JPH08293303A - 鉛蓄電池用極板およびその製造法 - Google Patents
鉛蓄電池用極板およびその製造法Info
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- JPH08293303A JPH08293303A JP7098278A JP9827895A JPH08293303A JP H08293303 A JPH08293303 A JP H08293303A JP 7098278 A JP7098278 A JP 7098278A JP 9827895 A JP9827895 A JP 9827895A JP H08293303 A JPH08293303 A JP H08293303A
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- Japan
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- electrode plate
- active material
- lead
- conductive polymer
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 極板内部に硫酸の拡散を疎外しないように導
電性高分子による構造体を形成し放電末期の導電性を助
けて利用率が高く寿命特性の良い鉛蓄電池を提供する。 【構成】 二酸化鉛を少なくとも一部内部に形成した極
板をピロールやアニリンなど導電性高分子に無電解浸漬
する。
電性高分子による構造体を形成し放電末期の導電性を助
けて利用率が高く寿命特性の良い鉛蓄電池を提供する。 【構成】 二酸化鉛を少なくとも一部内部に形成した極
板をピロールやアニリンなど導電性高分子に無電解浸漬
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池の、とくにその
極板に関するものである。
極板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池の極板は一般に金属鉛と酸化鉛
の混合物である鉛粉を主成分とし、これに水や必要に応
じて硫酸を練合してペーストとしたものを集電体に充填
して得ていた。そして、これを希硫酸中で化成充電し、
正極では二酸化鉛、負極では金属鉛を活物質としてい
た。これら活物質は両極とも放電時に硫酸鉛に変わる。
この硫酸鉛は電気絶縁性であるので、電池は放電の進行
にともなって抵抗が増加してしまい、集電体から離れた
部分にある活物質までの導電経路が切断されると、放電
反応していない活物質が残ったままで電池電圧が著しく
低下し活物質の利用率は極めて低くなっていた。
の混合物である鉛粉を主成分とし、これに水や必要に応
じて硫酸を練合してペーストとしたものを集電体に充填
して得ていた。そして、これを希硫酸中で化成充電し、
正極では二酸化鉛、負極では金属鉛を活物質としてい
た。これら活物質は両極とも放電時に硫酸鉛に変わる。
この硫酸鉛は電気絶縁性であるので、電池は放電の進行
にともなって抵抗が増加してしまい、集電体から離れた
部分にある活物質までの導電経路が切断されると、放電
反応していない活物質が残ったままで電池電圧が著しく
低下し活物質の利用率は極めて低くなっていた。
【０００３】この難点を改善するために集電効率の良い
集電体だけでなく、カーボン粉末などの導電性微粒子を
活物質に添加する等の試みがなされてきた。
集電体だけでなく、カーボン粉末などの導電性微粒子を
活物質に添加する等の試みがなされてきた。
【０００４】その１つとして導電性高分子層を極板内部
に電気化学的な手法によって形成する技術が試みられて
いる。
に電気化学的な手法によって形成する技術が試みられて
いる。
【０００５】例えば特願平４−２２８１５０号公報では
ポリピロール、ポリアニリン、ポリチェニレンなどのモ
ノマーあるいは低重合溶液を含む水溶液や有機溶媒を用
いた溶液中で活物質粒子を分散し、分極することによっ
て活物質粒子の表面に導電性高分子層を形成する技術が
開示されている。
ポリピロール、ポリアニリン、ポリチェニレンなどのモ
ノマーあるいは低重合溶液を含む水溶液や有機溶媒を用
いた溶液中で活物質粒子を分散し、分極することによっ
て活物質粒子の表面に導電性高分子層を形成する技術が
開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電解合成法によって形
成された膜は集電体表面の性質にほとんど左右されない
ために、通電に見合う強固な導電性被膜を形成できると
いう利点がある。
成された膜は集電体表面の性質にほとんど左右されない
ために、通電に見合う強固な導電性被膜を形成できると
いう利点がある。
【０００７】しかしながら、通電量の増大等により活物
質表面に過剰な被膜が形成され、放電に必要な硫酸が活
物質まで拡散しないことがあり、これによって電池の放
電特性が低下していた。
