JPH08124566A - 鉛蓄電池用陽極ペーストの製造方法 - Google Patents

鉛蓄電池用陽極ペーストの製造方法

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JPH08124566A
JPH08124566A JP6260151A JP26015194A JPH08124566A JP H08124566 A JPH08124566 A JP H08124566A JP 6260151 A JP6260151 A JP 6260151A JP 26015194 A JP26015194 A JP 26015194A JP H08124566 A JPH08124566 A JP H08124566A
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JP
Japan
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lead powder
lead
paste
water
dispersed
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JP6260151A
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English (en)
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Kaoru Saito
馨 斉藤
Imakichi Hirasawa
今吉 平沢
Yoshiaki Machiyama
美昭 町山
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池性能が向上する一次粒子まで分散した微
細な鉛粉を用いて鉛蓄電池の活物質利用率を向上させた
ペーストを再現性よく得ることができる鉛蓄電池用陽極
鉛ペーストの製造方法を提供する。 【構成】 鉛粉投入口7から鉛粉を、導管3から噴き出
す高圧の過熱蒸気により分散させながらペースト練合機
4内に投入してペーストを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池用ペーストの製
造方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉛蓄電池用ペーストの原料は、Pb(金
属鉛)を10〜50%含むPbO(一酸化鉛)を主成分とす
る鉛粉である。微細な鉛粉でペーストを調整すると、該
ペーストは硬くなって鉛合金格子に充填不可能になるた
め、多くの水を加えて該ペーストの硬さを調整してい
る。
【0003】この加えた水により、ペーストが鉛蓄電池
用活物質になった際に、水が入っていた部分が活物質の
細孔となり、このような細孔が多い活物質は電解液であ
る希硫酸と反応する反応面積が多いため、活物質利用率
が向上する。そのため微細な鉛粉を用いて、鉛蓄電池用
ペーストを調整すると、活物質利用率が向上するとされ
ている。
【0004】また、鉛蓄電池用ペーストの物性は気候な
どで変化しやすい。冬と夏とでは、ペーストの硬さが異
なり、電池性能にも影響を与えている。
【0005】微細な鉛粉を製造するには、鉛粉の製造装
置であるボールミル式鉛粉製造装置のドラム内に高圧の
過熱蒸気を吹き付けると同時に低圧の空気をドラム内に
供給する方法が知られている(特開平4−121191
号)。
【0006】また、常に一定なペーストを調整する方法
としては、練合機中の鉛粉に2気圧以上に加圧した水を
噴射しながら練合する方法が知られている(特開平4−
111072号)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の鉛粉の製造装置であるボールミル方式の鉛粉製造装
置のドラム内に高圧の過熱蒸気を吹き付けると同時に低
圧の空気をドラム内に供給する方法で微細化された鉛粉
の一次粒子(約1μm)は、再凝集しやすく、保管や輸
送時に、さらに凝集してしまう。ペースト練合時には、
微細化しない鉛粉のよりも大きな二次粒子(数十μm以
上)になってしまい、微細な鉛粉を用いた時のような、
活物質利用率の向上効果はない。
【0008】また、保管時や輸送時の大気中の湿度の影
響で鉛粉の二次粒子の凝集状態が異なり、そのような鉛
粉を用いて調整したペーストのペースト性状は、一定に
ならず、活物質利用率もばらつく。
【0009】一方、ペースト性状が一定なペーストを調
