JPH10189029A - 密閉形鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents

密閉形鉛蓄電池の製造方法

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JPH10189029A
JPH10189029A JP8356003A JP35600396A JPH10189029A JP H10189029 A JPH10189029 A JP H10189029A JP 8356003 A JP8356003 A JP 8356003A JP 35600396 A JP35600396 A JP 35600396A JP H10189029 A JPH10189029 A JP H10189029A
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JP
Japan
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tin
positive electrode
battery
active material
sealed lead
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JP8356003A
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English (en)
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Masaaki Shiomi
塩見  正昭
Yuichi Okada
祐一 岡田
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正極にPb−Ca系合金格子を用いる密閉形
鉛電池は、正極にSb合金格子を用いた液式電池のそれ
に比べるとサイクル寿命がかなり短い。この原因の一つ
である格子/活物質界面の硫酸鉛層生成の悪影響を改善
するために、正極活物質にスズを添加することが提案さ
れているが、実際には充分な改善効果は得られず、負極
板の充電効率が低下するなどの問題があった。 【解決手段】 正極格子にPb−Ca系合金を用い、正
極活物質にあらかじめ金属スズあるいはスズ化合物を添
加して、スズ量として正極活物質重量当たり0.5%以
上5.0%以下存在させるとともに、電池に電解液を注
液後、電槽化成開始までの放置時間を0.1時間以上3
時間以内にした密閉形鉛蓄電池の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は正極格子にPb−C
a系合金を用いた密閉形鉛蓄電池に関するもので、その
寿命性能の向上、特に正極活物質へのスズ又はその化合
物の添加により正極活物質の劣化を防いで密閉形鉛蓄電
池の寿命性能の向上と安定化を図ることを目的とするも
のである。
【0002】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池には、現在最も広く使わ
れている、微細ガラスマットセパレータを正、負極板に
当接したリテーナ式電池と、古くからヨーロッパを中心
に用いられている、電解液をコロイダルシリカでゲル化
したゲル式電池と、近年開発が進められている、顆粒状
のシリカを極板間および極板群の周囲に充填し、そのシ
リカに電解液を含浸させたた顆粒シリカ式電池とがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの密閉電池は、
正極にPb−Ca系合金格子を用いており、そのためサ
イクル寿命が、従来の正極にSb合金格子を用いた液式
電池のそれに比べると、かなり短いことが知られてい
る。この原因の一つは正極格子/活物質界面に硫酸鉛層
(いわゆるバリヤー層)が生成するからである。その対
策の一つとして古くから正極活物質にスズを添加すると
いう技術がある。スズを添加すると、格子/活物質界面
の腐食層の導電性を向上させるなどと言われており、寿
命性能の向上に効果があると言われている。
【0004】しかし、実際に上記スズ酸化物を添加する
と、性能向上する場合もあれば、かえって寿命性能が悪
くなる場合もあった。この原因を調査したところ、早期
に容量低下した電池ではスズが正極から溶出し負極板に
析出して、負極板の充電効率が低下し硫酸鉛が多く蓄積
していた。また統計的に調査したところ、この現象が現
在鉛電池の化成方式として一般的な電槽化成方式(電槽
の中に極板群を入れた状態で極板化成を行う方式)を用
いた場合に多いこと、さらに注液後化成に入るまでの放
置時間が長い場合に起こることがわかった。この電槽化
成方式は電池のコスト削減のためにはなくてはならない
方式であり、この方式を前提にした改良が不可欠であ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明密閉形鉛蓄電池の
製造方法は、正極格子にPb−Ca系合金を用いた密閉
形鉛蓄電池において、特に電槽化成方式で製作する電池
であって、正極活物質にあらかじめ金属スズあるいはス
ズ化合物を添加して、スズ量として正極活物質重量当た
り0.5%以上5.0%以下存在させるとともに、注液
後電槽化成開始までの時間を0.1時間以上3時間以内
にしたことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明による密閉形鉛蓄電池の製
造方法は、正極格子にPb−Ca系合金を用い、正極活
物質にあらかじめ金属スズあるいはスズ化合物を添加し
て、スズ量として正極活物質重量当たり0.5%〜5.
0%存在させるとともに、電池に電解液を注液後、電槽
化成を実施するまでの放置時間を0.1時間以上3時間
以内、最適には0.2時間以上1時間以内にする。この
ようにすることにより、密閉形鉛蓄電池の寿命性能を著
しく改善することができる。
【0007】以下の実施例にその結果の一例を示す。
【0008】
【実施例】ペースト練膏に用いる水に硫酸スズを入れ分
散させた硫酸スズ水溶液を、活物質重量当りそれぞれ金
属スズ換算で0.1%(B)、0.5%(C)、1%
(D)、2%(E)、5%(F)、7%(G)添加した
鉛ペーストをPb−0.1%Ca−1.5%Sn合金か
