JPH088097B2 - 鉛蓄電池用陽極板 - Google Patents
鉛蓄電池用陽極板Info
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- JPH088097B2 JPH088097B2 JP62246373A JP24637387A JPH088097B2 JP H088097 B2 JPH088097 B2 JP H088097B2 JP 62246373 A JP62246373 A JP 62246373A JP 24637387 A JP24637387 A JP 24637387A JP H088097 B2 JPH088097 B2 JP H088097B2
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- Japan
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- paste
- powder
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- metallic
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/56—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of lead
-
- 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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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は鉛蓄電池用陽極板の製造法に関するものであ
り、とくにペースト式極板の化成充電の効率化および寿
命特性の向上をはかるものである。
り、とくにペースト式極板の化成充電の効率化および寿
命特性の向上をはかるものである。
従来の技術 鉛蓄電池は一般に鉛の一部が酸化された鉛粉と水と硫
酸を主成分とし、これに樹脂等の短繊維や炭素の微粉
末，有機添加材などを必要に応じて添加し、練合によっ
て得られたペーストを鋳造格子や連続多孔体に塗着し、
必要に応じて極板の形状に切断し、乾燥して極板とする
ペースト式極板が多く用いられている。この極板は更に
セパレータ（隔離板）と組合されて極板群に構成され、
電槽に組込まれて後に稀硫酸を加えて化成充電するか化
成充電後組込まれることによって電池の機能が与えられ
る。この化成段階に於いてとくに正極では化成充電の効
率が低く、電力や時間のロスを回避するために鉛丹すな
わちPb3O4という高位の酸化物を混合する技術が一般に
知られている。ところが鉛丹をペースト式に適用した場
合には鉛丹の混合量の増大に伴って化成電流の効率は向
上し、初期の作動特性は向上するが、その反面では寿命
が低下する傾向にあった。そのために活物質を多孔質の
チューブの中につめて極板を構成するクラッド式では多
く用いられているが、現在主流であるペースト式ではほ
とんど実用化されず、極板に特別の目的で鉛丹層を形成
するなどのわずかの事例はあるが、本格的な実用化はな
されていない。
酸を主成分とし、これに樹脂等の短繊維や炭素の微粉
末，有機添加材などを必要に応じて添加し、練合によっ
て得られたペーストを鋳造格子や連続多孔体に塗着し、
必要に応じて極板の形状に切断し、乾燥して極板とする
ペースト式極板が多く用いられている。この極板は更に
セパレータ（隔離板）と組合されて極板群に構成され、
電槽に組込まれて後に稀硫酸を加えて化成充電するか化
成充電後組込まれることによって電池の機能が与えられ
る。この化成段階に於いてとくに正極では化成充電の効
率が低く、電力や時間のロスを回避するために鉛丹すな
わちPb3O4という高位の酸化物を混合する技術が一般に
知られている。ところが鉛丹をペースト式に適用した場
合には鉛丹の混合量の増大に伴って化成電流の効率は向
上し、初期の作動特性は向上するが、その反面では寿命
が低下する傾向にあった。そのために活物質を多孔質の
チューブの中につめて極板を構成するクラッド式では多
く用いられているが、現在主流であるペースト式ではほ
とんど実用化されず、極板に特別の目的で鉛丹層を形成
するなどのわずかの事例はあるが、本格的な実用化はな
されていない。
発明が解決しようとする問題点 この寿命劣化の傾向を生ずる原因はその詳細について
は不明であるが、ペーストの熟成・乾燥時に形成される
活物質間の結合力が弱いためと考えられる。すなわち、
ペースト中に形成されている金属鉛あるいは塩基性硫酸
鉛は充填直後には、互いの結合はないが熟成・乾燥時に
酸化などの化学的変化を受けるとともに互いの結合が形
成され、これが電池寿命末期まで活物質内の骨格構造を
形成し活物質の保持に寄与するものと考えられる。しか
るにペースト中の鉛丹は、熟成・乾燥時に何ら化学的変
化を起こさず、また粒子間の結合もつくらない。このこ
とが鉛丹を混合したペースト式極板の寿命を短くしてい
ると考えられる。
は不明であるが、ペーストの熟成・乾燥時に形成される
活物質間の結合力が弱いためと考えられる。すなわち、
ペースト中に形成されている金属鉛あるいは塩基性硫酸
鉛は充填直後には、互いの結合はないが熟成・乾燥時に
酸化などの化学的変化を受けるとともに互いの結合が形
成され、これが電池寿命末期まで活物質内の骨格構造を
形成し活物質の保持に寄与するものと考えられる。しか
るにペースト中の鉛丹は、熟成・乾燥時に何ら化学的変
化を起こさず、また粒子間の結合もつくらない。このこ
とが鉛丹を混合したペースト式極板の寿命を短くしてい