整するために2気圧以上の水を練合機内の鉛粉に噴射す
る方法では、二次粒子同士の凝集は分散され、見た目に
は均一なペーストが調整されるが、さらに一次粒子まで
分散した均一でかつ活物質利用率が向上するペーストを
調整することはできないという問題点があった。
【0010】本発明の目的は、電池性能が向上する一次
粒子まで分散した微細な鉛粉を用いて鉛蓄電池の活物質
利用率を向上させたペーストを再現性よく得ることがで
きる鉛蓄電池用陽極鉛ペーストの製造方法を提供するこ
とにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る鉛蓄電池用陽極鉛ペーストの製造方
法は、鉛粉を高圧の過熱蒸気により分散させながらペー
スト練合機に投入することを特徴とする。
【0012】この場合、前記鉛粉はボールミル方式で製
造されたもの、又はバートンポット方式で製造されたも
のも用いることができる。
【0013】
【作用】鉛粉を高圧の過熱蒸気により分散させながらペ
ースト練合機に投入すると、保管時や輸送時に鉛粉が凝
集していても、また鉛粉製造時の湿度の違いによる鉛粉
粒子の凝集状態が異なっていても、鉛粉の二次粒子は一
次粒子まで分散され、かつ練合機内で再凝集しないため
常に一定なペーストを調整することができる。
【0014】また、過熱蒸気の水で鉛粉の一次粒子の表
面は水でコーティングされるので、その水が呼び水とし
て機能するため、一次粒子の単位で水と硫酸と反応する
ので、一次粒子の単位まで分散していないものに比べて
多くの水を添加することができ、ペーストの水分量を増
やすことができる。水分量の多いペーストを用いて、鉛
蓄電池の活物質を作成すると、水の入っていた部分は、
細孔となり電解液である希硫酸との反応面積が増加する
ため、活物質利用率が向上する。
【0015】ボールミル方式で製造された鉛粉でも、バ
ートンポット方式で製造された鉛粉でも、高圧の過熱蒸
気により分散させながらペースト練合機に投入してペー
ストを製造すると、10μm以上の粒径をもつ鉛粉をなく
すことができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明に係る鉛蓄電池用陽極鉛ペース
トの製造方法の実施例を詳細に説明する。
【0017】(実施例1)図1に示したように、本実施
例の鉛蓄電池用陽極鉛ペーストの製造方法では、ボイラ
ー1から発生する過熱蒸気を、エアーコンプレッサー2
より高圧にし、得られた高圧の過熱蒸気を直径200 mmの
導管3で練合機4内に導く。練合機4内に突出された該
導管3の先端には、図2に示すように蒸気分散噴出板5
が取付けられ、該蒸気分散噴出板5には直径3mmの小孔
6が多数あけられている。該蒸気分散噴出板5から高圧
の過熱蒸気を練合機4内にシャワー状に噴射する。練合
機4の上部には、導管3の先端に対応して鉛粉投入口7
が設けられており、該鉛粉投入口7から鉛粉を200 kg/m
inで練合機4内に投入する。高圧の過熱蒸気の導管3の
先端は、投入された鉛粉が練合機4内のローラー8の付
近に落ちるように角度をつけて設定している。この場
合、導管3の先端から出てくる高圧の過熱蒸気の風速を
測定したところ、風速圧10kgf/cm2 、風量1.0m3 /minに
おいて毎秒150 mであった。
【0018】ボールミル方式の鉛粉製造機で製造された
鉛粉1tを、実験1では、分散させずに練合機に投入
し、水を投入しながら練合を行った。また実験2では、
過熱蒸気ではなく、鉛粉1tを高圧の空気で分散させな
がら練合機に投入し、水を投入しながら練合を行った。
空気の場合も、風速圧及び風量は過熱蒸気と同じであっ
た。実験3では、鉛粉を分散させずに練合機内に投入
し、2気圧に加圧した水を投入しながら練合を行った。
実験4では、鉛粉を高圧の過熱蒸気で分散させながら練
合機内に投入し、水を投入しながら練合を行った。この
4つの実験方法でペーストを調整した。
【0019】ペーストの調整の手順は、実験3以外は、
鉛粉の投入後に、所定の水を一度に投入し、鉛粉と水を
練合し、その後に所定量の希硫酸を加えてさらに練合し
た。このようにして調整したペーストは、針入度計で硬
さを測定し、4つのペーストが同じ硬さになるように、
ペーストが硬いものには水を添加し、硬さをそろえた。
ペースト物性として、水分量,針入度,密度,またペー
ストを目開き100 μmのふるいでふるい分けた時に該ふ
るいの上に残ったペーストの重量パーセントを表1に示
す。
【0020】これらの方法で製造したペーストを用いて
鉛蓄電池用陽極板を作成した。以下に該鉛蓄電池用陽極
