JPH11339788A - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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JPH11339788A
JPH11339788A JP10145350A JP14535098A JPH11339788A JP H11339788 A JPH11339788 A JP H11339788A JP 10145350 A JP10145350 A JP 10145350A JP 14535098 A JP14535098 A JP 14535098A JP H11339788 A JPH11339788 A JP H11339788A
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慶生 春野
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博 安田
Masashi Izawa
正志 伊澤
Wakichi Yonezu
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 活物質原料である鉛酸化物粉体中に鉛丹を含
み、エキスパンド格子体を備えた鉛蓄電池の深い充放電
での寿命特性を改善する。 【解決手段】 鉛酸化物粉体中の鉛丹含有量を10〜3
0%とし、エキスパンド格子の1つのますめの面積を4
0〜150mm2 とするとともに、好ましくはエキスパ
ンド格子骨が格子骨を軸としてねじれた形状とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池の技術分野
に属し、特にペースト式極板を用いた電池の化成充電の
効率化と比較的深い充放電での寿命特性の向上の両立を
図る技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉛蓄電池には一般に鉛粉と鉛酸化物との
混合粉体と水と希硫酸を主成分とし、これに合成樹脂等
からなる短繊維やその他の添加物を添加後、練合によっ
て得られたペーストを鋳造格子や連続多孔体に充填し、
必要に応じて極板の形状に切断し、乾燥して極板とする
ペースト式極板が多用されている。この極板は一般に
は、さらにセパレータと組み合わせて極板群として構成
し、電槽に組み込んだ後に希硫酸を加えて化成充電する
ことにより電池としての機能が与えられる。
【0003】この化成段階において、負極板に比べ正極
板は化成充電の効率が低い。これによる電力や時間のロ
スを回避するために、従来から混合粉体に高位の鉛酸化
物である鉛丹、すなわちPb3O4 を混合する技術が一
般に知られている。
【0004】これは混合粉体中に含有する鉛丹は、同じ
く混合粉体中に多く含まれる赤色リサージすなわちPb
Oとともに化成充電により容易にβ−PbO2 を生成す
る性質があって化成効率を向上させる効果を有している
からである。さらにこの鉛丹から生成するβ−PbO2
は他の結晶形を有するα−PbO2 と比較して導電性な
らびに硫酸との反応性に富んでいるために化成充電後の
電池放電特性が向上する効果をも有している。
【0005】このように、鉛丹をペースト極板に適用す
ることにより前記したような効果を得ることができる反
面、特に電池が深い充放電を受ける場合に電池寿命が短
くなることがわかってきた。これは特にβ−PbO2 の
性質に起因するものであって、深い充放電の繰り返しに
伴い活物質間の結合力が低下しやすい。そのため活物質
の膨脹収縮の大きな深い充放電を繰り返すと活物質が軟
化脱落しやすく、このような鉛丹を含有する鉛粉を活物
質原料として用いる場合には活物質を保持する格子の構
成に特別な配慮が必要であることがわかってきた。ま
た、このような活物質の脱落は特に格子としてエキスパ
ンド格子を用いた場合に顕著である。これはエキスパン
ド格子は従来からの鋳造格子に比較してその表面が平滑
であることに関連があると考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明ではペースト正
極板に鉛丹を含む混合粉体を用い、化成充電の効率化を
図るなかでの従来の問題点であった深い充放電サイクル
寿命の低下を抑制し、この極板の長所である化成充電の
効率化との両立を図ろうとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の鉛蓄電池は、エキスパンド格子体に、鉛粉
末および鉛酸化物粉末の混合粉体を水および希硫酸で練
合したペーストを塗着した正極板を備えた鉛蓄電池にお
いて、前記エキスパンド格子体の1つのますめの面積を
40mm2 以上150mm2 以下とし、前記の鉛粉末お
よび鉛酸化物粉末中の鉛丹の含有量を10〜30%と
し、好ましくはエキスパンド格子のますめを形成する格
子骨は格子骨を軸としてねじれている構成とするもので
ある。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を説明す
る。
【0009】まず、活物質原料である鉛粉中に添加する
鉛丹については、まずバートン法により製造した鉛粉を
さらに焼成し鉛丹を約70%含む鉛酸化物を作製した。
この鉛酸化物に通常の鉛および酸化鉛からなる混合粉体
を混ぜ、鉛丹の含有量として10〜30%とする。鉛丹
の含有量が10%未満の場合、鉛丹の化成効率および初
期容量特性を向上する効果が得られず、30%を超えて
添加すると格子の構成に十分な配慮をしても深い充放電
の繰り返しにおける寿命低下が著しい。また、30%を
