JPH1197033A - 鉛蓄電池用エキスパンド極板の製造法 - Google Patents

鉛蓄電池用エキスパンド極板の製造法

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JPH1197033A
JPH1197033A JP9273527A JP27352797A JPH1197033A JP H1197033 A JPH1197033 A JP H1197033A JP 9273527 A JP9273527 A JP 9273527A JP 27352797 A JP27352797 A JP 27352797A JP H1197033 A JPH1197033 A JP H1197033A
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JP
Japan
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electrode plate
active material
complex
pole plate
battery
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JP9273527A
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English (en)
Inventor
Naohiro Tsujino
尚宏 辻野
Tadashi Noda
正 野田
Kimiki Hata
秦  公樹
Hirosuke Konishi
弘祐 小西
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】鉛蓄電池用極板の製造法の改良に係るものであ
って、特に薄形で網目の粗い格子体に活物質ペーストを
充填した極板の機械的強度を向上させ、かつ高性能で長
寿命な電池を提供する。 【解決手段】ペースト充填時に極板の片面或いは両面を
ガラス繊維を主体とした繊維の交錯体で被覆して加圧
し、該交錯体を極板の活物質表面にくい込ませた後乾燥
して両者を一体に固化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はペースト式鉛蓄電池
用極板の製造法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のエキスパンド法で得られるような
薄形の或いは網目の粗い帯状格子体に連続してペースト
を充填する極板の製造法では、充填したペーストが格子
桟の網目から抜け落ちることを防止し、その後の電槽に
挿入するまでの工程での極板の取扱いを容易にする目的
で、極板の片面或いは両面に紙を貼り付けて支持する方
法が採られている。
【0003】この紙は天然のNCP(針葉樹化学パル
プ)を合成樹脂で強化したもの、或いは合成のPP(ポ
リプロピレン)、PAN(ポリアクリロニトリル)やP
ET(ポリエステル)などの繊維を適用した抄紙体や織
布及び不織布が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な紙
は、極板の製造工程中において湿潤時の強度が弱いので
ペースト充填時に破れたり、張力が加わると伸びたりす
る。そして、その後の乾燥工程で収縮或いは膨張して極
板面からはがれてしまうなどの欠点を有していた。ま
た、電池の使用時においては電解液の拡散を阻害し、特
に正極板に適用した場合には、初期性能を著しく低下さ
せ、更には分解して揮発性有機酸や還元性有機物などの
不純物を溶出して電池寿命を短くするなどの欠点を有し
ていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、エキスパンド
法により製造する極板のペースト充填時に片面或いは両
面をガラス繊維を主体とした繊維の交錯体で被覆して加
圧し、該交錯体を極板の活物質表面にその一部叉は全部
をくい込ませた後、乾燥して両者を一体に固化すること
を特徴とするものであり、適用するガラス繊維を主体と
した繊維の交錯体は直径が6〜19μmのガラス繊維を
主体とした厚さが0.3〓以下、坪量が50g/〓以下
のものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明はとくにエキスパンド法で
得られるような薄形の或いは網目の粗い帯状格子体にペ
ーストを充填する極板の製造法の改良を中心としたもの
で、軽量で機械的強度が強く、高性能で長寿命な極板を
連続して大量に生産することを目途とするものである。
【0007】以下、実施例により本発明の内容を説明す
る。
【0008】図1は、エキスパンド法によるペースト式
鉛蓄電池用極板の製造工程の一例を示すものであり、1
は鉛或いは鉛合金製シートaの供給機であり、エキスパ
ンダー機2によりエキスパンド加工された帯状格子体b
は打抜機3により極板の耳や足部を形成され、充填機4
によりペーストが充填されると共に、本発明で使用する
ガラス繊維を主体とした繊維の交錯体cが供給されて極
板面を被覆し、加圧ローラー4aで該交錯体を極板の活
物質ペーストの表面にくい込ませた後切断機5で単板に
切断して乾燥・加熱機6に送り込んで、両者を一体に乾
燥固化する一連の工程により得られる極板の一貫製造工
程である。
【0009】図2は、エキスパンド法により得られる極
板の格子形状の一例を示す。
