JPH0523018B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0523018B2 JPH0523018B2 JP60012028A JP1202885A JPH0523018B2 JP H0523018 B2 JPH0523018 B2 JP H0523018B2 JP 60012028 A JP60012028 A JP 60012028A JP 1202885 A JP1202885 A JP 1202885A JP H0523018 B2 JPH0523018 B2 JP H0523018B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- sulfuric acid
- electrode plate
- graphite
- paste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
- H01M4/16—Processes of manufacture
- H01M4/20—Processes of manufacture of pasted electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
- H01M4/16—Processes of manufacture
- H01M4/22—Forming of electrodes
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明はペースト式鉛電池正極板の製造方法に
関するもので、特に即用式正極板の性能改善に関
するものである。 ［従来の技術］ 即用式正極板は未化成の正極板を希硫酸中で化
成し、水洗および乾燥工程を経て製造される。極
板は充電状態（二酸化鉛）で乾燥されるので、こ
の極板を使つた電池は自己放電が起らず、液入り
充電済電池に比べて保存性能が良い。また使用に
際しては希硫酸を注液するだけで、または希硫酸
を注液した後わずかの電気量で補充電を行うだけ
で電池として作動する特徴を有している。しか
し、電動車に搭載されるような即用式鉛電池で
は、比較的厚型でペースト密度の高い正極板が使
われるため、初期性能が出にくい欠点があつた。
そのため正極活物質に粉末または繊維状の炭素や
黒鉛を添加することが提案されている。これは比
較的導電性に富む炭素や黒鉛を添加することで、
電池の放電に伴う活物質の電気抵抗の増加を低減
し、初期性能の改善を図ろうとするものであると
思われる。そこで、この従来の提案をペースト密
度の高い厚型極板に適用したみたが、性能の改善
はみられなかつた。 本発明は上記欠点を解消し、優れた放電性能の
ペースト式鉛電池即用正極板の製造方法を提供す
るものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は異方性の大なる黒鉛を添加したペース
トの充填極板を低比重の希硫酸中で化成すること
を骨子とする。ここで正極ペーストに異方性の大
なる黒鉛を添加するのは次の理由による。すなわ
ち、異方性の大なる黒鉛は硫酸中で陽極酸化され
ると、黒鉛の層間に硫酸水素イオンや硫酸分子が
浸入した構造の黒鉛層間化合物が生成し、層間が
拡がつて黒鉛は膨脹することが知られている。従
つて、ペースト中に異方性の大なる黒鉛を添加し
た正極板を用いれば、電池の充電中に該黒鉛が陽
極酸化を受けて膨脹し、正極活物質多孔度が増す
ため、電池の初期容量が著しく増加する。また異
方性の大なる黒鉛は元来導電性に優れているが、
黒鉛層間化合物とすることによつて導電性はさら
に向上し、これによる放電性能改善への寄与も大
きいことがわかつた。さらに異方性の大なる黒鉛
の陽極酸化による膨脹程度は、硫酸濃度および通
電電気量によつて調整でき、高濃度硫酸中で通電
電気量を増大させると膨脹の程度は大きく、低濃
度硫酸中で少ない通電電気量であれば該黒鉛はほ
とんど膨脹しないことがわかつた。 本発明は上述した異方性黒鉛の特性を利用する
もので、異方性の大なる黒鉛を添加したペースト
の充填極板を低濃度の硫酸中で理論容量の100〜
150％の電気量で化成することによつて充電済正
極板とし、ついで水洗、乾燥を施して即用極板と
するものである。ここで、化成液の硫酸濃度を高
くし、通電電気量を増加させると化成中に該黒鉛
の膨脹が起り、活物質の脱落を招くので好ましく
ない。本発明による化成条件であれば、このよう
なことが起らないので良好な状態の即用極板が得