板の作成手順を示す。各ペーストを鉛−アンチモン系合
金からなる格子体(w 108 ×h 115 ×t 1.45)に充填
後、50℃,相対湿度95%の雰囲気中で熟成し、120 ℃で
乾燥した後、活物質利用率の測定用の鉛蓄電池用陽極板
とした。次に、この陽極板を用いて、活物質利用率の評
価方法としての5時間率放電試験を行った。以下に試験
方法を示す。
【0021】5時間率放電試験は、十分に化成した陽極
板1枚と陰極板2枚からなる電池に比重1.28(20℃)の
希硫酸を注入し、5時間率電流(1.4 A)で放電を行
い、電池の電圧が1.75Vに達した時の時間から放電電気
量を求め、これと別途求めた活物質重量から活物質利用
率を算出した。
【0022】表1には、前述したペースト物性と共に活
物質利用率を示す。
【0023】
【表1】 表1に示したように、実験4の高圧の過熱蒸気により鉛
粉を分散させながら練合機内に投入したものが、実験1
の分散させずに鉛粉を投入したものに比べて活物質利用
率が15%以上向上した。また、実験4のものは、実験3
の練合機内の鉛粉に加圧した水を噴射しながら練合した
ペーストよりも5%利用率が向上し、かつ、ふるいの上
に残ったペーストの重量パーセントが最も少なかった。
【0024】このように高圧の過熱蒸気により鉛粉を分
散させながら練合機内に投入する本発明に係る鉛蓄電池
用陽極鉛ペーストの製造方法で、鉛蓄電池用陽極活物質
の利用率が向上し、かつペースト粒子が小さくなった理
由としては、高圧の過熱蒸気により鉛粉の凝集が壊れ、
鉛粉粒子が一次粒子まで分散されるためであると考えら
れる。
【0025】一次粒子まで分散された鉛粉は、その表面
が過熱蒸気の水分でコーティングされ、練合機内で一次
粒子が再凝集しない。またコーティングされた水が、呼
び水として機能し、後から添加する水及び硫酸は、鉛粉
の一次粒子一つ一つと反応することができ、鉛粉が分散
されないものよりも多くの水を添加することができ、水
分を多く含んだペーストを調整することができる。水分
を多く含むペーストで鉛蓄電池用陽極板を作成すると、
水を含んでいた部分が細孔となり、電解質である希硫酸
との反応面積が増加し、鉛蓄電池用陽極活物質の利用率
が向上する。
【0026】また鉛粉が一次粒子まで分散され、かつ練
合中に再凝集しないので、ペーストの粒子も一次粒子の
単位で分散され、小さくなると考えられる。
【0027】(実施例2)一般にペーストは、夏の湿度
の高い時には硬くなり、また冬の湿度が低い時には柔ら
かくなる傾向があった。
【0028】そこで、常に一定のペースト物性を持つペ
ーストが得られるか、以下の実験を行った。湿度が高い
時と低い時に、鉛粉を高圧の過熱蒸気で分散させずに練
合機内に投入したものと、高圧の過熱蒸気で分散させな
がら投入したもののペースト物性と、そのペーストを用
いて作成した鉛蓄電池用陽極板を用いた電池の5時間率
放電試験における活物質利用率を測定した。その測定結
果を表2に示す。ペーストの硬さは、水を加えて調整し
た。
【0029】
【表2】 表2の結果から、湿度が高い時と、低い時とでは、ペー
スト物性が異なることがわかった。ペースト物性が異な
ると、電池性能も異なる。
【0030】また、湿度の高い時でも、高圧の過熱蒸気
で分散させずに練合機内に鉛粉を投入してペーストを調
整した従来のものの活物質利用率は、高圧の過熱蒸気で
分散して練合機内に鉛粉を投入してペーストを調整した
本発明のものの活物質利用率に比べると低い。
【0031】しかし、湿度が低い時でも、高圧の過熱蒸
気により鉛粉を分散して練合機内に鉛粉を投入してペー
ストを調整した本発明のものは、湿度が高い時に、高圧
の過熱蒸気で鉛粉を分散して練合機内に鉛粉を投入して
ペーストを調整した本発明のものとほぼ同じ活物質利用
率であった。
【0032】湿度の高い時と低い時で、ペースト物性が
異なる原因としては、鉛粉の製造時の湿度による鉛粉の
二次粒子の凝集状態の違いが考えられる。しかし、本発
明に係る鉛蓄電池用陽極鉛ペーストの製造方法でペース
トを調整すると、鉛粉の凝集は一次粒子まで分散される
ので、鉛粉の凝集状態に関係なく常に一定のペースト物
性を持つペーストを得ることができた。
【0033】(実施例3)鉛粉の製造方法には、ボール
ミル方式とバートンポット方式がある。図3にはボール
ミル方式で製造された鉛粉の粒度分布を、図4にはバー
トンポット方式で製造された鉛粉の粒度分布を示す。図
に示したように、バートンポット方式の鉛粉の粒子は、
ほぼ単一の大きさをもつ鉛粉だが、やはり一次粒子が凝
集を起こす。