【0010】図3aは、本発明の方法により得られた極
板の一部断面を示したもので、イは格子桟、ロは活物
質、ハはガラス繊維を主体とした繊維の交錯体(被覆材
と略す)の全部が極板の活物質の表裏両面にくい込んだ
部分である。図3bは従来の極板の断面であってニは天
然の有機繊維を主体とした紙である。
【0011】実施例1 シートaには、厚さ1.0〓のPb−0.07%Ca−
1.0%Snの鉛合金製シートを用いた。
【0012】補強材cとして乾式法により得たCガラス
繊維の交錯体 [繊維の太さ:19μm、交錯角度:60°(120
°)、バインダー:P・MMA(ポリメチルメタクリレ
ート)15%、坪量:50g/m2、厚さ:0.3〓]を
用いた。そして、150℃で30秒間加熱・乾燥して断
面がガラス繊維の交錯体と活物質/活物質 /格子/活
物質/活物質とガラス繊維の交錯体なる構成の極板Aを
得た。
【0013】実施例2 被覆材cとして湿式(抄紙)法により得たCガラス繊維
の交錯体(繊維の太さ:13μm、交錯角度:無方向、
バインダー:P・MMA13%、坪量:20g/m
2 、厚さ:0.13〓)を用いた以外は実施例1と同
様にして極板Bを得た。
【0014】実施例3 バインダーにPAN(ポリアクリロニトリル)繊維5%
とPE(ポリエチレン)繊維5%とを使用した以外は実
施例2と同様にして極板Cを得た。
【0015】実施例4 ガラス繊維の太さが6〜9μmのものであり、他は実施
例2と同様にして極板Dを得た。
【0016】実施例5 ガラス繊維の太さが1〜5μm、バインダーがPAN繊
維2%とP・MMA10%のもので他は実施例2と同様
にして極板Eを得た。
【0017】従来品 被覆材cとして抄紙法により得た紙(パルプ:NCP、
紙力強化用合成樹脂:1〜2%、坪量:15g/m2
厚さ:0.04〓)を用いて、他は実施例1と同様にし
て断面が紙/活物質/格子/活物質/紙なる構成の極板
Fを得た。
【0018】比較品 比較用として、紙の被覆材を使用しないで、他は実施例
1と同様して断面が活物質/格子/活物質なる構成の極
板Gを得た。
【0019】次にこれら実施例1〜5、及び従来例と比
較例に示したそれぞれの極板について、機械的強度を調
べるとともにこれらの極板を用いて、日本工業規格JI
SD5301に規定された34B19形電池〔5時間率
容量27Ah、高率放電(−15℃)持続時間3分 5
秒目電圧9.2V〕を製作し、放電性能および寿命性能
試験を行った。各々の極板の機械的強度及び試験電池の
構成と試験結果を表1に示す。
【0020】
【表1】 表1の結果から、本発明の製造法により得た極板A〜E
は従来品極板F(被覆材:紙)に比べると活物質の保持
力が良く、極板の機械的強度が勝れている。これはガラ
ス繊維を主体とした交錯体が極板の表面層の活物質にく
い込んで活物質と一体に固化しているためで、より太い
繊維を使用したものの方が勝れている傾向はガラス繊維
の剛性がより強靭であることと、活物質層への食い込み
の程度がより深いためであると考えられる。
【0021】最も注目されることは放電性能において、
実施例の5時間率容量がいずれも従来品より勝れ、紙の
被覆材を使用しない比較品よりも大幅に勝れたものも見
られることであり、この傾向は高率放電時の持続時間の
特性の面で一層に明確である。これは剛性の強いガラス
繊維が加圧時に活物質層を乱して極板の面内にくい込む
ので、極板表面の活物質層がよりマクロな多孔性になっ
ていること、及びガラス繊維の親水性が極板表面層にお
ける電解液の拡散を容易にしているためであると考えら
れる。
【0022】太いガラス繊維を用いたものの方が勝れて
いる傾向は、被覆材の目が粗いので加圧による活物質層
へのくい込みの程度がより深くなっているためであると
考えられる。細いガラス繊維を用いたものは被覆材の目
が細かいので加圧しても活物質層へのくい込みの程度が
浅く、従来の紙は緻密なので加圧しても活物質層へはく
い込まない。
【0023】従来品(電池No.7)と1〜5φμmの
ガラス繊維を用いた電池(電池No.6)での放電性能
が比較品(電池No.8)の紙を使用していないものよ
りも劣ったのは、この様な被覆材では目が緻密すぎるた
めに電解液の拡散が悪くなっているためであろう。
【0024】また一方、寿命性能において実施例の電池
(電池No.1、2、3、4、5、6)が、いずれも従
来品(電池No.7)に比べて大幅に勝れていることは
ガラスマットを使用した場合と同じ効果があることを示
すもので、より細かい繊維を使用したものの方が被覆材
の目が細かいので正極活物質の脱落が少なく、勝れてい
る。
【0025】ガラスマットを正極板面に当接することに
より寿命性能が改善されることは公知であるが、単に正
極板面にガラスマットを当接した構成の電池ではマット
を使用しない場合に比べて電解液の拡散が悪くなるので
放電性能はむしろ低下する。正極板のみに本発明の極板
を用いた電池(電池No.3)での性能が正極板と負極
板との両方に本発明の極板を用いた電池(電池No.
2)に比べて殆ど遜色ないのは本発明品は正極板に使用
した場合に特に効果のあることを示すものである。
【0026】すなわち本発明の製造法により得られた極
板は電池での寿命性能は勿論、放電性能が極めて良好で
あることが特徴である。
【0027】本発明で使用するガラス繊維の交錯体は耐
酸性のCガラスを主体としたものの他Zr(ジリコニ
ア)を含むARG(耐アルカリ性ガラス繊維)が好まし
