JPH11111275A - 鉛蓄電池用極板の製造方法 - Google Patents

鉛蓄電池用極板の製造方法

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JPH11111275A
JPH11111275A JP9265715A JP26571597A JPH11111275A JP H11111275 A JPH11111275 A JP H11111275A JP 9265715 A JP9265715 A JP 9265715A JP 26571597 A JP26571597 A JP 26571597A JP H11111275 A JPH11111275 A JP H11111275A
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JP
Japan
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lead
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foil
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JP9265715A
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English (en)
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Naoaki Matsumoto
修明 松本
Takahide Nakayama
恭秀 中山
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Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Publication date
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    • 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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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集電体である鉛箔から活物質が脱落しにくい
鉛蓄電池用極板の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、鉛箔を電気化学処理により酸
化還元し、次いで前記鉛箔表面に活物質を塗布すること
を特徴とする。また、鉛箔に電解鉛メッキ処理を施して
鉛箔表面を粗な状態にし、次いで前記鉛箔表面に活物質
を塗布してもよい。さらに、鉛箔に電解鉛メッキ処理を
施した後電気化学処理により酸化還元し、次いで、前記
鉛箔表面に活物質を塗布してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池用極板、
特に急速放電特性に優れた鉛蓄電池用極板の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ハイブリッド電気自動車、すなわち蓄電
池とガソリンの両方を動力源とする電気自動車に鉛蓄電
池を使用する場合、自動車を加速する都度、鉛蓄電池か
ら大電流を放電し、減速するときは充電できるようにし
ているため、優れた高率急放電特性と長寿命性能が要求
される。高率急放電特性をよくするためには、出力密度
が高くなければならない。また、出力密度は極板の表面
積に比例する。従って、単位体積当たりの出力密度を高
くするためには極板を薄くして極板枚数を増やせば良
い。しかし、従来の鉛蓄電池の極板は、通常、鋳造式ま
たはエキスパンド式の集電体が用いられていたため、1
mm以下の薄い極板を得ることは困難であった。
【0003】そこで、鉛または鉛合金を圧延して鉛箔と
し、該鉛箔を化成処理(陽極酸化)して活物質化する方
法や鉛箔の表面に活物質を塗布する方法が検討されてき
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法で
作製した極板は鉛箔の表面が活物質として作用し、中心
部が集電体として作用するものであるが、鉛箔の表面の
みを活物質化し、中心部を集電体として残しておくこと
が困難であり、殆ど採用されていない。
【0005】また、後者の方法で作製した極板を鉛蓄電
池に採用した場合、使用中に活物質が鉛箔から剥離し、
寿命が短くなるという問題点があった。
【0006】従って、本発明の目的は、後者の極板にお
いて鉛箔から活物質が剥離しにくい鉛蓄電池用極板を製
造する方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第一の方法は表面が粗な状態になるように
鉛箔を電気化学的処理により酸化還元し、次いで前記鉛
