JPH05144441A - 鉛蓄電池用正極板 - Google Patents

鉛蓄電池用正極板

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JPH05144441A
JPH05144441A JP3307354A JP30735491A JPH05144441A JP H05144441 A JPH05144441 A JP H05144441A JP 3307354 A JP3307354 A JP 3307354A JP 30735491 A JP30735491 A JP 30735491A JP H05144441 A JPH05144441 A JP H05144441A
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JP
Japan
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positive electrode
active material
electrode plate
carbon black
lead
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Pending
Application number
JP3307354A
Other languages
English (en)
Inventor
Imakichi Hirasawa
今吉 平沢
Takeshi Hirakawa
武 平川
Hiroyuki Sato
浩之 佐藤
Kaoru Maeda
馨 前田
Shoji Shimizu
祥司 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】1種類のカーボン材料の正極板の活物質中への
添加によって、化成効率および活物質の利用率の双方の
向上を図るものである。 【構成】フタル酸ジブチルの吸油量が300ml/100
g以上であるカーボンブラックを正極板のペーストに添
加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池用正極板の改
良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鉛蓄電池に使用される正極板の化
成効率を向上させる手段としては、化成前の正極板、す
なわち、未化成正極板の活物質中にカーボンブラックあ
るいは炭素繊維またはカーボンウィスカーを添加する方
法が知られている。これらの具体例を挙げると、カーボ
ンブラックの一種であるアセチレンブラックの活物質中
への添加については、例えば特開昭58−129765
号公報などに記載されている。また、炭素繊維の活物質
中への添加については負極板ではあるが例えば、特公昭
38−1442号に公報などに記載されている。さら
に、カーボンウィスカーの活物質中への添加について
は、例えば特開平2−33859号公報などに記載され
ている。
【0003】次に、従来、鉛蓄電池に使用される正極板
の活物質の利用率を向上させる手段としては、活物質中
に中空カーボンバルーンを添加するもの、あるいは、活
物質中に異方性の大きい黒鉛を添加するもの、またはラ
メラ構造を有した球状炭素微粒子を添加するものなどの
方法が知られている。これらの具体例を挙げると、中空
カーボンバルーンの活物質中への添加については特開昭
62−160659号公報に記載されている。また、異
方性の大きい黒鉛を活物質中に添加する方法について
は、例えば、特開昭56−109460号公報などに記
載されている。さらに球状炭素微粒子の活物質への添加
については特開平2−29786号公報に記載されてい
る。
【0004】これらは各種カーボン材料の活物質中への
添加例であるが、カーボン材料以外で、正極板の化成効
率を向上させる手段、あるいは活物質の利用率を向上さ
せる手段は勿論挙げることができ、例えば化成効率を向
上させる手段としては代表的なものに、鉛丹の添加など
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カーボン材料の活物質中への添加では、正極板の化成効
率の向上、あるいは、正極板の活物質の利用率の向上の
いずれかが、主として達成され、正極板の化成効率と正
極板の活物質の利用率の双方を十分に向上させることは
できなかった。すなわち、正極板の化成効率の向上と活
物質の利用率の向上のどちらかに重点をおいてカーボン
材料を選択する必要があった。いいかえれば、正極板の
化成効率の向上と活物質の利用率の向上の双方を達成す
るためには例えば、それぞれに適した2種類のカーボン
材料を選択するか、また化成効率の向上には鉛丹の添加
を選択し、活物質の利用率の向上には中空カーボンバル
ーンの添加を選択するといったことが必要であった。
【0006】1種類のカーボン材料の活物質中への添加
で、正極板の化成効率の向上と活物質の利用率の向上と
が達成できない理由は次のような点にあるものと考えら
れる。すなわち、化成効率を向上させるためには、少量
のカーボン材料の添加で、炭化成正極板の活物質中に電
