JPS63266771A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鉛蓄電池に関するものである。

従来の技術 鉛蓄電池は安定な性能を有し、エネルギー貯蔵手段とし
て非常に優れている。しかし、他の蓄電池系に比較して
、エネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）が劣るという欠点があ
る。このエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ）向上のためには
、電池の重量分布を知る必要があるが、これは電池の用
途、容量などの諸条件によシ差異があるものの、概略、
活物質３０〜３５憾、グリッド、端子などの金属部品２
５〜３５４、電解液２５〜３５係、電槽、セパレータな
どの非金属部品１０幅程度といわれている。

以上の重量分布から、鉛蓄電池の軽念化ｔ−実現するた
めには、活物質の軽量化をはかることが最も効果的であ
ると考えられる。

鉛蓄電池の正極、負極の活物質は、原料となる鉛粉末を
正負両極用の添加物とともに、希硫酸またはその他の練
液と混合し、攪拌しながらペーストを作り、このペース
トラ格子中に充填し、所定の乾燥、化成の工程を経て作
製されている。

このとき、正極活物質は二酸化鉛ＰｂＯ２に変化し、負
極活物質は鉛Ｐｂとなる。そして放電、充電のくり返し
によって下記の反応式で示すように、硫酸鉛ＰｂＳＯ４
を放電生成物として放電反応が起っている。

放電反応が進行すると、硫酸鉛ＰｂＳＯ４の結晶が成長
していき、活物質粒子の表面を覆うようになる。

Ｐｂ。

硫酸鉛ｐｂｓｏ４は、鉛、二酸化鉛４’ｂ　ＰｂＯ２よ
りも電導度が小さいので１、放電反応の進行とともに活
物質の電気抵抗が増大し、電圧の降下が起き、放電のｇ
了となる。このとき、活物質粒子内部には、未反応の活
物質が残存しており、活物質の利用率が低くなる。この
ことが鉛Ｍ１！池のエネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ　）を
低下させる原因のひとつであると考えられる。

発明が解決しようとする問題点 上記のように鉛蓄電池では、放電反応生成物の硫酸鉛ｐ
ｂｓｏ４が、正、負極活物質粒子表面を覆うために、前
記活物質粒子の内部には放電反応に関与できない活物質
が存在するという理由から、エネルギー密度（Ｗｈ／ｋ
ｇ）が低いという欠点がある。

本発明は上記の問題点を解決するもので、正、負極活物
質の材料となる鉛粉末を処理して極板を軽量化し、電池
としてのエネルギー密度（Ｗｈ／Ｉｇ）を向上させた鉛
蓄電池ｔ−提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するため本発明の鉛蓄電池は、耐硫
酸性を有する高分子物質粉末粒子の表面＃金、平均粒径
が前記高分子物質粉末粒子の平均粒径の１／１０以下で
ある鉛粉末粒子で被覆して固定化した鉛被覆粒子全正極
および負鰍の活物質として用い比ものである。

作用 上記の構成のように鉛被覆粒子を鉛蓄電池の正極および
負極の活物質として用いれば、粒子内部は二酸化鉛Ｐｂ
Ｏ２あるいは鉛Ｐｂよジも明らかに比重の小さ部高分子
物質であシ、表面には活物質〔正極では主に二酸化鉛Ｐ
ｂＯ２、負極では鉛ｐｂ）が固定化されているために、
放電反応に関与しない粒子内部は高分子物質に置き換え
られており、従来の活物質と同容量の電池を形成しても
、重量が軽く、活物質の利用率が高まってエネルギー密
度が向上する。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

＠１図は本発明の実施例で用いる鉛被覆粒子の作製の概
念図である。第１図において、１は耐硫酸性を有するポ
リプロピレン粒子であり、２は鉛粉末の粒子で表面層は
酸化されており・５０４程度酸化鉛となっている（第１
図Ａ）。ポリゾロビレ７粒子ｌと・鉛粉末粒子２にそれ
ぞれ相反する静電気を帯電させ、混合分数処理を行なり
（第１図Ｂ）。

この処理により、静電吸着が行なわれる。ポリプロピレ
ン粒子１が吸着する鉛粉末粒子２の量は、最初に粒子が
帯電した電荷量で決定される。次いで高速で公転、自転
の併合運転が可能な混合機を用いて混合し、回転させる
と色の機械的、熱的エネルギーによって、ポリプロピレ
ン粒子ｌの表面内に鉛粉末粒子２ｔ−打ち込み、固定化
して鉛被覆粒子３を得る（第１図０）。この場合、ポリ
ブーピレン粒子ｌの粒径に対し、鉛粉末粒子２の平均粒
径？１／１０以下としなければ吸着過程の成立は困難で
あるが、１／１０以下の粒子であれば、帯電電気ｉを制
御することにより多層吸着も可能である。