箔表面に活物質を塗布することを特徴とするものであ
る。
【0008】そして、第二の方法は、表面が粗になるよ
うに鉛箔に電解鉛メッキ処理を施し、次いで前記鉛箔表
面に活物質を塗布することを特徴とするものである。
【0009】また、第三の方法は、鉛箔に電解鉛メッキ
処理を施した後、表面が粗な状態になるようにそれを電
気化学的処理により酸化還元し、次いで前記鉛箔表面に
活物質を塗布することを特徴とするものである。
【0010】
【作用】請求項1のように鉛箔の表面を酸化すると、二
酸化鉛になり粗の状態になる。二酸化鉛とペーストであ
る活物質とが密着しにくいので、二酸化鉛を鉛に還元す
る。こうして、鉛箔表面が粗の状態である鉛となるの
で、活物質が鉛箔表面に食い込み、かつ鉛との密着性に
優れる。また、鉛箔の表面積が大となり、活物質との接
触面積が大となるので、熟成反応により一体化する部分
が増え、密着力が増す。
【0011】請求項2によると、所要の特性を有する鉛
合金例えば鉛−カルシウム−錫合金の箔を用いることが
でき、その箔表面に電解鉛メッキ処理を施すことにより
表面の純鉛部分を粗の状態の鉛にすることができ、請求
項1と同様に鉛箔と活物質の密着性に優れる。また、化
学的、機械的に丈夫な鉛蓄電池用極板が得られる。
【0012】請求項3によると、請求項2のように、鉛
箔と活物質との密着性に優れ、化学的、機械的に丈夫な
鉛蓄電池用極板が得られると共に、鉛メッキにより鉛箔
表面を粗の状態にしなくてもよいので、メッキ処理が簡
単になる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を詳細に説明す
る。
【0014】(実施例1)先ず、素材として鉛−カルシ
ウム−錫合金を鋳造し、これを厚さ約3〜50mmの板
状にした。次に、これを基板としてロールプレスを行
い、厚さ約0.2mmとし、幅40mm、高さ70mm
の四角形に切断した鉛箔を複数枚用意した。この鉛箔を
NaClO4 とH2 SO4 の混合液中に浸漬して陽極酸
化を行った。この時に流す充電電流を0.02A/cm
2 とし、充電時間を変えてA〜Cの3種類の鉛箔を作製
した。なお、比較例として陽極酸化を行わない鉛箔Dも
用意した。
【0015】次に、上記で陽極酸化を行った3種類の鉛
箔を逆充電して鉛箔表面のPbO2をPbに還元し、水
洗後乾燥した。これら3種類の鉛箔をマンニット溶液で
洗浄した後、各々の質量を測定した。そして、陽極酸化
を行う前に予め測定しておいた質量を減じて各々の質量
の増加分を求め、これを表面積で除して腐食層の厚みを
求めた。その結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】次に、上記A〜Dの鉛箔の両面に厚さ約
0.1mmの活物質ペーストを塗布し、熟成を行い未化
成極板を作製した。該極板Bの一部を切断してその断面
を拡大して観察したところ図1のとおりであった。図1
において、1は鉛箔である集電体、2は鉛箔の腐食層、
3は活物質である。
【0018】その後、鉛箔(集電体)から活物質が脱落
する割合を調査した。この調査は、高さ20cmの平面
上から前記極板を落下し、活物質の脱落量を測定したも
のである。図2に集電体の種類と活物質脱落量の関係を
示す。この結果より腐食されたものと腐食されていない
ものとの差が大きいが、腐食されたものは腐食層の厚さ
により殆ど差がないことが分かった。
【0019】次に、前記極板を化成してそれぞれの種類
A〜Dに応じた正極板1枚と負極板2枚を作製し、該極
板を用いて容量0.15Ahの鉛蓄電池A〜Dを作製
し、放電深度が初期容量比の80%になるまでのサイク
ル寿命試験を実施した。その結果を図3に示す。図3よ
り腐食層のある鉛箔を用いた電池A〜Cは、腐食層のな
い鉛箔を用いた電池Dに比べサイクル寿命が格段に優れ
る。また、腐食層の厚みによるサイクル寿命への影響が
小さいことがわかった。
【0020】(実施例2)実施例1において、陽極酸化
を行う前の鉛箔を複数枚用意した。この鉛箔を電解槽に
浸漬して鉛メッキを行った。メッキ層の厚さが実施例1
の腐食層の厚さと略同様になるように電解槽に通電する
時間を変え3種類の鉛箔A’〜C’を製作した。この時
の電流密度を6A/dm2 とし、メッキ表面にショート
の原因となる針状結晶が生じないようにメッキ液を攪拌
しながらメッキを行った。
【0021】メッキ終了後に水洗乾燥し、それぞれの鉛
箔両面に約0.1mmの厚さで活物質ペーストを塗布
し、その後熟成して未化成極板を作製した。この極板の
活物質脱落率を実施例1と同様にして測定した。その結
果を図4に示す。なお、図4のおけるDはメッキを施さ
なかったもので、実施例1と同様な極板である。
【0022】図4よりメッキを施したものA’〜C’と
施さなかったものDに大きな差があったが、メッキ層の
厚みによる脱落率の変化に殆ど差が見られなかった。
【0023】次に、未化成極板を化成し、各々の種類に
応じた正極板1枚と負極板2枚を用いて容量0.15A
hの鉛蓄電池A’〜C’を製作し、実施例1と同様なサ