らなる格子に充填し2.4mm厚さの正極板を製作す
る。この正極板10枚と1.7mm厚さのペースト式負
極板11枚と微細ガラスマットセパレータとから、約6
3Ah(3hR)−12Vのリテーナ式密閉電池を通常
の製法にならって製作した。なお、硫酸スズを添加して
いない従来の標準極板を用いた電池(A)も併せて製作
した。
【0009】これらの電池は常法に従って所定の注液を
行なった後、3分後(a)、6分後(b)、12分後
(c)、1時間後(d)、3時間後(e)、5時間後
(f)に7Aで64時間の電槽化成を行った。その後、
まず30℃で1/3CA放電容量を測定した後、寿命試
験を行った。寿命試験は40℃で、1/3CA電流で定
格の80%を放電した後、定電圧−定電流方式で充電す
るという一般的な条件で行った。
【0010】まず、初期容量の結果を図1に示すが、注
液後の放置時間が0.05時間と極端に短い場合を除い
て放置時間による差はなかった。0.05時間の場合、
かなり容量が少なかったが、これは電解液が極板に充分
にはしみ込んでなかったため化成が不十分であったため
と思われる。また、硫酸スズの添加量が多くなると、初
期容量がやや増加する傾向が見られた。寿命性能はその
結果を図2に示すが、寿命向上に効果があったのはスズ
の添加量が0.5〜5%の場合でかつ、注液後、電槽化
成までの放置時間が0.1時間以上3時間以内の場合で
あった。最も効果があったのは、放置時間が0.2時間
以上1時間以下の場合であった。
【0011】注液後の放置時間が0.1時間未満の場合
に寿命性能が良くなかったのは、電解液が極板全体にし
みわたる前に化成を始めたために初期から性能が不十分
であったことに起因していると思われる。
【0012】また、スズ添加量が7%の場合は、注液後
の放置時間によらず早期に容量低下した。
【0013】上記寿命性能の違い、特にスズ量が5%を
越える場合に容量低下が大きいことや注液後の放置時間
が5時間の場合に容量低下が早くなる理由を明らかにす
るため、電槽化成終了後、同一構成の電池を解体して負
極板に蓄積していたスズ量を分析した結果を図3に示す
が、寿命試験の結果と同じく、0.5%〜5.0%のス
ズ量を添加し、かつ注液から化成までの放置時間が0.
1時間以上3時間以内の場合にはほとんどスズの析出は
なかったが、放置時間が5時間の場合や、スズ添加量が
5%を越えた場合には負極板に析出したスズ量はかなり
多くなっていた。スズは鉛に比べて水素過電圧が低いた
め負極板に析出すると、充電効率が低下してしまうこと
が知られている。スズの析出量が多かった電池の劣化が
大きかったのはこのためと思われる。
【0014】なぜ、注液後の放置時間がスズの溶出と関
係しているかははっきりとはしていないが、PbO2
スズなどのイオンを吸着するが、PbSO4 は吸着しに
くいという特性を持っており、注液後の放置時間中は、
電解液である硫酸が極板中のPbOと激しい反応を起こ
し、極板中に通常の充放電では考えられないほど多量の
硫酸鉛が生成するため、注液後の放置中にスズの溶出が
起こりやすくなったもと思われる。
【0015】なお、本実施例では、スズ化合物として硫
酸スズを用いたが、金属スズや酸化スズを同様に添加し
て試験しても結果には大差なかった。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は正極活物質
に金属スズ換算で0.5〜5%のスズあるいはスズ化合
物を添加した正極板を用いた電池を、注液後0.1時間
以上3時間以内に電槽化成を開始することにより、密閉
形鉛蓄電池の寿命性能が著しく改善されるもので、密閉
形鉛蓄電池の実用化という見地から、その工業的価値は
きわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】スズ添加量、電槽化成までの放置時間と初期容
量との関係を示す特性図
【図2】スズ添加量、電槽化成までの放置時間と寿命性
能との関係を示す特性図
【図3】スズ添加量、電槽化成までの放置時間と負極板
に析出していたスズ量との関係を示す特性図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極格子にPb−Ca系合金を用いた密
    閉形鉛蓄電池において、特に電槽化成方式で製作する電
    池であって、正極活物質にあらかじめ金属スズあるいは
    スズ化合物を添加して、スズ量として正極活物質重量当
    たり0.5%以上5.0%以下存在させるとともに、注
    液後電槽化成開始までの時間を0.1時間以上3時間以
    内にしたことを特徴とする密閉形鉛蓄電池の製造方法。
JP8356003A 1996-12-19 1996-12-24 密閉形鉛蓄電池の製造方法 Pending JPH10189029A (ja)

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JP8356003A JPH10189029A (ja) 1996-12-24 1996-12-24 密閉形鉛蓄電池の製造方法
DE69736735T DE69736735T2 (de) 1996-12-19 1997-12-19 Blei-säure Batterie und Herstellungsverfahren
EP97122546A EP0849816B1 (en) 1996-12-19 1997-12-19 Lead-acid battery and producing method thereof
US08/995,135 US6225005B1 (en) 1996-12-19 1997-12-19 Lead-acid battery and producing method thereof
CNB971217416A CN1161857C (zh) 1996-12-19 1997-12-19 铅酸蓄电池及其生产方法
US09/729,172 US6495288B2 (en) 1996-12-19 2000-12-05 Lead-acid battery having tin in positive active material and silica in separator

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