【0034】そこで、高圧の過熱蒸気で分散させながら
練合機に投入した後の鉛粉の粒子の粒度分布を測定する
と、ボールミル方式の鉛粉は図5のように、またバート
ンポット方式の鉛粉は図6のようになった。どちらも、
高圧の過熱蒸気で分散させながら練合機に投入したもの
は、10μm以上の粒径をもつ鉛粉はなくなった。
【0035】バートンポット方式の鉛粉を用いて本発明
に係る鉛蓄電池用陽極鉛ペーストの製造方法で練合した
ペーストは、鉛粉を分散させずに練合機内に投入して練
合した従来のペーストよりも、ペースト水分量が増加
し、そのペーストを用いて作成した鉛蓄電池用陽極板の
活物質利用率が向上した。かつ常に一定なペースト物性
をもつペーストを得ることができた。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明に係る鉛蓄電池用ペ
ーストの製造方法では、鉛粉を高圧の過熱蒸気により分
散させながらペースト練合機に投入するので、鉛粉の二
次粒子を一次粒子まで分散させることができ、かつ過熱
蒸気の水で一次粒子の表面をコーティングし、微細な鉛
粉を再凝集させずに、水および希硫酸と練合することが
できる。従って、本発明によれば、鉛粉の一次粒子まで
分散した水を多く含む均一な鉛蓄電池用ペーストを常に
一定に得ることができる。
【0037】また、鉛粉の一次粒子の表面が水でコーテ
ィングされていると、その水が呼び水として機能するた
め、一次粒子の単位で水と硫酸と反応することになり、
一次粒子の単位まで分散していないものに比べて多くの
水を添加することができ、ペーストの水分量を増やすこ
とができる。このような水分量の多いペーストを用い
て、鉛蓄電池の活物質を作成すると、水の入っていた部
分は、細孔となり電解液である希硫酸との反応面積が増
加するため、活物質利用率を向上させることができる。
【0038】更に、本発明の鉛蓄電池用ペーストの製造
方法を、溶融鉛から鉛粉を製造するバートンポット方式
の鉛粉を用いるペースト製造方法に適用しても、ボール
ミル方式の鉛粉を用いる場合と同様の効果を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鉛蓄電池用ペーストの製造方法を
実施する装置の一実施例の概略構成を示す縦断面図であ
る。
【図2】図1の導管の先端の構造を示す正面図である。
【図3】ボールミル方式で製造された鉛粉の粒度分布図
である。
【図4】バートンポット方式で製造された鉛粉の粒度分
布図である。
【図5】ボールミル方式で製造された鉛粉を高圧の過熱
蒸気で分散させたときの粒度分布図である。
【図6】バートンポット方式で製造された鉛粉を高圧の
過熱蒸気で分散させたときの粒度分布図である。
【符号の説明】
1 ボイラー 2 エアーコンプレッサー 3 導管 4 練合機 5 蒸気分散噴出板 6 小孔 7 鉛粉投入口 8 ローラー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛粉を高圧の過熱蒸気により分散させな
    がらペースト練合機に投入することを特徴とする鉛蓄電
    池用陽極ペーストの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記鉛粉はボールミル方式で製造された
    ものであることを特徴とする請求項1に記載の鉛蓄電池
    用陽極ペーストの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記鉛粉はバートンポット方式で製造さ
    れたものであることを特徴とする請求項1に記載の鉛蓄
    電池用陽極ペーストの製造方法。
JP6260151A 1994-10-25 1994-10-25 鉛蓄電池用陽極ペーストの製造方法 Withdrawn JPH08124566A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008016246A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池の製造方法
JP2014175066A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 制御弁式鉛蓄電池
JPWO2016021334A1 (ja) * 2014-08-08 2017-04-27 日立化成株式会社 鉛蓄電池用正極板及びそれを用いた鉛蓄電池

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