JPH0472352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電解液量が少なく制限され、遊離し
たフリーな電解液のない密閉形鉛蓄電池の電槽内
化成方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 密閉形鉛蓄電池は、充電時に正極より発生する
酸素ガスを負極に吸収させることで電解液の減少
を防いでいる。そこで負極には酸素を吸収できる
様に、気層（酸素）および液層（電解液）が同時
に接触しなければならない。この状態では負極は
充電と同時に放電をしているため、未化成極板を
化成することはできない。そのため一般に密閉形
鉛蓄電池は正極活物質を二酸化鉛に、負極活物質
を鉛にそれぞれ変化させる化成工程を電池組立以
前に電槽外で行なつている。

しかし、電槽外で化成することは、活物質の酸
化劣化を防止する即用乾燥処理をともなうこと、
さらに電池組立後に活性化のための充電を必要と
するなど電池製造工程が煩雑となり、コスト高と
なつていた。

これらの問題を解決する方法として電槽内で極
板化成することが提案された。

すなわち、未化成の正極板と負極板および電解
液を保持吸収できるガラスマツトセパレータから
なる極板群を電槽内に収容するとともに、電解液
を負極が酸素ガスを吸収しない量だけ加えて充電
する。負極が化成を完了した後、さらに充電する
ことより正極の化成が完了し、同時に電解液を所
定の濃度まで高めるとともに所定の液量まで減少
させて負極の酸素ガス吸収能力を高くしたもので
ある。

これにより、電槽外で化成した場合に必要な、
即用乾燥処理および電池組立後の充電が不必要と
なつた。このことは量産化の上で非常に利点のあ
ることであつたが、このような製造法で作られた
電池は正極格子と正極活物質との界面に不働態膜
を生じて過充電に弱く、早期に容量が低下するこ
とがわかつた。

発明の目的 本発明は正極、負極とも未化成極板を用いて電
槽内化成を行なう密閉形鉛蓄電池において、化成
方法を改良することで耐過充電性能を向上させる
ことを目的とする。

発明の構成 本発明は、過充電性能に影響を及ぼす正極板を
主に化成する第１の化成工程と、負極板の化成お
よび化成終了時に所定の電解液量および濃度とす
る第２の化成工程とを分離させ、第１の化成工程
においては電解液量を少なくし、好ましくは少量
低濃度の希硫酸中で化成を行なうことを特徴とす
るものである。

従来行なわれている電槽内化成を行なつた密閉
形鉛蓄電池は、耐過充電性能が悪く、電池容量
（10時間率）の15〜20倍の過充電電気量により、
容量が低下することがわかつた。これは、正極板
の劣化によるもので、正極格子と正極活物質との
間の密着性が低下するため起こることが判明し
た。この原因は化成終了時に所定の電解液量およ
び濃度とするため、高濃度の希硫酸電解液を多量
に加えて化成を行なうためである。このような化
成を行なうと、正極格子と活物質との密着性が低
下し、正極格子周囲部分が放電した場合に不働態
膜を形成して放電できなくなると推定できる。そ
のため第１の化成工程においては、注液する電解
液は少量で、しかも低濃度の希硫酸が好ましく、
第１の化成工程での正極板の化成進捗度（活物質
中の二酸化鉛含有量）を50％以上にすると効果的
であることがわかつた。また、第１の化成工程の
電解液は、注液後に正、負極板と反応して硫酸鉛
となるため、液量が少なく、濃度が低い場合には
化成中の電解液はほとんど中性に近くなり、鉛の
溶解度が上昇し、サルフエーシヨンとなるので内
部短絡を起こし易い。しかし、硫酸ナトリウム又
は硫酸マグネシウムからなる中性塩を0.1〜５重
量％電解液に加えることによりこれらを防止する
ことができる。またその中性塩の添加濃度は0.1
重量％以下では効果はなく、５重量％以上では放
電容量が低下するので好ましくない。

第２の化成工程は、第１の化成工程の後に引続
き行なう。第１の化成工程においては正極の化成
進捗度は50％以上であるが、負極板は少ない電解
液状態のため付極より発生した酸素ガスを吸収し
て化成進捗度は50％前後で停止する。そこで第２
の化成工程においては、負極での酸素ガス吸収が
化成初期には行なわれずかつ、化成終了時に所定
の電解液量および濃度となるように、第１の化成
工程で注液したよりも高濃度の希硫酸からなる電
解液を加えて正極および負極板の化成を完了させ
る。