られる。このようにして製造した即用極板を用い
て電池を組み、比重1.26〜1.30の硫酸を注液して
初充電を行えば、今度は硫酸濃度が高いので添加
した異方性黒鉛は膨脹する。正極板にはガラスマ
ツトやセパレータを当接しているので該黒鉛の無
制限な膨脹は抑えられ、むしろエレメントに適度
な圧迫がかかるため、電池寿命の向上に効果が大
である。 ［実施例］ 次に本発明の実施例につき詳述する。 酸化鉛75％、残部金属鉛よりなる通常の鉛粉に
粒度150〜1200μの異方性の大なる黒鉛を1.0wt％
添加してよく混合する。ついで公知の方法により
該混合物を希硫酸と混練してペースト密度約
4.5g／cm3の正極ペーストを調製した。このペース
トを厚み３mmの鉛合金格子に充填し、熟成を施し
た後化成を行つた。第１表は硫酸比重および通電
電気量を変えて行つた化成試験の結果である。な
お、表中の従来品は正極ペースト中に異方性黒鉛
を添加していない極板であり、また通電電気量は
正極活物質の理論容量に対する割合である。
関するもので、特に即用式正極板の性能改善に関
するものである。 ［従来の技術］ 即用式正極板は未化成の正極板を希硫酸中で化
成し、水洗および乾燥工程を経て製造される。極
板は充電状態（二酸化鉛）で乾燥されるので、こ
の極板を使つた電池は自己放電が起らず、液入り
充電済電池に比べて保存性能が良い。また使用に
際しては希硫酸を注液するだけで、または希硫酸
を注液した後わずかの電気量で補充電を行うだけ
で電池として作動する特徴を有している。しか
し、電動車に搭載されるような即用式鉛電池で
は、比較的厚型でペースト密度の高い正極板が使
われるため、初期性能が出にくい欠点があつた。
そのため正極活物質に粉末または繊維状の炭素や
黒鉛を添加することが提案されている。これは比
較的導電性に富む炭素や黒鉛を添加することで、
電池の放電に伴う活物質の電気抵抗の増加を低減
し、初期性能の改善を図ろうとするものであると
思われる。そこで、この従来の提案をペースト密
度の高い厚型極板に適用したみたが、性能の改善
はみられなかつた。 本発明は上記欠点を解消し、優れた放電性能の
ペースト式鉛電池即用正極板の製造方法を提供す
るものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は異方性の大なる黒鉛を添加したペース
トの充填極板を低比重の希硫酸中で化成すること
を骨子とする。ここで正極ペーストに異方性の大
なる黒鉛を添加するのは次の理由による。すなわ
ち、異方性の大なる黒鉛は硫酸中で陽極酸化され
ると、黒鉛の層間に硫酸水素イオンや硫酸分子が
浸入した構造の黒鉛層間化合物が生成し、層間が
拡がつて黒鉛は膨脹することが知られている。従
つて、ペースト中に異方性の大なる黒鉛を添加し
た正極板を用いれば、電池の充電中に該黒鉛が陽
極酸化を受けて膨脹し、正極活物質多孔度が増す
ため、電池の初期容量が著しく増加する。また異
方性の大なる黒鉛は元来導電性に優れているが、
黒鉛層間化合物とすることによつて導電性はさら
に向上し、これによる放電性能改善への寄与も大
きいことがわかつた。さらに異方性の大なる黒鉛
の陽極酸化による膨脹程度は、硫酸濃度および通
電電気量によつて調整でき、高濃度硫酸中で通電
電気量を増大させると膨脹の程度は大きく、低濃
度硫酸中で少ない通電電気量であれば該黒鉛はほ
とんど膨脹しないことがわかつた。 本発明は上述した異方性黒鉛の特性を利用する
もので、異方性の大なる黒鉛を添加したペースト
の充填極板を低濃度の硫酸中で理論容量の100〜
150％の電気量で化成することによつて充電済正
極板とし、ついで水洗、乾燥を施して即用極板と
するものである。ここで、化成液の硫酸濃度を高
くし、通電電気量を増加させると化成中に該黒鉛
の膨脹が起り、活物質の脱落を招くので好ましく
ない。本発明による化成条件であれば、このよう
なことが起らないので良好な状態の即用極板が得
られる。このようにして製造した即用極板を用い
て電池を組み、比重1.26〜1.30の硫酸を注液して
初充電を行えば、今度は硫酸濃度が高いので添加
した異方性黒鉛は膨脹する。正極板にはガラスマ
ツトやセパレータを当接しているので該黒鉛の無
制限な膨脹は抑えられ、むしろエレメントに適度
な圧迫がかかるため、電池寿命の向上に効果が大
である。 ［実施例］ 次に本発明の実施例につき詳述する。 酸化鉛75％、残部金属鉛よりなる通常の鉛粉に
粒度150〜1200μの異方性の大なる黒鉛を1.0wt％
添加してよく混合する。ついで公知の方法により