質表面に過剰な被膜が形成され、放電に必要な硫酸が活
物質まで拡散しないことがあり、これによって電池の放
電特性が低下していた。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、硫酸の拡散通路を良好に確保しつつ集電効率の良
い導電性高分子の葉脈構造を立体的に形成し、活物質利
用率に優れた極板を提供するものである。
あり、硫酸の拡散通路を良好に確保しつつ集電効率の良
い導電性高分子の葉脈構造を立体的に形成し、活物質利
用率に優れた極板を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、集電体上に活
物質を塗着して極板を構成する工程と前記極板を化成し
て一部の活物質の表面を二酸化鉛にする工程とこの極板
を導電性高分子のモノマーまたはその低重合体を含む溶
液に無電解浸漬して前記二酸化鉛の表面に導電性高分子
層を形成する工程とからなるものである。
物質を塗着して極板を構成する工程と前記極板を化成し
て一部の活物質の表面を二酸化鉛にする工程とこの極板
を導電性高分子のモノマーまたはその低重合体を含む溶
液に無電解浸漬して前記二酸化鉛の表面に導電性高分子
層を形成する工程とからなるものである。
【００１０】
【作用】本発明は二酸化鉛が溶液中の導電性高分子のモ
ノマーや低重合体に接触すると外部から通電によって分
極電位を与えなくても二酸化鉛の近傍にラジカルを発生
し導電性の膜を形成するという原理に基ずくものであ
る。さらに重要なことは露出した二酸化鉛が高分子で覆
われると自動的に二酸化鉛の電位が低下してラジカル重
合の速度が制限され、過剰な高分子膜の生成が抑制され
る点にある。
ノマーや低重合体に接触すると外部から通電によって分
極電位を与えなくても二酸化鉛の近傍にラジカルを発生
し導電性の膜を形成するという原理に基ずくものであ
る。さらに重要なことは露出した二酸化鉛が高分子で覆
われると自動的に二酸化鉛の電位が低下してラジカル重
合の速度が制限され、過剰な高分子膜の生成が抑制され
る点にある。
【００１１】したがって、活物質粒子表面の二酸化鉛層
に沿って葉脈状に導電性高分子層が従来の電解重合のよ
うに高分子膜が過剰に生成されて硫酸の通路を妨害する
ことはない。
に沿って葉脈状に導電性高分子層が従来の電解重合のよ
うに高分子膜が過剰に生成されて硫酸の通路を妨害する
ことはない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【００１３】図１、図２は本発明の極板の内部断面図で
ある。図１は未化成板に化成充電を完了して活物質表面
に二酸化鉛を生成した後、導電性高分子のモノマーを含
む溶液に無電解浸漬した場合であり、図２は化成段階の
途中で無電解浸漬し、引き続いて化成充電を続行して化
成を完了した場合である。
ある。図１は未化成板に化成充電を完了して活物質表面
に二酸化鉛を生成した後、導電性高分子のモノマーを含
む溶液に無電解浸漬した場合であり、図２は化成段階の
途中で無電解浸漬し、引き続いて化成充電を続行して化
成を完了した場合である。
【００１４】ここで、１は鉛または鉛合金の集電体、２
は活物質、３は化成によって生成した二酸化鉛でその一
端は集電体に電気的に連続されている。４は無電解浸漬
によって二酸化鉛の表面近傍に無電解浸漬によって生成
された導電性高分子膜であり、この一端も集電体に電気
的に導通し形成されている。
は活物質、３は化成によって生成した二酸化鉛でその一
端は集電体に電気的に連続されている。４は無電解浸漬
によって二酸化鉛の表面近傍に無電解浸漬によって生成
された導電性高分子膜であり、この一端も集電体に電気
的に導通し形成されている。
【００１５】図１では活物質粒子の表面が二酸化鉛に変
化し導電性高分子がその表面を被覆して集電体に電気的
に接続した導電性の葉脈を形成する。また、この膜は薄
いため硫酸の拡散の通路を妨害することはない。
化し導電性高分子がその表面を被覆して集電体に電気的
に接続した導電性の葉脈を形成する。また、この膜は薄
いため硫酸の拡散の通路を妨害することはない。
【００１６】図２では図１と同様の導電性の葉脈構造が
できるが、さらにその上部に導電性高分子に覆われない
活物質粒子群が存在する。これらの活物質粒子群は硫酸
の通路が妨害されることはない。
できるが、さらにその上部に導電性高分子に覆われない
活物質粒子群が存在する。これらの活物質粒子群は硫酸
の通路が妨害されることはない。
【００１７】このように活物質粒子間、活物質と集電体
との間に薄い導電性高分子被膜による導電構造が確保さ
れるので、活物質の放電効率や利用率が改善される。
との間に薄い導電性高分子被膜による導電構造が確保さ
れるので、活物質の放電効率や利用率が改善される。
【００１８】上記無電解浸漬溶液は導電性高分子のモノ
マーとしてピロール、アニリン、チオフェンなどが単独
または複数が使用できる。また分散媒や溶媒には水のほ
