JPH11273667A - 鉛蓄電池用極板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で熟成しても電池性能に影響を及ぼさ
ず、かつ格子体と活物質の良好な密着が得られる鉛蓄電
池用極板の製造法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、金属鉛を含む鉛酸化物粉末と
水と硫酸を主成分として混練したペーストを格子体に塗
着した後、該格子体の周囲に金属を当接して該金属を加
熱しながら熟成することを特徴とする。また、上記格子
体は鉛ーカルシウム系合金であればその効果が著しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池用極板の
製造方法、特に熟成工程に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池用極板は、鉛または鉛合金を酸
化して得られる酸化鉛および残留鉛からなる鉛粉と添加
剤を希硫酸で混練して調整した活物質ペースト（以下、
ペーストという）を、鉛合金からなる格子体に塗着し、
適切な温度と湿度に保たれている熟成室に入れて熟成し
た後、化成の工程を経て製造される。熟成工程は、格子
体と活物質との密着、活物質強度の向上などを目的と
し、鉛蓄電池の高率放電特性や寿命性能に大きく関係す
る。そして、この工程では極板の水分を徐々に除去し、
格子体を腐食させて格子体と活物質とを密着させ、極板
中の金属鉛を酸化させるため、一般には１〜３日の長時
間を要する。特に、エキスパンド極板で代表される鉛−
カルシウム合金の格子体を使用した極板は、その高い耐
蝕性から良好な格子体と活物質の密着を得るためには、
さらに長時間熟成する必要があった。しかし、鉛電池の
生産性が高めるため近年この熟成工程の時間を短縮する
ことが求められている。熟成は化学反応であるから時間
を短縮する方法の一つとして、熟成室の温度を高めて熟
成反応を促進する方法がある。この方法によると、比較
的短時間で格子体と活物質の良好な密着が得られるが、
活物質中に多量の四塩基性硫酸鉛が生成し、電池に組み
立てた時に十分な初期性能が得られないという問題点を
有していた。

【０００３】また、熟成中にペースト中の金属鉛の急速
な酸化による温度の過度な上昇を抑え、ペーストが乾燥
収縮して亀裂を生じることがないように、熟成室の湿度
を高く保つことが熟成反応を良好に進める上で有利であ
る。従って、現状では四塩基性硫酸鉛の発生を抑え、か
つ格子体と活物質の良好な密着が得られる高温高湿の条
件で熟成が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、熟
成工程は、長時間を要し、特に、鉛−カルシウム合金製
の格子体を用いた極板は、ペーストと格子体との密着を
よくするために、さらに長時間の熟成を必要とした。従
って、本発明の目的は、短時間で熟成しても電池性能に
悪影響を及ぼさず、かつ格子体と活物質の良好な密着が
得られる鉛蓄電池用極板の製造方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、格子体のみを従来より高温にして他は従
来と同様な条件で熟成しようとするものである。すなわ
ち、金属鉛を含む鉛酸化物粉末と水と硫酸を主成分とし
て混練したペーストを格子体に塗着した後、該格子体の
周囲に金属を当接して該金属を加熱しながら熟成するこ
とを特徴とする。そして、上記格子体は鉛−カルシウム
系合金であればその効果が著しい。

【０００６】

【作用】活物質より熱伝導性の高い格子体に直接熱伝導
性の高い金属を当てがい加熱することにより、活物質を
一定温度に抑えながら格子体を昇温して表面を溶解させ
ることができる。従って、格子体と活物質を速く密着さ
せることができる。また、活物質の温度があまり上昇し
ないので、四塩基性硫酸鉛の生成を抑制できる。この
際、格子体に与えられる熱量は、極板の上部（図１左
側）からのものが大きいので、極板上部に近い程格子体
表面の反応の進行が速く、ペーストとの密着も優れる。
このことは、電池として使用されるとき利用率の高い極
板上部がよく補強されることになり、特に有利である。