ポリプロピレン粒子１に鉛粉末粒子２を固定化させるた
めには、静電気的な吸着のみでは不充分であるため、機
械的・熱的エネルギーによって打ち込む過程が必要であ
る。すなわち、あらかじめ鉛粉末粒子２を静電気的に吸
着させたポリプロピレン粒子１の粉末を高速で公転運動
させて遠心力金与えながら、さらに自転運動させ、鉛粉
末粒子２を固定化させるのである。

上記のようにして作製した鉛被覆粒子を活物質として用
いて、正極、負極を作製する。たとえば１．１μｍの平
均粒径を有するポリプロピレン粉末１に、０．１０μｍ
の平均粒径を有する鉛粉末粒子２を固定化させた鉛被覆
粒子３を用いて、正、負極の悉加物とともに、通常の方
法によってペーストラ作り、充填、乾燥、化成の工程を
経て正極、負極とし、鉛蓄電池を組み立てる。

第２図は本発明の一実施例の小型シール鉛蓄電池の概略
断面図である。第２図に示す小型シール鉛蓄電池は、褥
帯用電子機器の電源として広く普及しており、軽量化が
最も要求される分野である。

第２図において、電ｍ４の内部に、正極５と負極６が、
中央付近に設置したセパレータ７を挟んで配設されてい
る。前記正極５は、上記のようにしてポリプロピレン粒
子１０表面に鉛粉末粒子２を固定化して得られる、鉛被
覆粒子３を用いて作製したものであり、鉛粉末粒子２は
正極活物質である二酸化鉛ＰｂＯ２に変化している。負
Ｗｉ６は、正極５と同様に、ポリプロピレン粒子１の表
面に鉛粉末粒子２を固定化して得られる、鉛被覆粒子３
を用いて作製したものであｐ１鉛粉末粒子２は負極活物
質である多孔性鉛となっている。セパレータ７は、主と
してガラス繊維を用いて形成されておｐ１電解液のほと
んどは、このセパレータ７の中に保持されて漏液が防止
されている。なお電槽４は、耐硫酸性を有するＡＢＳ樹
脂で形成されている。電Ｗ１４の蓋４ａには、ゴム製の
安全弁８が設けられ、空気が電池内に入るのを防ぎ、さ
らに、充電器の故障などが原因で電池内圧が上昇したと
き、電池内のガスを排出する役割を果たしている。

上記実施例においては、耐硫酸性を有する高分子として
ポリプロピレンを用いたが、そのほかにフッ素樹脂、ポ
リイミド、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ｐｐｓ、
エボナイト、ポリエチレン、ＡＳｍ＆、ポリ塩化ビニル
、ポリスチレンなど、多くの樹ＦＦ１類を用いることが
できる。

次に、第２図に示した上記実施例の小型シール−鉛蓄電
池を３セル直列に接続し、容量４Ａｈの電池を形成し、
従来の同容量の電池と０．ＩＣ定電流放電の比較を行な
い、その結果を第３図に示した。第３図に示すとお、り
０．ＩＣ定電流放電での容量はほとんど差がない。しか
し、正、負極の活物質重量は、従来の小型シール鉛蓄電
池では２９９．４ｇであるのに対し、上記実施例の活物
質重量は２２４．７ｇであり、また、電池重量は、それ
ぞれ８３０４）ｇ　、　７５５．３ｇであるので、９．
０１の軽量化が実現された。この結果、エネルギー密度
（Ｗｈ／ｋｇ）は９．９４向上した。

発明の効果 以上のように本発明の鉛蓄電池においては、耐硫酸性を
有する高分子物質粉末粒子の表面層を、平均粒径が前記
高分子物質粉末粒子の平均粒径の１／１０以下である鉛
粉末粒子で被覆して固定化した鉛被覆粒子を正極および
負極の活物質として用い、そしてその粒子の内部が酸化
鉛や鉛より比重の小さい高分子物質であり、しかも表面
には放電および充電に、関与する活物質である鉛粉末粒
子が固定化されているので、同一容量の電池で比較して
・活物質の利用率が高く、エネルギー密度（Ｗｈ／ｋｇ
　）が格段に向上する。これは携帯用として用いられる
小型シール鉛蓄電池をはじめとして、すべての鉛蓄電池
にとって非常に有利なことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で用いる鉛被覆粒子の作製の概
念図、第２図は本発明の一実施例の小型シール鉛蓄電池
の概略断面図、第３図は第２図に示す実施例の小型シー
ル鉛蓄電池および従来品の定電流放電曲線を示す図であ
る。 １・・・ポリプロピレン（高分子物質粉末粒子）、２・
・・鉛粉末粒子、３・・・鉛被覆粒子、５・・・正極、
６・・・負極。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 Ａ　　　　　７３　　　　　ｃ Ｊ・・・鉛Ｈ覆粒子 第２図 ５−正極 ６−負極 第３図 □放電峙Ｍ　（ｈｐ＞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、耐硫酸性を有する高分子物質粉末粒子の表面層を、
   平均粒径が前記高分子物質粉末粒子の平均粒径の１／１
   ０以下である鉛粉末粒子で被覆して固定化した鉛被覆粒
   子を、正極および負極の活物質として用いた鉛蓄電池。