か、ポリカーボネートやテトラヒドロフランなどの有機
電解質に使用されるような有機溶剤が使用できる。
マーとしてピロール、アニリン、チオフェンなどが単独
または複数が使用できる。また分散媒や溶媒には水のほ
か、ポリカーボネートやテトラヒドロフランなどの有機
電解質に使用されるような有機溶剤が使用できる。
【００１９】支持塩は化成後、極板内部の希硫酸を除去
しない場合にはとくに必要がないが各種無機や有機の支
持塩の存在も良い効果をもたらす。特に硫酸塩が導電性
には良い。
しない場合にはとくに必要がないが各種無機や有機の支
持塩の存在も良い効果をもたらす。特に硫酸塩が導電性
には良い。
【００２０】化成の電流や時間は任意である。またモノ
マーの濃度、浸漬の時間や温度などは任意ではあるが、
結果的に極板の内部抵抗に影響をあたえ、また活物質に
よっても適切な領域が異なる。
マーの濃度、浸漬の時間や温度などは任意ではあるが、
結果的に極板の内部抵抗に影響をあたえ、また活物質に
よっても適切な領域が異なる。
【００２１】一般的な活物質処方ではモノマーの濃度は
０．０１％から５％の範囲、浸漬時間は１から１２０分
程度の間で選択するのが好ましい。
０．０１％から５％の範囲、浸漬時間は１から１２０分
程度の間で選択するのが好ましい。
【００２２】本発明の効果をさらに明らかにするために
下記の手順で本発明を適用して理論充填容量約１０Ａｈ
／枚の正極板を作成し、公知の負極２枚と組み合わせて
電池を構成した。これらは従来例と比較しつつ放電試験
をおこなった。
下記の手順で本発明を適用して理論充填容量約１０Ａｈ
／枚の正極板を作成し、公知の負極２枚と組み合わせて
電池を構成した。これらは従来例と比較しつつ放電試験
をおこなった。
【００２３】集電体、ペースト、熟成条件などは既存の
条件を適用した。 ［本発明１］未化成板を比重１．１５の希硫酸中で電流
１Ａで１５時間化成充電したのち、希硫酸で濡れた状態
のままでピロール濃度１％の水分散溶液に３０分間無電
解浸漬し、水洗、乾燥した。
条件を適用した。 ［本発明１］未化成板を比重１．１５の希硫酸中で電流
１Ａで１５時間化成充電したのち、希硫酸で濡れた状態
のままでピロール濃度１％の水分散溶液に３０分間無電
解浸漬し、水洗、乾燥した。
【００２４】［本発明２］未化成板を比重１．１５の希
硫酸中で電流１Ａで５時間化成充電したのち、ピロール
濃度１％の水分散溶液に３０分間無電解浸漬し、水洗、
乾燥した。
硫酸中で電流１Ａで５時間化成充電したのち、ピロール
濃度１％の水分散溶液に３０分間無電解浸漬し、水洗、
乾燥した。
【００２５】さらに化成を希硫酸中で電流１Ａで１０時
間充電して化成を完成させた。 ［本発明３］未化成板を比重１．１５の希硫酸中で電流
１Ａで１５時間化成充電したのち、希硫酸を水洗し乾燥
したのちピロール濃度１％、硫酸濃度５％の水分散溶液
に３０分間無電解浸漬し、水洗乾燥した。
間充電して化成を完成させた。 ［本発明３］未化成板を比重１．１５の希硫酸中で電流
１Ａで１５時間化成充電したのち、希硫酸を水洗し乾燥
したのちピロール濃度１％、硫酸濃度５％の水分散溶液
に３０分間無電解浸漬し、水洗乾燥した。
【００２６】［従来例１］無電解浸漬を行わないこと以
外は（本発明１）に同じとした。
外は（本発明１）に同じとした。
【００２７】［従来例２］化成充電後ピロール濃度中で
電流０．１Ａで１０分間陽分極した。
電流０．１Ａで１０分間陽分極した。
【００２８】図３は各電池の１０Ａ放電での利用率と陽
極電位（硫酸第１電極比較）の関係を示す。
極電位（硫酸第１電極比較）の関係を示す。
【００２９】ここで明らかなように導電性高分子構造を
持たない従来例１は放電初期でもかなり電圧が低い。こ
れにたいして電解重合で導電性高分子を付与した従来例
２は利用率は改善されているが、電圧特性の改善は目ず
まりのために相殺されている。これに対して本発明はい
ずれも電圧特性、利用率ともに改善されていた。
持たない従来例１は放電初期でもかなり電圧が低い。こ
れにたいして電解重合で導電性高分子を付与した従来例
２は利用率は改善されているが、電圧特性の改善は目ず
まりのために相殺されている。これに対して本発明はい
ずれも電圧特性、利用率ともに改善されていた。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明は活物質の表面に二
酸化鉛層を形成する工程と導電性高分子のモノマーまた
は低重合体を含む溶液に無電解浸漬することによって活
物質の二酸化鉛層の表面に導電性高分子被膜層を形成す
る工程とからなり、放電時の抵抗の増加を防止して電圧
特性と活物質利用率に優れた鉛蓄電池用極板を提供する
ことができるものである。
酸化鉛層を形成する工程と導電性高分子のモノマーまた
は低重合体を含む溶液に無電解浸漬することによって活
物質の二酸化鉛層の表面に導電性高分子被膜層を形成す
る工程とからなり、放電時の抵抗の増加を防止して電圧
特性と活物質利用率に優れた鉛蓄電池用極板を提供する
ことができるものである。