実施例の説明 未化成の正極板と、負極板および電解液を保持
吸収できるガラスマツトセパレータからなる極板
群を、電槽内に収容した10時間率容量3Ahの電池
の電槽化成方法の具体例を以下に述べる。

（第１の化成工程） 濃度10重量％の希硫酸16.5mlに硫酸ナトリウム
0.3ｇを加えた電解液を電槽内に注入し、電池内
に外部より酸素が入らないように弁をした後、
0.3Aの電流で25時間通電し、化成を行なう。こ
の際の正極板の化成進捗度はおよそ70％であつ
た。

（第２の化成工程） 第１の化成工程終了後に電槽内の電解液に濃度
46重量％の希硫酸18.9mlを加え、第１の化成工程
と同様に弁を施した後、0.3Aの電流で15時間通
電し、化成を行なう。

この第１の化成工程と、第２の化成工程を経る
ことにより、電槽化成は完了する。化成完了後に
希硫酸電解液は濃度41.5％重量％、液量27mlに調
整されていた。この電解液量は遊離したフリーな
電解液のない状態である。

次に本発明の化成方法による電池(A)と、従来の
化成方法による電池(B)の過充電性能の結果を以下
に示す。

本発明の化成方法による電池は、前記実施例で
示した10時間率で3Ahの容量である。

一方、従来の電槽化成は濃度31重量％の希硫酸
35.3mlに、硫酸ナトリウムを加えて注液した後、
電池内に外部より酸素が入らないように弁を施し
た後、0.3Aで40時間充電したものである。充電
後の電解液量および濃度は本発明と同様となつ
た。本発明の化成方法による電池Ａおよび従来の
化成方法の電池Ｂを0.05C（0.15A）で過充電を行
なつた時の容量の変化を図に示す。なお容量は過
充電量25Ah毎に0.2C（0.6A）で放電し、電圧が
10.5Vに低下するまでの放電持続時間をもとに測
定した。この結果より本発明の化成方法は従来の
化成方法に比較しきわめて耐過充電性能が向上し
ていることがわかつた。また正極板の化成進捗度
が高く、初期に高容量が得られることがわかつ
た。

発明の効果 本発明の化成方法によれば、従来電槽内化成で
は弱かつた耐過充電性能をきわめて向上させるこ
とができ、かつ密閉形電池の製造工程の簡素化に
よりコストの低減も可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の化成方法による電池Ａと、従来の
化成方法による電池Ｂとの過充電による容量変化
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解液の吸収保持体をなすセパレータで正、
   負極板間を隔離し、かつ電解液量が少なく制限さ
   れた密閉形鉛蓄電池の化成方法であつて、極板群
   を収容した電槽内に、所定の濃度および液量に満
   たない希硫酸電解液を注入して極板群に電解液を
   浸透させる第１の注液工程と、充電電流を流して
   化成する第１の化成工程と、次に前記第１の電解
   液よりも高濃度の希硫酸電解液を補足する第２の
   注液工程と、充電電流を流して化成し、化成終了
   時に所定の電解液量および濃度とする第２の化成
   工程とを有することを特徴とする密閉形鉛蓄電池
   の化成方法。 ２ 第１の化成工程において、極板群中の正極板
   の化成進捗度が50％以上である特許請求の範囲第
   １項記載の密閉形鉛蓄電池の化成方法。 ３ 第１の注液工程の電解液注入量が、容量比で
   化成終了時の電解液の30〜70％である特許請求の
   範囲第１項あるいは第２項記載の密閉形鉛蓄電池
   の化成方法。 ４ 第１の注液工程で注液する電解液濃度が第２
   の注液工程で注液する電解液より低い濃度である
   特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載
   の密閉形鉛蓄電池の化成方法。 ５ 第１の注液工程における注液電解液に硫酸ナ
   トリウムまたは硫酸マグネシウムを0.1〜５重量
   ％加えた特許請求の範囲第１〜第４項のいずれか
   に記載の密閉形蓄電池の化成方法。