ると考えられる。
本発明は鉛丹をペーストに添加することにより化成充
電効率向上という利点を損なうことなく、その反面で生
ずる寿命劣化の問題を解決することを目的とする。
電効率向上という利点を損なうことなく、その反面で生
ずる寿命劣化の問題を解決することを目的とする。
問題点を解決するための手段 その具体的な手段として本発明では１％以上の金属鉛
を鉛丹および酸化鉛と共存させた粉末を用いてペースト
を調整し、これを格子に充填してペースト式鉛蓄電池用
陽極板を作るものである。
を鉛丹および酸化鉛と共存させた粉末を用いてペースト
を調整し、これを格子に充填してペースト式鉛蓄電池用
陽極板を作るものである。
作用 本発明では鉛丹添加時のペースト活物質の結合力をい
かに従来どおりに確保するかという点についての一方法
として、従来鉛粉中に含まれている金属鉛を増加するこ
とにより、熟成，乾燥中に形成されるペースト中の骨格
構造を良好にするものである。
かに従来どおりに確保するかという点についての一方法
として、従来鉛粉中に含まれている金属鉛を増加するこ
とにより、熟成，乾燥中に形成されるペースト中の骨格
構造を良好にするものである。
一般に鉛丹を主体とする鉛化合物粉は、酸化度が70〜
100％のバートン方式又は島津式によって造られる鉛粉
を400〜500℃で酸化してつくられるが、このとき鉛粉中
の金属鉛は完全に酸化されている。したがってこれを原
料として硫酸，水と練合してペーストとしても結合力は
十分発生しない。
100％のバートン方式又は島津式によって造られる鉛粉
を400〜500℃で酸化してつくられるが、このとき鉛粉中
の金属鉛は完全に酸化されている。したがってこれを原
料として硫酸，水と練合してペーストとしても結合力は
十分発生しない。
これに対し、金属鉛粉を存在させることによって、硫
酸と空気と水との反応により結合力に著しい向上が見ら
れる。
酸と空気と水との反応により結合力に著しい向上が見ら
れる。
また鉛丹粉末としては酸化度の高い鉛粉から酸化して
鉛丹化が進む過程で鉛丹化率10〜70％程度のレベルにな
ると単に金属鉛を混合したものに比べてさらに寿命が向
上する。それは乾燥，熟成のときに粒子間結合を形成し
ない鉛丹に直結して一酸化鉛が存在し、これが硫酸の助
けをかりる一方鉛粒子が酸化されて塩基性硫酸鉛を形成
し、鉛丹そのものの結合力をさらに強めるためである。
鉛丹化が進む過程で鉛丹化率10〜70％程度のレベルにな
ると単に金属鉛を混合したものに比べてさらに寿命が向
上する。それは乾燥，熟成のときに粒子間結合を形成し
ない鉛丹に直結して一酸化鉛が存在し、これが硫酸の助
けをかりる一方鉛粒子が酸化されて塩基性硫酸鉛を形成
し、鉛丹そのものの結合力をさらに強めるためである。
原料となる鉛粉末中の金属鉛粉の量は１％以上で明ら
かな効果を示すが中でも20から30％の範囲では寿命と初
期特性のバランスが最も良い。
かな効果を示すが中でも20から30％の範囲では寿命と初
期特性のバランスが最も良い。
寿命の点では劣るが初期特性の点では20％未満が適切
であり、経済性を追求される自動車用バッテリー等の用
途に適する。
であり、経済性を追求される自動車用バッテリー等の用
途に適する。
さらに30％を越えて50％以下では寿命は著しく改善さ
れ、たとえば電気自動車やサイクル用などに適切であ
る。これをこえることはさしつかえないが初期特性にや
や難がある。
れ、たとえば電気自動車やサイクル用などに適切であ
る。これをこえることはさしつかえないが初期特性にや
や難がある。
実施例 島津式又はバートン式により製造した鉛酸化物を焙焼
し、１〜40％の数種類の濃度の鉛丹を含む鉛酸化物粉を
調整した。これに金属鉛粉を混合して金属鉛量および鉛
丹量の異なる混合物を調整し、これに常法に従って硫酸
と水を加えて練合してペーストとしこれを格子に充填、
熟成乾燥して正極板を得た。
し、１〜40％の数種類の濃度の鉛丹を含む鉛酸化物粉を
調整した。これに金属鉛粉を混合して金属鉛量および鉛
丹量の異なる混合物を調整し、これに常法に従って硫酸
と水を加えて練合してペーストとしこれを格子に充填、
熟成乾燥して正極板を得た。
これを用いて公称容量50Ahの電池をつくり、初期性能
および寿命について調べた。なお充填する活物質の総鉛
量は同量とした。
および寿命について調べた。なお充填する活物質の総鉛
量は同量とした。
まずこれらの電池を160Ahの一定の電気量で化成した
ときの鉛粉中の金属鉛量と５時間率放電容量の関係を第
１図に示す。このとき鉛粉中に占める鉛丹の量をパラメ
ータとした。尚、このときの充電電気量は、鉛粉全部を
PbOとしたときの化成に必要とされる理論電気量の約130
％に相当する。
ときの鉛粉中の金属鉛量と５時間率放電容量の関係を第
１図に示す。このとき鉛粉中に占める鉛丹の量をパラメ
ータとした。尚、このときの充電電気量は、鉛粉全部を
PbOとしたときの化成に必要とされる理論電気量の約130
％に相当する。
第１図より初期性能は鉛丹が含有されていないときは
金属鉛粉が30％を超すと低下しはじめ、この電気量では
化成不充分となることがわかる。一方鉛丹を含有した場
合はこれにくらべ同一電気量で充分な性能が得られ、と
くに鉛丹が20％以上含有されている場合は、金属鉛量が
30％以下であれば充分な初期の電池の容量が確保できる
ことがわかる。
金属鉛粉が30％を超すと低下しはじめ、この電気量では
化成不充分となることがわかる。一方鉛丹を含有した場
合はこれにくらべ同一電気量で充分な性能が得られ、と
くに鉛丹が20％以上含有されている場合は、金属鉛量が
30％以下であれば充分な初期の電池の容量が確保できる
ことがわかる。
ついで寿命については、これらの電池をJISD-5301の