該混合物を希硫酸と混練してペースト密度約
4.5g／cm3の正極ペーストを調製した。このペース
トを厚み３mmの鉛合金格子に充填し、熟成を施し
た後化成を行つた。第１表は硫酸比重および通電
電気量を変えて行つた化成試験の結果である。な
お、表中の従来品は正極ペースト中に異方性黒鉛
を添加していない極板であり、また通電電気量は
正極活物質の理論容量に対する割合である。
【表】
第１表において、正極ペーストに異方性の大な
る黒鉛を添加した本発明品では、硫酸比重1.01〜
1.05、通電電気量100〜150％でPbO273％以上の
良好な充電済極板が得られた。しかし、硫酸比重
が1.01より低い場合は、化成液中の硫酸分が活物
質に消費されて水に近い液となり、化成液の電気
抵抗が上昇するため好ましくなかつた。また1.05
より高い硫酸比重を使用したり、通電電気量を
150％より多くすると、添加した異方性の大なる
黒鉛の膨脹によつて極板表面の活物質が一部脱落
した。一方、正極ペーストに異方性黒鉛を添加し
ていない従来品では概ね本発明品と同程度の
PbO2量であつたが、通電電気量が100％の場合は
本発明品よりも３〜５％少ないPbO2量であつた。 次に前記した化成後の極板を流水中で２時間水
洗し、ついで50℃で18時間乾燥してから充分容量
の大きい即用負極板と組み合せて公称容量90Ah
（5HR）の電池を作製して容量試験を行つた。第
２表はその結果である。
る黒鉛を添加した本発明品では、硫酸比重1.01〜
1.05、通電電気量100〜150％でPbO273％以上の
良好な充電済極板が得られた。しかし、硫酸比重
が1.01より低い場合は、化成液中の硫酸分が活物
質に消費されて水に近い液となり、化成液の電気
抵抗が上昇するため好ましくなかつた。また1.05
より高い硫酸比重を使用したり、通電電気量を
150％より多くすると、添加した異方性の大なる
黒鉛の膨脹によつて極板表面の活物質が一部脱落
した。一方、正極ペーストに異方性黒鉛を添加し
ていない従来品では概ね本発明品と同程度の
PbO2量であつたが、通電電気量が100％の場合は
本発明品よりも３〜５％少ないPbO2量であつた。 次に前記した化成後の極板を流水中で２時間水
洗し、ついで50℃で18時間乾燥してから充分容量
の大きい即用負極板と組み合せて公称容量90Ah
（5HR）の電池を作製して容量試験を行つた。第
２表はその結果である。
【表】
この容量試験の結果で、１〓目5HR容量は比
重1.28の希硫酸を注液した後5HR電流で２時間補
充電した後に求めたものである。この補充電によ
つて正極ペーストに添加した異方性黒鉛は膨脹
し、正極活物質の多孔度が増加した。すなわち、
化成直後では本発明品、従来品とも48〜50％の多
孔度であつたが、補充電後の多孔度は本発明品で
55〜56％に達し、従来品では多孔度の増加はみら
れなかつた。本発明による正極板を用いた電池で
は１〓目に92〜99Ahの5HR容量が得られ、従来
品の67〜72Ahに比べて約30％容量が増加した。
これは上述した正極活物質多孔度の増加と補充電
によつて生成した黒鉛層間化合物の良好な導電性
によるものであると思われる。 また２〓目5HR容量も従来品の70〜74Ahに対
して96〜98Ahで異方性の大なる黒鉛の添加によ
る性能改善の効果は歴然である。なお、本実施例
では希硫酸の注液後補充電を行つた場合を示した
が、補充電なしでは本発明品の１〓目5HR容量
は従来品のそれをわずかに上回る程度であつた。
しかし、２〓目になると１〓放電後の充電によつ
てやはり異方性黒鉛の膨脹が起り、5HR容量は
いずれも95Ahを越え、従来品に比べて30％以上
も容量が増加した。 さらに前記容量試験に引き続き寿命試験を行つ
たが、本発明品は従来品に比べて10％以上も長寿
命であるといつた結果が得られた。 ［発明の効果］ 上述した実施例から明らかなように、本発明製
造方法により得られた正極板を用いれば、即用式
電池の初期放電性能の大幅な改善が可能となり、
また長寿命化もできることなどから、本発明は優
れた性能の正極板の製造に大きな効果を示し、工
業的価値は大きい。 なお、異方性黒鉛は結晶性が高く、純度の良い
ものであれば、天然のものでも人造のものでもよ
く、その粒径は100〜1500μが適当で、その添加
量は0.3〜2wt％で良好な結果が得られた。
重1.28の希硫酸を注液した後5HR電流で２時間補
充電した後に求めたものである。この補充電によ
つて正極ペーストに添加した異方性黒鉛は膨脹
し、正極活物質の多孔度が増加した。すなわち、
