JPH0737606A - 薄形鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents

薄形鉛蓄電池の製造方法

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JPH0737606A
JPH0737606A JP4328146A JP32814692A JPH0737606A JP H0737606 A JPH0737606 A JP H0737606A JP 4328146 A JP4328146 A JP 4328146A JP 32814692 A JP32814692 A JP 32814692A JP H0737606 A JPH0737606 A JP H0737606A
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Minoru Takahashi
稔 高橋
Yasumitsu Hirayama
泰充 平山
Tsutomu Ogata
努 尾形
Toshio Horie
利夫 堀江
Shinji Saito
慎治 斉藤
Takumi Hayakawa
他▲く▼美 早川
Akio Komaki
昭夫 小牧
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】熟成・乾燥時に亀裂の生じない活物質の実現を
可能にし、高容量で長寿命な薄形鉛蓄電池を提供する。 【構成】正極用櫛形集電体1の表面に厚さ約2mmの正
極用活物質2を、負極用櫛形集電体3の表面に厚さ約
1.5mmの負極用活物質4を、それぞれ印刷した半完
成品5を、まず熟成・乾燥工程のSTEP−1では防風
・防乾用の処置が施された正方形のプラスチック製ボッ
クス6中に収め、前扉7を閉じ、これを例えば50℃、
95%RHの一定条件に制御された恒温恒湿槽8内に設
置し、2日間放置した。ついで、STEP−IIでは25
℃、90%RHの条件に保たれた恒温恒湿槽内へ予め準
備された上記と同様なプラスチック製ボックス中に半完
成品5を移し1日間放置した。さらに、最後のSTEP
−IIIでは、STEP−IIの恒温恒湿度槽中から半完成
品5入りプラスチック製ボックスを取り出し、そのまま
25℃、35%RHの一定条件に保たれた恒温恒湿槽内
へ4日間放置し、熟成・乾燥させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高容量で長寿命な薄形
鉛蓄電池の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の薄形鉛蓄電池(特開平1−132
064号)は、長方形のシート上ケース基板の内側の同
一表面上に箔状の正極用および負極用の櫛形集電体を対
向させて固定し、それぞれの集電体表面に正極用および
負極用活物質をスクリーン印刷法などにより形成し、引
続き一般的な熟成・乾燥処理と化成処理を施し、水洗・
乾燥を行い、対向させた両活物質の各間隙に電解質を充
填し、蓋の機能を有するもう一方の同様な形状のケース
と、上記ケース基板とを重ね合わせ周辺部を熱圧着法に
より封止し、完成品とする方法により製造されている。
【0003】従来と同一形状・寸法の集電体を使用して
薄形鉛蓄電池の容量を高めるためには、活物質層をさら
に厚く形成する必要がある。活物質の厚塗り法について
は、本出願人により、特願平2−403209号に示さ
れている。櫛形集電体表面上へ活物質を厚塗りした半完
成品は、直ちに次の熟成と呼称されている乾燥行程に移
される。熟成・乾燥工程の主な狙いは、活物質の亀裂や
集電体からの剥離・脱落を発生することなく、活物質を
集電体表面へ形成する際に予め調合した水分を完全に放
出させることと、活物質中の酸化鉛や硫酸鉛などの物質
を乾燥雰囲気中の酸素と化合させ、含水塩基性硫酸鉛な
どの物質に変化させ、かつその物質の粒子相互間の結合
力を高めたり、あるいはその物質と集電体との密着力を
強めることにある。
【0004】従来の熟成・乾燥法としては、半完成品を
温度が室温〜85℃程度、湿度が50〜95%RH程
度に保たれた恒温恒湿槽内に数日間放置し、乾燥させて
いく加熱・加湿乾燥法、大気中で数10℃に保たれた
恒温槽中などで数日間乾燥させる加熱乾燥法、常温、
常湿中に10数日間放置し乾燥させる自然乾燥法、印
刷直後に活物質の表面に希硫酸あるいは硫酸アンモニウ
ムを塗布したり、これらの溶液中に短時間浸漬させ、活
物質の表面に亀裂の入りにくい皮膜を形成させてから、
上記のいずれかの乾燥処理を行う溶液処理・乾燥法など
があった。しかし、いずれの方法も櫛形集電体表面上へ
活物質を厚塗りした半完成品に対しては有効ではなく、
活物質中に亀裂が多発する不具合が生じ、このことが完
成品とした場合の電池の製造歩留りを著しく低下させる
根本的な障害となっていた。この亀裂は、櫛形活物質の
付け根個所やストライプ状活物質の長さ方向に対して直
角方向にランダムに生じ、中にはクレパス状を呈し、集
電体の表面にまで達しているものが認められた。
【0005】熟成・乾燥工程において生じたこのような
亀裂は、集電体と活物質との密着力を悪化させるため、
取扱に大きな支障をきたすばかりでなく、この後に実施
する化成処理においても集電体からの活物質の剥離・脱
落が促進される確率が高くなり、電池として組み立てた
場合、初期容量が大きくバラツクなど満足な結果が得ら
れない欠点を有していた。さらに、実用時には充放電の
進行に伴う活物質の膨張・収縮により、集電体からの活