子伝導性のネットワークを作ることが必要であるが、こ
のためには、アセチレンブラックのようなストラクチャ
ーの良く発達したカーボンの微粉末、あるいは、炭素繊
維、カーボンウィスカーのような繊維状材料を選択する
のが良い。また、活物質の利用率を向上させるために
は、中空カーボンバルーンのように活物質中に、ボアを
有効に形成する材料、あるいは鉛蓄電池では充放電反応
に直接関与する硫酸を活物質中で有効に保持してくれる
異方性の大きい黒鉛などの材料を選択するのが良い。こ
のように、正極板の化成効率の向上と活物質の利用率の
向上のためにカーボン材料に要求される物性が異なるた
めであると考えられる。
【0007】本発明の目的は、1種類のカーボン材料の
正極板の活物質中への添加によって、化成効率および活
物質の利用率双方の向上を図った鉛蓄電池用正極板を提
供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、フタル酸ジブ
チル(以下「DBP」という)の吸油量が300ml/1
00g以上であるカーボンブラックを正極板の活物質中
に添加することとした。また、化成効率の向上につなが
るカーボンブラック自体の電子伝導性を高め、活物質の
利用率の向上につながるカーボンブラック自体の硫酸保
持性を高めるために、カーボンブラックをグラファイト
化し、これを正極板の活物質中に添加することとした。
【0009】
【作用】カーボンブラックというカーボンの微粉末を用
いることで正極未化板の活物質中に容易に電子伝導性の
ネットワークが形成されると共に、吸油量が非常に大き
いため、正極用ペーストを調製する際、この中に多くの
水を含むことができ、この多くの水が活物質中に有効な
ボアを多く形成する。このことによって、化成効率、活
物質の利用率、共に向上した正極板が得られる。また、
カーボンブラックのグラファイト化によって、カーボン
ブラックの電子伝導性が向上し、グラファイトの層間に
硫酸を保持することができる。さらに、耐酸化性が向上
することなどによって化成効率、活物質の利用率をさら
に向上させることができる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を説明する。 実施例1 DBP吸油量の異なる各種カーボンブラックを正極未化
板の活物質中に添加したときの化成効率および化成した
正極板の活物質利用率を表1に示す。また、吸油量と利
用率との関係を図1に示す。添加したカーボンブラック
は、東海カーボン(株)#5500、キャホットのVu
lcanXC−72、電気化学工業(株)のアセチレン
ブラック、三菱化成(株)の#3250、#3950、
ケッチェンブラックインターナショナル(株)のケッチ
ェンブラックEC、ケッチェンブラックEC600JD
である。添加量はいずれも、活物質の原料となる鉛粉に
対して0.5wt%である。以下に、化成効率および活物
質の利用率の評価方法とこれらを評価するために作製し
た正極板の製造方法を示す。化成効率は、正極未化板1
枚と負極未化板2枚から成る電解セルを構成し、これに
比重1.06(20℃)の希硫酸を注入し、正極未化板
を化成するための理論電気量を通電した後、これを取り
出し、十分に水洗、乾燥を行ない、化学分析によって活
物質のPbO2化率を求め、評価した。活物質の利用率
は、十分に化成した正極板1枚と負極板2枚から成るセ
ルに比重1.28(20℃)の希硫酸を注入し、25℃
で5時間率放電を行ない、セルの電圧が1.75Vに達
したときの時間から放電電気量を求め、これと別途求め
た活物質量とから算出した。また、これら、化成効率と
活物質の利用率を評価するために用いた正極板の製造は
以下の手順に従って行なった。まず、ボールミル方式で
作製した酸化度75%の鉛粉に水を添加しながら練った
後、続いて比重1.26(20℃)の希硫酸を添加しな
がら練り、ペーストを調製した。このペースト固形分中
の硫酸鉛量は16wt%とした。つぎに、所定のカーボン
ブラックを鉛粉に対して0.5wt%添加し、カーボンブ
ラック添加後のペーストの硬さが、添加前と同じになる
ように、必要に応じて水を添加しながらペーストを調製
した。これを、鉛−アンチモン系鉛合金から成る格子体
(w108×h115×t1.45)に充填後、50
℃、95%RHの雰囲気中で熟成、120℃で乾燥後、
化成効率、活物質の利用率評価用の正極未化板とした。
【0011】
【表1】
【0012】表1から明らかなように、正極未化板の化
成効率は、いずれのカーボンブラックを添加した場合も
大巾に向上しており、カーボンブラックの化成効率に対
する添加効果が認められる。これに対して、正極活物質
の利用率は、表1および図1から明らかようにカーボン
ブラツクの物性の1つであるDBP吸油量が、300ml
/100gを越えると急激に向上していることがわか
る。この理由は現時点では明確ではないが、おそらく3
00ml/100g以上という極めて大きい吸油量を示す
カーボンブラックは、これをペースト中に添加したと
き、その水の保持形態が他のカーボンブラックと異な
り、多量の水を含むことができるためであると思われ
る。
【0013】実施例2 吸油量が300ml/100g以上であるカーボンブラッ