化成直後では本発明品、従来品とも48〜50％の多
孔度であつたが、補充電後の多孔度は本発明品で
55〜56％に達し、従来品では多孔度の増加はみら
れなかつた。本発明による正極板を用いた電池で
は１〓目に92〜99Ahの5HR容量が得られ、従来
品の67〜72Ahに比べて約30％容量が増加した。
これは上述した正極活物質多孔度の増加と補充電
によつて生成した黒鉛層間化合物の良好な導電性
によるものであると思われる。 また２〓目5HR容量も従来品の70〜74Ahに対
して96〜98Ahで異方性の大なる黒鉛の添加によ
る性能改善の効果は歴然である。なお、本実施例
では希硫酸の注液後補充電を行つた場合を示した
が、補充電なしでは本発明品の１〓目5HR容量
は従来品のそれをわずかに上回る程度であつた。
しかし、２〓目になると１〓放電後の充電によつ
てやはり異方性黒鉛の膨脹が起り、5HR容量は
いずれも95Ahを越え、従来品に比べて30％以上
も容量が増加した。 さらに前記容量試験に引き続き寿命試験を行つ
たが、本発明品は従来品に比べて10％以上も長寿
命であるといつた結果が得られた。 ［発明の効果］ 上述した実施例から明らかなように、本発明製
造方法により得られた正極板を用いれば、即用式
電池の初期放電性能の大幅な改善が可能となり、
また長寿命化もできることなどから、本発明は優
れた性能の正極板の製造に大きな効果を示し、工
業的価値は大きい。 なお、異方性黒鉛は結晶性が高く、純度の良い
ものであれば、天然のものでも人造のものでもよ
く、その粒径は100〜1500μが適当で、その添加
量は0.3〜2wt％で良好な結果が得られた。
Claims (1)
- １ 異方性の大なる黒鉛を添加して調製した鉛電
池ペーストの充填極板を熟成後比重1.01〜1.05の
希硫酸中で正極活物質量の理論容易に対して100
〜150％の電気量で化成し、水洗および乾燥を施
すことを特徴とするペースト式即用鉛電池正極板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60012028A JPS61171063A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | ペースト式即用鉛電池正極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60012028A JPS61171063A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | ペースト式即用鉛電池正極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171063A JPS61171063A (ja) | 1986-08-01 |
| JPH0523018B2 true JPH0523018B2 (ja) | 1993-03-31 |
Family
ID=11794147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60012028A Granted JPS61171063A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | ペースト式即用鉛電池正極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61171063A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5516354A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of dry charged lead battery |
| JPS56109460A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-29 | Japan Storage Battery Co Ltd | Lead storage battery |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP60012028A patent/JPS61171063A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61171063A (ja) | 1986-08-01 |
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