物質の剥離・脱落が益々多くなり、極めて短寿命となる
致命的な欠点となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を除去して熟成・乾燥時に亀裂の生じない活物質の実現
を可能にし、高容量で長寿命な薄形鉛蓄電池を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ケース基板に
固定された鉛または鉛合金製の集電体の表面上に活物質
を塗布して正極と負極を形成し、両電極間に電解質を介
在させる薄形鉛蓄電池の製造方法において、前記集電体
の表面上に前記正極と負極用の活物質を塗布し、熟成・
乾燥する段階で加熱と加湿を行い、その後雰囲気の温度
および湿度をステップごとに徐々に降下させて行くこと
により、正極および負極を形成することを特徴とするも
のである。
【0008】
【作用】本発明は、櫛形集電体の表面上に活物質を塗布
後、活物質の熟成・乾燥時における雰囲気の温度と湿度
を徐々に降下させていき、活物質中の水分の蒸発を従来
法よりも遅らせることにより、熟成・乾燥時に亀裂の生
じない活物質の実現を可能にする。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。 〔実施例1〕図1に示す正極用櫛形集電体1の表面に厚
さ約2mmの正極用活物質2を、負極用櫛形集電体3の
表面に厚さ約1.5mmの負極用活物質4を、それぞれ
印刷した半完成品5を、まず熟成・乾燥工程のSTEP
−1では図2に示す防風・防乾用の処置が施された正方
形のプラスチック製ボックス6中に収め、前扉7を閉
じ、これを例えば50℃、95%RHの一定条件に制御
された恒温恒湿槽8内に設置し、2日間放置した。この
場合の半完成品5は、プラスチック製ボックス6内に設
けた等間隔の数段のステンレススチール製の網状の棚板
9の各表面上に脱イオン水で含水させた薄布10を敷
き、その上の中央部に1段当たり2個配置した。プラス
チック製ボックス6(6面体)は、各面に通気孔として
直径が2mmの孔11を一面当たり44個、一定間隔で
あけたものを用いた。このようなプラスチック製ボック
ス6を用いることにより、恒温恒湿槽8内の温湿度を均
一に保つために用いられている攪拌モータの回転により
発生する風の活物質への直接の影響は和らげられ、さら
に含水させた薄布10を各棚板9に配置することにより
正極用および負極用活物質2および4の急激な熟成・乾
燥は回避される。
【0010】ついで、STEP−IIでは25℃、90%
RHの条件に保たれた恒温恒湿槽内へ予め準備された上
記と同様なプラスチック製ボックス中に半完成品5を移
し1日間放置した。この場合のプラスチック製ボックス
には、含水させた薄布は用いず、上記と同様な棚板のみ
使用し半完成品5を、その表面上へ配置した。さらに、
最後のSTEP−IIIでは、STEP−IIの恒温恒湿度
槽中から半完成品5入りプラスチック製ボックスを取り
出し、そのまま25℃、35%RHの一定条件に保たれ
た恒温恒湿槽内へ4日間放置し、熟成・乾燥させ、全工
程を終了させた。 以上の方法により、合計約30個の
半完成品5について得た結果は、いずれの正極用および
負極用活物質2および4にも亀裂が全く認められず、極
めて良好であった。
【0011】図3は、本法による半完成品5における活
物質の重量の経時変化の一例を示したものである。この
図から明らかなように、本法(1)におけるSTEP−
1(50℃、95%RH)では約+1%/2日、STE
P−II(25℃、90%RH)では約−2%/1日、そ
してSTEP−III(25℃、35%RH)では約−8
%/4日,となり、重量の経時変化が漸減傾向を示して
いる。
【0012】〔実施例2〕本法(1)により最終STE
P−IIIの日数を1日として、実施例1と同様に合わせ
て約20個の半完成品5の熟成・乾燥処理を行った。そ
の結果は、本法(2)として表示し、この際の活物質の
重量の経時変化の一例を図3に併せて示した。図3から
明らかなように、この場合もSTEP−IからSTEP
−IIIまで活物質の重量変化は、漸減傾向を示してい
る。STEP−IIIにおける変化率は、約−9%/1日
であった。半完成品5の亀裂は本法(2)によっても皆
無であった。
【0013】〔比較例〕従来法(1)では、半完成品5
を65℃、90%RHの一定条件の雰囲気中で熟成・乾
燥処理を行った。重量の経時変化は、さきの図3に併記
してあるように5時間まで激減傾向を示し、その時点で
約−11%に達し、以後漸増する傾向を示している。従
来法(2)では、25℃、90%RHの一定条件の下で
熟成・乾燥処理を行った結果を同様に示したものであ
り、この場合も重量の経時変化が激減傾向を示し、5時
間経過時点で約−10%を示し、その後漸増している。
従来法では、いずれの場合も亀裂が多発する結果を得て
いる。このように、本法(1),(2)は従来法
(1),(2)に比し熟成・乾燥処理中における活物質
中の水分の経時的な減少を緩やかにすることができ、そ
の結果として従来法のいずれにも生じていた亀裂の多発
を完全に防止することができた。
【0014】一方、上記のプラスチック製ボックス6を
室温中へ放置し、上記と同様にボックス6内の棚板9上
の含水した薄布10上へ半完成品5を配置し、ボックス
6内へ湿らせた酸素ガスを流入し、その流量を制御する
ことによって、半完成品5の近傍の湿度を、上記の場合
と同様にSTEP−I(25℃,95%RH,2日),