【図１】本発明の極板の断面図
【図２】本発明の他の極板の断面図
【図３】正極板の放電電位と利用率の関係を示す図
１ 集電体 ２ 活物質 ３ 二酸化鉛 ４ 導電性高分子被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 繁雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】集電体上に活物質を塗着して極板を構成す
る工程と、前記極板を化成して一部の活物質の表面を二
酸化鉛にする工程と、この極板を導電性高分子のモノマ
ーまたはその低重合体を含む溶液に無電解浸漬して前記
二酸化鉛の表面に導電性高分子層を形成する工程からな
る鉛蓄電池用極板の製造法。 - 【請求項２】集電体上に活物質を塗着して極板を構成す
る工程と、この極板を部分的に化成して一部の活物質の
表面を二酸化鉛にする工程と、この極板を導電性高分子
のモノマーまたはその低重合体を含む溶液に無電解浸漬
して前記二酸化鉛の表面に導電性高分子層を形成する工
程と、前記極板の化成を完成させる工程とからなる鉛蓄
電池用極板の製造法。 - 【請求項３】集電体上に導電性高分子によって被覆され
た活物質の葉脈状粒子群と前記導電性高分子によって被
覆されていない活物質粒子群によって構成された鉛蓄電
池用極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098278A JPH08293303A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 鉛蓄電池用極板およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7098278A JPH08293303A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 鉛蓄電池用極板およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08293303A true JPH08293303A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14215477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7098278A Pending JPH08293303A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 鉛蓄電池用極板およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08293303A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1261049A1 (en) * | 2001-05-24 | 2002-11-27 | Delphi Technologies, Inc. | Electrode grid for lead acid batteries coated with a conductive polymeric matrix and method of manufacture |
| CN102522529A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 美美电池有限公司 | 一种铅酸蓄电池导电高分子极板的制造方法 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP7098278A patent/JPH08293303A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1261049A1 (en) * | 2001-05-24 | 2002-11-27 | Delphi Technologies, Inc. | Electrode grid for lead acid batteries coated with a conductive polymeric matrix and method of manufacture |
| US6617071B2 (en) * | 2001-05-24 | 2003-09-09 | Delphi Technologies, Inc. | Active material for high power and high energy lead acid batteries and method of manufacture |
| CN102522529A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 美美电池有限公司 | 一种铅酸蓄电池导电高分子极板的制造方法 |
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