い。バインダーとしては実施例で述べた如く、耐水、耐
酸性のアクリル酸エステルやメタクリル酸エステル系の
ポリマー又はコーポリマー、PAN、PE、PETやこ
れらの混合物を必要量使用したものである。
【0028】ガラス繊維の径としては均一にペーパーま
たはマット状に形成できて、取扱いが容易なものであ
り、実施例で述べた直径1〜19μmの範囲のものが使
用できるが、放電性能の改善には直径6μm以上のもの
が好適である。なお、直径20μm以上のものは繊維が
折れ易いので取扱いが実用上困難である。
【0029】太いものは電池での放電性能が良く、細い
ものは寿命性能が勝れているが、目的に応じてこれらを
混合して使うことも有効である。使用するガラス繊維の
交錯体の厚さは電池の使用目的に応じて選択するもので
あるが、本発明の連続的な製造法では厚さ0.3〓以
下、坪量は50g/m2以下のものが実用範囲であり、
厚さ0.2〓以下、坪量30g/m2以下のもは生産性
がより勝れている。
【0030】以上、詳述した如く、本発明の製造法で使
用するガラス繊維の交錯体は耐水、耐酸性なのでペース
トの充填時に濡れて活物質層にくい込ませても強度低下
せず、極板の連続製造工程中に張力が加わっても伸びな
い。また、加熱・乾燥しても寸法変化せず極板面からは
がれることもない。
【0031】得られた極板はガラス繊維が活物質表面層
にくい込んで一体に固化しているので機械的強度が強
く、後工程での取扱い中に破損することはない。
【0032】
【発明の効果】本発明の製造法により得た極板は機械的
強度が改善されているので電池製造工程中での極板の取
り扱いに特別な配慮を必要とすることがなく、かつ、極
板の表面の活物質層が乱れていて電解液の拡散が容易な
ので電池での放電性能が極めて良好となり、しかも使用
中に有機酸等の不純物を溶出せず長寿命な鉛蓄電池とす
ることができ、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるエキスパンド法によるペ
ースト式鉛蓄電池用極板の製造工程の一例を示す図であ
る。
【図2】エキスパンド法により得られる極板の格子形状
の一例を示す図である。
【図3a】本発明の製造法による極板の一部の断面を示
す図である。
【図3b】従来の製造法による極板の一部の断面を示す
図である。
【符号の説明】
1. 鉛或いは鉛合金製シートの供給機 2. エキスパンダー機 3. 打抜機 4. 充填機 4a.加圧ローラー 5. 切断機 6. 乾燥・加熱機 a. 鉛或いは鉛合金製シート b. 帯状格子体 c. ガラス繊維を主体とした繊維の交錯体(被覆材) イ. 格子桟 ロ. 活物質 ハ. ガラス繊維を主体とした繊維の交錯体の全部が極
板の活物質の表裏両面にくい込んだ部分 ニ. 天然の有機繊維を主体とした紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 弘祐 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉛蓄電池用エキスパンド極板の製造法にお
    いて、ペースト充填時に極板の片面或いは両面を、繊維
    径6〜19μmのガラス繊維を主体とした厚さ0.3〓
    以下、坪量50g/〓以下の繊維の交錯体で被覆して加
    圧し、該交錯体を極板の活物質ペースト面にくい込ませ
    た後乾燥して両者を一体に固化することを特徴とする鉛
    蓄電池用エキスパンド極板の製造法。
JP9273527A 1997-09-18 1997-09-18 鉛蓄電池用エキスパンド極板の製造法 Pending JPH1197033A (ja)

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JP9273527A JPH1197033A (ja) 1997-09-18 1997-09-18 鉛蓄電池用エキスパンド極板の製造法

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7682738B2 (en) 2002-02-07 2010-03-23 Kvg Technologies, Inc. Lead acid battery with gelled electrolyte formed by filtration action of absorbent separators and method for producing it
KR20140048143A (ko) * 2011-06-20 2014-04-23 글라트펠터 게른스바흐 게엠베하 운트 코. 카게 납축전지에 사용되는 다기능성 웹
CN110364689A (zh) * 2019-06-04 2019-10-22 浙江天能电池(江苏)有限公司 一种节能型极板固化干燥工艺
CN110400909A (zh) * 2019-07-29 2019-11-01 浙江天能电池(江苏)有限公司 一种铅炭蓄电池负极板自然固化工艺

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KR20140048143A (ko) * 2011-06-20 2014-04-23 글라트펠터 게른스바흐 게엠베하 운트 코. 카게 납축전지에 사용되는 다기능성 웹
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