STEP−II(25℃,90%RH,1日)そしてST
EP−III (25℃,35%RH,1日)と漸減してい
く方法によっても亀裂の発生を皆無にできる結果を得て
いる。また、65℃、95%RHの雰囲気から温湿度を
4STEP以上に分け、常温・常湿まで徐々に下げ熟成
・乾燥させる方法によっても、亀裂が全く発生しない結
果を得ている。以上のように、正極用および負極用活物
質2および4の熟成・乾燥時に上記のような温湿度漸減
乾燥法を適用することにより、正極用および負極用活物
質2および4の亀裂発生を皆無にすることができた。
【0015】本法(1)の条件の下で熟成・乾燥処理
し、引続き化成処理を施し、図1に示すように対向させ
た両活物質2および4の各間隙に電解質12を充填し、
蓋の機能を有するフィルムケース13と、半完成品5の
ケース基板14とを重ね合わせ、周辺部を熱圧着法によ
り封止し、30個の薄形鉛蓄電池を完成させた。このよ
うにして、製造した電池を評価したところ、初期容量は
全数が設計値を十分満足する良好な値が得られた。さら
に、充放電サイクル寿命特性については、全数が300
サイクル経過後においても初期容量の50%(寿命終止
点)以上を保ち、極めて良好である結果を得た。他方、
本法(2)の条件の下で熟成・乾燥処理を施し、上記と
同様な方法で製造・評価した15個の電池は、全数が初
期容量の設計値を満足し、充放電サイクル寿命特性につ
いても300サイクル経過時点における容量変化率が、
何れも50%以上であるという極めて良好な結果を得
た。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄形鉛蓄
電池の製造方法は、活物質の熟成・乾燥処理時ならびに
この直後に実施する化成時の歩留りを著しく向上するこ
とができ、極めて有効であるという利点がある。さら
に、本発明は従来の薄形鉛蓄電池よりも、活物質を厚く
形成した電池に対して有用であるので、高容量で長寿命
な薄形鉛蓄電池を実現できるという極めて大きな長所を
有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を説明するための半完成電池の上面
方向から見た斜視図である。
【図2】本発明の一実施例におけるプラスチック製ボッ
クスの正面略図である。
【図3】本発明によって得られた活物質と従来の方法に
よって得られた活物質の重量の経時変化を比較して示し
た図である。
【符号の説明】
1は正極用櫛形集電体、2は正極用活物質、3は負極用
櫛形集電体、4は負極用活物質、5は半完成品、6はプ
ラスチック製ボックス、7は前扉、8は恒温恒湿槽、9
は棚板、10は含水させた薄布、11は通気孔、12は
電解質、13はフィルムケース、14はケース基板
フロントページの続き (72)発明者 尾形 努 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 堀江 利夫 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 斉藤 慎治 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 早川 他▲く▼美 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 小牧 昭夫 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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケース基板に固定された鉛または鉛合金製
    の集電体の表面上に活物質を塗布して正極と負極を形成
    し、両電極間に電解質を介在させる薄形鉛蓄電池の製造
    方法において、前記集電体の表面上に前記正極と負極用
    の活物質を塗布し、熟成・乾燥する段階で加熱と加湿を
    行い、その後雰囲気の温度および湿度をステップごとに
    徐々に降下させて行くことにより、正極および負極を形
    成することを特徴とする薄形鉛蓄電池の製造方法。
JP32814692A 1992-12-08 1992-12-08 薄形鉛蓄電池の製造方法 Expired - Fee Related JP3152770B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724657B1 (ko) * 2004-11-17 2007-06-04 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 이차 전지 및 그의 제조 방법
US7309725B2 (en) 2001-08-03 2007-12-18 Japan Exlan Company Limited Fiber base material for wet friction material
JP2008034275A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用極板の製造方法
US8530071B2 (en) 2008-06-25 2013-09-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Secondary battery having improved flexibility

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