品と比べて充電後に生成するＰｂＯ2 の量
が多くなる。しかし、鉛粉と鉛丹を混合した後に硫酸を
加えて混練するという従来の蓄電池ペーストの調製方法
では、鉛丹を添加した効果が充分に得られない。
に正極板の充電効率は改善され、同じ電気量で充電した
鉛丹の無添加品と比べて充電後に生成するＰｂＯ2 の量
が多くなる。しかし、鉛粉と鉛丹を混合した後に硫酸を
加えて混練するという従来の蓄電池ペーストの調製方法
では、鉛丹を添加した効果が充分に得られない。
【０００８】これは鉛丹よりも鉛粉の反応性が高いため
に、次式で示すごとく鉛粉中のＰｂＯと硫酸との反応が
優先的に起こり、 ＰｂＯ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＝ＰｂＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ （１） 鉛粉に添加した鉛丹は未反応のままペースト中に残って
しまうからである。
に、次式で示すごとく鉛粉中のＰｂＯと硫酸との反応が
優先的に起こり、 ＰｂＯ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＝ＰｂＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ （１） 鉛粉に添加した鉛丹は未反応のままペースト中に残って
しまうからである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、鉛粉
と鉛丹を混合することなく、あらかじめ鉛丹のみを希硫
酸と混合することによって、できるだけ少ない鉛丹の添
加量で電流効率の向上と充電時間の短縮を可能にした。
すなわち、まず鉛丹と硫酸を反応させると次式にしたが
ってＰｂＯ2 が生成する。
と鉛丹を混合することなく、あらかじめ鉛丹のみを希硫
酸と混合することによって、できるだけ少ない鉛丹の添
加量で電流効率の向上と充電時間の短縮を可能にした。
すなわち、まず鉛丹と硫酸を反応させると次式にしたが
ってＰｂＯ2 が生成する。
【００１０】 Ｐｂ3 Ｏ4 ＋２Ｈ2 ＳＯ4 ＝ＰｂＯ2 ＋２ＰｂＳＯ4 ＋２Ｈ2 Ｏ （２） そこでＰｂＯ2 を含むスラリーと鉛粉とを混練して調製
した正極ペーストを充填すれば、未化成の正極板中にＰ
ｂＯ2 が含まれることになり、電池の充電効率の大幅な
改善や充電時間の短縮が可能になることがわかった。
した正極ペーストを充填すれば、未化成の正極板中にＰ
ｂＯ2 が含まれることになり、電池の充電効率の大幅な
改善や充電時間の短縮が可能になることがわかった。
【００１１】
【実施例】図１に本発明の鉛蓄電池正極場の製造工程を
示す。ここで１は鉛丹の貯蔵タンク、２は希硫酸の貯蔵
タンク、３は一定量の鉛丹を供給するための粉体定量供
給機および４は希硫酸の定量供給機である。定量供給機
から供給された一定量の鉛丹と希硫酸はミキサー５内に
導かれ、攪拌羽根６によって一定時間混合されてＰｂＯ
2 を含む鉛丹スラリーが調製される。
示す。ここで１は鉛丹の貯蔵タンク、２は希硫酸の貯蔵
タンク、３は一定量の鉛丹を供給するための粉体定量供
給機および４は希硫酸の定量供給機である。定量供給機
から供給された一定量の鉛丹と希硫酸はミキサー５内に
導かれ、攪拌羽根６によって一定時間混合されてＰｂＯ
2 を含む鉛丹スラリーが調製される。
【００１２】このスラリーは流動性があり、ＰｂＯ2 の
生成とともにその色調が朱色から赤褐色に変化すること
から上述した（２）式の反応が起こっていることがわか
る。７は攪拌羽根の駆動用モーターである。混合の初期
はスラリーが酸性を呈し、その材質が鉄の場合は鉛蓄電
池に有害な物質である鉄が溶出する危険性があるので、
その内面および攪拌羽根にテフロン加工するなどの処理
を施して耐酸性をもたせてある。
生成とともにその色調が朱色から赤褐色に変化すること
から上述した（２）式の反応が起こっていることがわか
る。７は攪拌羽根の駆動用モーターである。混合の初期
はスラリーが酸性を呈し、その材質が鉄の場合は鉛蓄電
池に有害な物質である鉄が溶出する危険性があるので、
その内面および攪拌羽根にテフロン加工するなどの処理
を施して耐酸性をもたせてある。
【００１３】ここでテフロン加工の代わりに耐酸性の繊
維強化合成樹脂（ＦＲＰ）を用いてミキサーを作製して
もよい。混合中は鉛丹と硫酸の反応熱によってスラリー
の温度が上昇するのでミキサーに水冷装置を設けるのが
望ましい。調製されたスラリーは弁８を経由してその内
部に攪拌羽根６を有する鉛丹スラリーの貯蔵タンク９に
貯蔵される。なお、この時点では（２）式の反応が完了
しているので、鉛丹スラリーの貯蔵タンク９には耐酸処
理を施す必要はない。
維強化合成樹脂（ＦＲＰ）を用いてミキサーを作製して
もよい。混合中は鉛丹と硫酸の反応熱によってスラリー
の温度が上昇するのでミキサーに水冷装置を設けるのが