規格に基づく試験方法（40〜50℃雰囲気で放電を20A 1
時間、充電を5Aで５時間の規定を１サイクルとし、25サ
イクル毎24時間静止後、20Aで10.2Vまで放電し５時間率
放電容量の50％以下となったときを寿命とする）により
評価した。
規格に基づく試験方法（40〜50℃雰囲気で放電を20A 1
時間、充電を5Aで５時間の規定を１サイクルとし、25サ
イクル毎24時間静止後、20Aで10.2Vまで放電し５時間率
放電容量の50％以下となったときを寿命とする）により
評価した。
その結果を第２図に示す。この図からわかるように鉛
粉中の金属鉛量が少ないと寿命特性が悪くなり、特に金
属鉛が全く含まれていないとこの傾向が著しく、金属鉛
が１％以上含まれていれば寿命改善の効果が見られ、20
％以上含まれていればその効果は充分である。
粉中の金属鉛量が少ないと寿命特性が悪くなり、特に金
属鉛が全く含まれていないとこの傾向が著しく、金属鉛
が１％以上含まれていれば寿命改善の効果が見られ、20
％以上含まれていればその効果は充分である。
以上のように初期性能と寿命性能のバランスとを考え
る場合、金属鉛の添加量として20％以上30％までが好ま
しいが、初期性能を重視する場合でも１％以上の金属鉛
を添加することにより寿命性能を無添加の場合より向上
可能である。
る場合、金属鉛の添加量として20％以上30％までが好ま
しいが、初期性能を重視する場合でも１％以上の金属鉛
を添加することにより寿命性能を無添加の場合より向上
可能である。
なお実施例では、鉛粉を焙焼して得た鉛丹を含む鉛酸
化物粉と、金属鉛粉の混合物をペーストの出発原料とし
たが、この出発原料は組成が本発明による範囲のもので
あればこれに限定されるものではない。
化物粉と、金属鉛粉の混合物をペーストの出発原料とし
たが、この出発原料は組成が本発明による範囲のもので
あればこれに限定されるものではない。
発明の効果 上記の如く本発明はペースト式極板の原料として鉛丹
を使用する場合の問題点であった寿命劣化という点を改
良するもので、その工業的価値は大なるものがある。
を使用する場合の問題点であった寿命劣化という点を改
良するもので、その工業的価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】 第１図は酸化鉛，鉛丹，金属鉛粉からなる原料を用いた
ときの金属鉛粉および鉛丹含有量と電池容量との関係を
示す図、第２図はペーストを用いた電池の寿命と金属鉛
粉含有量との関係を示す図である。
ときの金属鉛粉および鉛丹含有量と電池容量との関係を
示す図、第２図はペーストを用いた電池の寿命と金属鉛
粉含有量との関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】鉛丹および金属鉛を含む鉛酸化物粉末に水
および硫酸を添加し、これらを練合して得られるペース
トを格子に充填した鉛電池用陽極板。 - 【請求項２】鉛酸化物粉末中に含まれる金属鉛の量が重
量比で20以上30％以下であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の鉛電池用陽極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62246373A JPH088097B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 鉛蓄電池用陽極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62246373A JPH088097B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 鉛蓄電池用陽極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489263A JPS6489263A (en) | 1989-04-03 |
| JPH088097B2 true JPH088097B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17147579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62246373A Expired - Lifetime JPH088097B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 鉛蓄電池用陽極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088097B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5452352A (en) * | 1990-03-20 | 1995-09-19 | Talton; David | Automatic dialing system |
| JPH0479156A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-12 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62246373A patent/JPH088097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489263A (en) | 1989-04-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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