イクル寿命試験を行った。その結果を図5に示す。図5
のDは実施例1の鉛蓄電池Dと同様のものである。
【0024】図5よりメッキを施した電池A’〜C’
は、メッキを施さなかった電池Dに比べサイクル寿命が
優れることがわかった。これは、粗なメッキ層により活
物質の脱落率が減少したことに加え、実施例1に比べ鉛
箔表面の純鉛部分が多くなり、活物質との密着性が大と
なったためと考えられる。
【0025】(実施例3)実施例1において、陽極酸化
を行う前の鉛箔を複数枚用意した。この鉛箔を電解槽に
浸漬して鉛メッキを行った。この時の電流密度を2A/
dm2 とし、メッキ層の厚さを0.05mmとした。
【0026】次に、この鉛箔をNaClO4 とH2 SO
4 の混合液中に浸漬して陽極酸化を行なった。この時に
流す充電電流を0.02A/cm2 とし、実施例1と同
様に充電時間を変えて3種類の鉛箔A”〜C”を製作し
た。
【0027】次に、陽極酸化を行なった3種類の鉛箔を
逆充電して鉛箔表面のPbO2 をPbに還元して水洗乾
燥した。
【0028】次に、それぞれの鉛箔両面に約0.1mm
の厚さで活物質ペーストを塗布した後熟成して未化成極
板を作製した。この極板の活物質脱落率を実施例1と同
様にして測定した。その結果を図6に示す。なお、図6
のおけるDは実施例1のDと同様の極板である。
【0029】図6よりメッキを施して腐食させたもの
A”〜C”と何も処理を施さなかったものDに大きな差
があったが、腐食層の厚みによる脱落率の変化に殆ど差
が見られなかった。
【0030】次に、未化成極板を化成し、各々の種類に
応じた正極板1枚と負極板2枚を用いて容量0.15A
hの鉛蓄電池A”〜C”を作製した。そして、実施例1
と同様なサイクル寿命試験を実施した。その結果を図7
に示す。
【0031】図7よりメッキを施し腐食層を形成した鉛
箔を用いた電池A”〜C”は、何も処理を施さない鉛箔
を用いた電池Dに比べサイクル寿命が格段に優れ、腐食
層の厚みによるサイクル寿命への影響が小さいことがわ
かった。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1によれ
ば、鉛箔からの活物質の脱落が少なく、高率急放電性能
に優れた鉛蓄電池の寿命性能を向上できる。
【0033】また、請求項2によれば、請求項1の効果
に加え、耐蝕性や機械的に優れた鉛合金を鉛箔に用いて
も鉛箔からの活物質の脱落を少なくできるので、さらに
寿命性能を向上できる。
【0034】さらに、請求項3によれば、請求項2の効
果に加え、メッキ処理が簡単になるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による極板の一部拡大断面図である。
【図2】本発明に係る鉛箔の腐食層の厚みと活物質の脱
落率の関係を示すグラフである。
【図3】本発明に係る鉛箔の腐食層の厚みと該鉛箔を用
いた鉛蓄電池のサイクル寿命の関係を示すグラフであ
る。
【図4】本発明に係る鉛箔に施したメッキ層の厚みと活
物質の脱落率の関係を示すグラフである。
【図5】本発明に係る鉛箔に施したメッキ層の厚みと該
鉛箔を用いた鉛蓄電池のサイクル寿命の関係を示すグラ
フである。
【図6】本発明に係る鉛箔にメッキを施した後の腐食層
の厚みと活物質の脱落率の関係を示すグラフである。
【図7】本発明に係る鉛箔にメッキを施した後の腐食層
の厚みと該鉛箔を用いた鉛蓄電池のサイクル寿命の関係
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 鉛箔 2 鉛箔表面の腐食層 3 活物質

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛箔を電気化学的処理により酸化還元
    し、次いで前記鉛箔表面に活物質を塗布することを特徴
    とする鉛蓄電池用極板の製造方法。
  2. 【請求項2】 鉛箔に電解鉛メッキ処理を施し、次いで
    前記鉛箔表面に活物質を塗布することを特徴とする鉛蓄
    電池用極板の製造方法。
  3. 【請求項3】 鉛箔に電解鉛メッキ処理を施した後電気
    化学的処理により酸化還元し、次いで前記鉛箔表面に活
    物質を塗布することを特徴とする鉛蓄電池用極板の製造
    方法。
JP9265715A 1997-09-30 1997-09-30 鉛蓄電池用極板の製造方法 Pending JPH11111275A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2124274B1 (en) 2008-05-21 2016-03-09 Wirtz Manufacturing Co., Inc. Reformed battery grids
WO2019116712A1 (ja) * 2017-12-11 2019-06-20 加藤 英明 鉛蓄電池の電極体及びそれを用いた鉛蓄電池

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