クとして、ケッチェンブラックインターナショナル
(株)のケッチェンブラックEC600JDを選び、こ
れをグラファイト化させたときの正極板への添加効果を
表2に示す。ケッチェンブラックEC600JDのグラ
ファイト化は1500℃、2500℃、3000℃で行
なった。化成効率および活物質の利用率の評価方法とこ
れらを評価するために作製した正極板の作製方法は実施
例1と同じである。
【0014】
【表2】
【0015】表2から明らかなように、ケッチェンブラ
ックEC600JDをグラファイト化することによっ
て、正極未化板の化成効率、正極活物質の利用率共に、
ケッチェンブラックEC600JDを添加した場合より
向上していることがわかる。この理由は、化成効率の向
上は、ケッチェンブラックEC600JDがグラファイ
ト化することによって、その電子伝導性がさらに良くな
ったためであると考えられる。また、活物質の利用率の
向上は、グラファイト化したことによって、グラファィ
トの層間に硫酸が保持され。この硫酸が放電に際して有
効に利用されているためであると考えられる。以上述べ
た、ケッチェンブラックEC600JDのグラファイト
化による効果は、ケッチェンブラツクEC、三菱化成
(株)の#3950についても同様に認められた。
【0016】
【発明の効果】上述したように、本発明鉛蓄電池用正極
板は、DBPフタル酸ジブチル吸油量が300ml/10
0g以上であるカーボンブラックを添加することとした
ため、従来の鉛蓄電池用正極板に比べ、1種類のカーボ
ン材料の添加によって、化成効率および活物質の利用率
の双方を向上させることができ、製造工程の簡略化、大
幅な価格低廉ができる等工業的価値甚だ大なるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】カーボンブラックのDBP吸油量と正極板の活
物質利用率との関係を示す曲線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 馨 東京都新宿区西新宿2丁目1番1号 新神 戸電機株式会社内 (72)発明者 清水 祥司 東京都新宿区西新宿2丁目1番1号 新神 戸電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フタル酸ジブチルの吸油量が300ml/1
    00g以上であるカーボンブラックをペーストに添加す
    ることを特徴とする鉛蓄電池用正極板。
  2. 【請求項2】上記カーボンブラックを黒鉛化処理したこ
    とを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池用正極板。
JP3307354A 1991-11-22 1991-11-22 鉛蓄電池用正極板 Pending JPH05144441A (ja)

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JP3307354A JPH05144441A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 鉛蓄電池用正極板

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JP3307354A JPH05144441A (ja) 1991-11-22 1991-11-22 鉛蓄電池用正極板

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ID=17968094

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JP (1) JPH05144441A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001092151A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-06 Showa Denko K.K. Electrically conductive fine carbon composite, catalyst for solid polymer fuel cell and fuel battery
US6780388B2 (en) 2000-05-31 2004-08-24 Showa Denko K.K. Electrically conducting fine carbon composite powder, catalyst for polymer electrolyte fuel battery and fuel battery
JP2008016246A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池の製造方法
JP2008258131A (ja) * 2007-03-14 2008-10-23 Ntt Data Ex Techno Corp 二次電池用正極組成物及びその製造方法

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