【０００７】

【本発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について
図面に基づいて説明する。

【０００８】（実施例１）鉛および鉛酸化物を水と希硫
酸で混練して外比４．１ｇ／ｃｃのペーストを作製し、
このペーストを厚さ１．０ｍｍの鉛−カルシウム−錫系
合金シートからなる、幅１４４．０ｍｍ、高さ１２４．
０ｍｍのエキスパンド格子体に充填した。この極板を図
１のように５０枚水平に積載し、室温５０℃、湿度８０
％の熟成室に投入する。積載された極板１の側面、すな
わち極板１の上部（図では左側）と下部（図では右側）
の格子体２に６０℃に加熱された金属板３をあてがい、
２４時間熟成を行い正極板ａを作製した。また、常法に
より負極板を作製し、前記正極板ａと組み合わせて極群
とし、この極群を電槽内に収納した後、比重１．２３０
ｄの希硫酸電解液を注入して充電を行い、５０Ａｈの鉛
電池Ａを作製した。

【０００９】なお、図１における４は金属板３に熱を供
給する金属管である。

【００１０】（実施例２）熟成時間を４８時間とした以
外は、実施例１と同様な正極板ｂとそれを用いた鉛電池
Ｂを作製した。

【００１１】（比較例１）実施例１において、極板１の
周囲の格子体２に金属板３をあてがわずに熟成して正極
板ｃを作製し、この極板ｃを用いて鉛電池Ｃを作製し
た。

【００１２】（比較例２）熟成時間を４８時間とした以
外は、比較例１と同様にして正極板ｄとそれを用いた鉛
電池Ｄを作製した。

【００１３】（試験）以上作製した正極板ａ〜ｄを厚さ
５．０ｍｍの定盤上５０ｃｍの高さより、極板のペース
ト塗り込み面を下にして連続１５回落下し、格子体から
の活物質の脱落率を調査した。なお、脱落率は、（（脱
落前極板質量−脱落後極板質量）／（脱落前極板質量−
格子体質量））×１００によって求めた。その結果を表
１に示す。また、前記正極板ａ〜ｄを用いて作製された
鉛電池Ａ〜Ｄについて５時間率電流で終止電圧１０．５
Ｖまで放電を行った後、定電流で放電量の１１０％充電
を行うことを１サイクルとした寿命試験を行った。その
結果を表２に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】表１の結果より格子体を６０℃に加熱しな
がら熟成を行った正極板ｂは、従来方法で熟成を行った
正極板ｄより脱落率が約１／５に改善され、また熟成時
間を４８時間から２８時間に短縮した正極板ａにおいて
もその効果が同等であった。しかし、従来方法で短縮し
た正極板ｃは、従来方法の正極板ｄに比べ脱落率が約２
倍になった。

【００１７】上記脱落強度試験中において、従来方法で
作製された正極板ｃ，ｄは、それぞれ５回目と８回目の
落下からエキスパンド極板の目の大きさと同じペレット
状の活物質の脱落が確認されたが、本発明の方法による
極板ａ，ｂでは、１５回の連続落下後もペレット状の活
物質の落下が見られず、格子体の活物質保持能力が向上
していることが確認された。

【００１８】また、表２より本発明に係る電池Ａ，Ｂ
は、５０サイクルの時点でも初期容量の８０％以上を維
持しているが、従来方法に係る電池Ｃは２０％、Ｄは約
６０％に容量が低下している。５０サイクル時点での電
池Ｄの格子体近傍を電子顕微鏡で観察したところ格子体
周囲に硫酸鉛の生成層である硫黄の分布が見られ、容量
低下の原因が格子体周囲の硫酸鉛の生成のための高抵抗
化によることが確認された。

【００１９】次に、電池Ａ，Ｂから取り出した極板を同
様に観察したところ、格子体周囲には硫酸鉛の生成層が
殆ど見られなかった。従って、本発明によると硫酸鉛の
生成を抑制し、早期容量低下を防ぎ、サイクル寿命に優
れることが確認できた。また、初期性能についても表２
から明らかなように、本発明に係る電池Ａ，Ｂは従来方
法に係る電池Ｃ，Ｄと比較して決して劣らないことが判
った。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
格子体と活物質の密着性を損なわず、かつ初期性能も損
なわないで熟成時間を短縮できる。また、本発明による
極板を用いた電池は、寿命性能が優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における格子体の化成方法を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 極板 ２ 格子体 ３ 金属板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属鉛を含む鉛酸化物粉末と水と硫酸を
   主成分として混練したペーストを格子体に塗着した後、
   該格子体の周囲に金属を当接して該金属を加熱しながら
   熟成することを特徴とする鉛蓄電池用極板の製造法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の格子体は、鉛−カルシウ
   ム系合金からなることを特徴とする鉛蓄電池用極板の製
   造法。