望ましい。調製されたスラリーは弁８を経由してその内
部に攪拌羽根６を有する鉛丹スラリーの貯蔵タンク９に
貯蔵される。なお、この時点では（２）式の反応が完了
しているので、鉛丹スラリーの貯蔵タンク９には耐酸処
理を施す必要はない。
【００１４】ついでスラリーはポンプ１０で各々のペー
スト混練機１２に付設されている鉛丹スラリー定量供給
装置１１に送られ、その一定量が秤量されてペースト混
練機１２に供給される。
スト混練機１２に付設されている鉛丹スラリー定量供給
装置１１に送られ、その一定量が秤量されてペースト混
練機１２に供給される。
【００１５】一方、鉛粉の貯蔵タンク１３から供給され
る鉛粉は粉体の定量供給機３でその一定量が秤量されて
やはりそれぞれのペースト混練機１２に供給され、両者
は一定時間混練されて鉛蓄電池用正極ペーストが調製さ
れる。調製された蓄電池ペーストは充填機１４に供給さ
れ、格子体に充填されて正極板が製造される。
る鉛粉は粉体の定量供給機３でその一定量が秤量されて
やはりそれぞれのペースト混練機１２に供給され、両者
は一定時間混練されて鉛蓄電池用正極ペーストが調製さ
れる。調製された蓄電池ペーストは充填機１４に供給さ
れ、格子体に充填されて正極板が製造される。
【００１６】次に本発明による鉛蓄電池用正極板製造方
法で製造した正極板を用いて作製した鉛蓄電池の初充電
特性および電池性能の試験結果について説明する。試験
にはＰｂＯ７５％、残部Ｐｂの鉛粉とＰｂ3 Ｏ4 の純度
９４．０％の鉛丹を用いて密度が３．８ｇ／ｃｍ3 の正
極ペーストを調製し、鉛ーアンチモン合金の格子体に充
填し、熟成を施した未化成の正極板を用いた。負極板は
正極板よりも容量の大きいものを使用し、５時間率の公
称容量が約２８Ａｈの鉛蓄電池を組み立てた。
法で製造した正極板を用いて作製した鉛蓄電池の初充電
特性および電池性能の試験結果について説明する。試験
にはＰｂＯ７５％、残部Ｐｂの鉛粉とＰｂ3 Ｏ4 の純度
９４．０％の鉛丹を用いて密度が３．８ｇ／ｃｍ3 の正
極ペーストを調製し、鉛ーアンチモン合金の格子体に充
填し、熟成を施した未化成の正極板を用いた。負極板は
正極板よりも容量の大きいものを使用し、５時間率の公
称容量が約２８Ａｈの鉛蓄電池を組み立てた。
【００１７】初充電は比重１．２４の希硫酸を注液して
から正極の理論電気量に対して１．５倍の電気量を１０
時間通電して行なった。この条件は従来に比較してほぼ
２分の１の充電電気量および充電時間である。初充電終
了後は電解液比重を１．２８に調整したのち放電試験を
行なった。表１に初充電後の正極活物質の分析結果と２
５゜Ｃにおける５時間率容量を示す。
から正極の理論電気量に対して１．５倍の電気量を１０
時間通電して行なった。この条件は従来に比較してほぼ
２分の１の充電電気量および充電時間である。初充電終
了後は電解液比重を１．２８に調整したのち放電試験を
行なった。表１に初充電後の正極活物質の分析結果と２
５゜Ｃにおける５時間率容量を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１において電池Ａは鉛粉に鉛丹を添加し
ない正極板を用いたもので、本実施例のように充電電気
量の少ない短時間充電では電池の放電性能が劣り、完全
に充電不足であった。電池Ｂ〜Ｄは鉛丹を１０〜３０％
まで順に増加させた場合の従来例であるが、鉛粉と鉛丹
を混合したのちに希硫酸を加えて混練したために、鉛丹
を３０％添加しても初充電後のＰｂＯ2 は８０％にも達
しなかった。
ない正極板を用いたもので、本実施例のように充電電気
量の少ない短時間充電では電池の放電性能が劣り、完全
に充電不足であった。電池Ｂ〜Ｄは鉛丹を１０〜３０％
まで順に増加させた場合の従来例であるが、鉛粉と鉛丹
を混合したのちに希硫酸を加えて混練したために、鉛丹
を３０％添加しても初充電後のＰｂＯ2 は８０％にも達
しなかった。
【００２０】一方、本発明の正極板製造方法によれば、
鉛丹を１０％添加すればほぼ公称容量が得られ、２０％
の鉛丹添加で公称容量を上回る性能が得られた。これは
すでに述べたように、鉛丹と硫酸とを反応させて生成さ
せたＰｂＯ2が未化成の正極活物質中に含まれているこ
とによって充電効率が向上したことは明らかである。
鉛丹を１０％添加すればほぼ公称容量が得られ、２０％
の鉛丹添加で公称容量を上回る性能が得られた。これは
すでに述べたように、鉛丹と硫酸とを反応させて生成さ
せたＰｂＯ2が未化成の正極活物質中に含まれているこ
とによって充電効率が向上したことは明らかである。
【００２１】なお、本実施例は開放型の液式鉛蓄電池で
の試験結果を示したが、電解液の量が制限されているリ
テーナ式の密閉形鉛蓄電池に本発明を適用すればさらに
大きな効果が得られた。
の試験結果を示したが、電解液の量が制限されているリ
テーナ式の密閉形鉛蓄電池に本発明を適用すればさらに
大きな効果が得られた。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、鉛丹と硫酸とを反応さ
せると混合の初期はスラリーが酸性を呈するので、ペー
スト混練機で直接鉛丹スラリーを調製する場合は、鉄が
溶出しないようにペースト混練機毎にコストのかかる耐
酸処理を施さなければならない。さらに、それぞれのペ
ースト混練機に鉛粉、鉛丹および硫酸の供給装置を設置
しなければならないので装置が複雑になり、製造設備は
一層高価になってしまう。
せると混合の初期はスラリーが酸性を呈するので、ペー
スト混練機で直接鉛丹スラリーを調製する場合は、鉄が
溶出しないようにペースト混練機毎にコストのかかる耐
酸処理を施さなければならない。さらに、それぞれのペ
ースト混練機に鉛粉、鉛丹および硫酸の供給装置を設置
しなければならないので装置が複雑になり、製造設備は
一層高価になってしまう。
【００２３】しかし、本発明によればスラリー調製用の
ミキサーのみ耐酸処理を施すだけでよく、従来のペース
ト混練機はそのまま使用できる利点があり、また、大型
のミキサーを１台設置すれば複数の混練機に鉛丹スラリ
ーが供給できてコストが安くなる上に、ミキサーはペー
スト混練機のように構造が複雑でないから耐酸処理やそ
の製作が容易となる。
ミキサーのみ耐酸処理を施すだけでよく、従来のペース
ト混練機はそのまま使用できる利点があり、また、大型
のミキサーを１台設置すれば複数の混練機に鉛丹スラリ
ーが供給できてコストが安くなる上に、ミキサーはペー
スト混練機のように構造が複雑でないから耐酸処理やそ
の製作が容易となる。
【００２４】さらに、ペーストの調製はスラリーと鉛粉
とを混練するだけであるから、混練中にペースト温度が
上昇することがなく性能のよい正極板が得られ、この正
極板を用いた鉛蓄電池では、初充電電気量の大幅な削減
や初充電時間の短縮が可能となり、充電設備の稼働率も
向上するなど鉛蓄電池製造上の工業的価値は大きい。
とを混練するだけであるから、混練中にペースト温度が
上昇することがなく性能のよい正極板が得られ、この正
極板を用いた鉛蓄電池では、初充電電気量の大幅な削減
や初充電時間の短縮が可能となり、充電設備の稼働率も
向上するなど鉛蓄電池製造上の工業的価値は大きい。
【図１】本発明によるペースト式正極板の製造工程図
【符号の説明】 １ 鉛丹貯蔵タンク ２ 希硫酸貯蔵タンク ３ 粉体の定量供給機 ４ 硫酸定量供給機 ５ ミキサー ６ 攪拌羽根 ９ スラリーの貯蔵タンク 10 スラリーポンプ 11 鉛丹スラリー定量供給装置 12 ペースト混練機 13 鉛粉貯蔵タンク 14 ペースト充填機
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 鉛丹および希硫酸をミキサーに供給し、
両者を混合して二酸化鉛を含む鉛丹スラリーを製造する
工程、 上記鉛丹スラリーと鉛粉とをペースト混練機に供給し、
混練して鉛蓄電池用正極ペーストを調製する工程、 上記正極ペーストを格子体に充填する工程、 充填極板を熟成する工程、 の各工程からなる鉛蓄電池用ペースト式正極板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183699A JPH0513074A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池用ペースト式正極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183699A JPH0513074A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池用ペースト式正極板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513074A true JPH0513074A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=16140402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183699A Pending JPH0513074A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池用ペースト式正極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513074A (ja) |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3183699A patent/JPH0513074A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RVOP | Cancellation by post-grant opposition |