超えて鉛丹を添加しても化成効率や初期放電特性の向上
効果が飽和となるために鉛丹の含有量としては10〜3
0%が適切である。
【0010】次に、この鉛丹を含有する混合粉体を常法
に従って短繊維等の添加剤とともに水と希硫酸とで練合
することにより活物質ペーストを作製した。
【0011】上記のペーストを充填する格子として、本
発明は以下のようなエキスパンド格子を使用した。すな
わち、鉛−錫−カルシウム系合金等の鉛合金シートの長
手方向へ平行に複数のスリットを千鳥状に形成した後に
スリットを展開伸張してエキスパンド格子のめを作製す
る。この鉛合金シートへスリットの入れる方法として、
スリットに対応したダイスを往復運動することによるい
わゆるレシプロ方式、あるいは凸状加工刃をその円周上
に設けた円盤状の刃を回転運動させることによってスリ
ットを形成するいわゆるロータリー方式によって作製し
た。いずれの方式においてもスリット長とそのスリット
を横方向に展開伸張する際の横方向の展開長によってエ
キスパンド格子のますめの面積が制御できる。本発明の
鉛丹を10〜30%含む混合粉体を用いる構成におい
て、このますめの面積を40〜150mm2 とすること
により深い充放電サイクルでの寿命低下を抑制する効果
が顕著に現れることを見出した。また、その効果はます
めの面積を150mm2 を超えて大きくすると深い充放
電サイクルでの寿命が急激に低下することから、混合粉
体中の鉛丹の含有量とエキスパンドのますめの面積を同
時に規定することが鉛丹による化成効率向上および初期
容量特性向上効果を深い充放電サイクルでの寿命低下を
抑制しながら十分に得るために必要である。
【0012】また、本発明に用いるエキスパンド格子の
工法については前記したレシプロ方式に比較してロータ
リー方式によるエキスパンド格子の方が本発明の効果を
得る上でより有効があった。この理由は、レシプロ方式
とロータリー方式の格子骨形状の差異によると考えられ
る。すなわち、レシプロ方式によるエキスパンド格子は
図5に示したように、基本的に格子骨1にねじれがほと
んど発生せず、その表面は単純な平面となる反面、本発
明で用いたロータリー方式は鉛シート2にスリットを入
れる際に図4に示したように、鉛シートの厚み方向へ交
互にスリット部3に凹凸4,4’を形成するが、このよ
うな鉛シート2を図4(a)中に示した矢印A方向、す
なわちシートの幅方向へスリット部3を展開伸張する時
に前記の凹凸4,4’を頂点としてスリット部3、すな
わち格子骨5となる部分が図5に矢印Bで示したように
格子骨を軸としてねじれた形状となるために、正極活物
質の軟化が進行した後も活物質と格子骨5との密着性が
より良好に保たれるためである。
【0013】
【実施例】以下に本発明の実施例を記載する。
【0014】まず、前記したようにバートン法により製
造した鉛粉をさらに焼成し鉛丹を約70%含む鉛酸化物
を作製した。この鉛酸化物に通常の鉛粉と鉛酸化物粉末
の混合粉体を混ぜ、鉛丹の含有量として0,5,10,
15,25,30,35,40%を含む9種とし、常法
に従って硫酸と水とで練合して各種ペーストを得た。こ
れらを格子の1つのますめの面積が20mm2 ,40m
m2 ,80mm2 ,110mm2 ,150mm2 ,17
0mm2 となるような格子体に充填した。ちなみに格子
の1つのますめの面積が150mm2 の格子形状を図1
(a)に、また40mm2 の格子形状を図1(b)に示
す。そして、格子体の重量は1つのますめの面積によら
ず40gとなるようにし、格子体の合金組成としてはP
bが0.07重量%、Caが1.20重量%のSn合金
を、格子体の種類としてはレシプロ方式およびロータリ
ー方式による2種類のエキスパンド格子体を用い各種の
正極板を得た。作製した各正極板を用いてセル当たり正
極5枚/負極6枚からなる公称電圧12V定格容量48
Ah(5時間率放電)の鉛蓄電池を各々作製した。
【0015】これらの電池が所期の性能を発揮するため
の正極の化成状態として、正極活物質中に約90%以上
のPbO2 が形成さていることが必要であるが、これに
要した化成電気量は図2に示す通りであり、これは格子
の1つのますめの面積あるいはレシプロ方式か、ロータ
リー方式かの方式による格子形状にはほとんど依存しな
かった。
【0016】次に、これらの電池、すなわち表1に示す
ように、格子形成がレシプロ方式かロータリー方式かに
分けて1つのますめ面積毎に、比較例と本発明の実施例
に相当する格子をもつ電池を分類した。
【0017】
【表1】
【0018】そして、表1に示す電池について、次のよ
うな放電深度が40%と非常に深くなるような条件の下
で寿命試験を行い、寿命特性を評価した。
【0019】寿命試験条件としては、周囲環境温度40
℃中で20A放電(1時間)と14.8V定電圧充
電(最大電流25A、2時間)の充放電サイクルを繰り
返し、40サイクル毎に300A放電時の30秒目の放
電電圧を測定した。そして、この30秒目の電圧が7.
2Vを下回った時点を寿命とした。
【0020】この寿命試験の結果を図3に示す。寿命試
験後の電池の分解の結果、劣化原因はほとんどの電池が
正極活物質の軟化による格子からの脱落であった。
【0021】寿命特性は図3から明らかなように、鉛丹
の含有量が多くなるほど短くなる傾向がみられるが、鉛
丹含有量が30%以下の場合、格子の1つのますめの面
積を小さくし40〜150mm2 とした範囲ではその範
囲は鉛丹含有量0%のものと比べて、同一格子を用いる
条件のもとで85%以内に保てることができた。格子の
1つのますめ面積が170mm2 をこえると寿命は極端
に低下し、鉛丹含有量0%のものと比べて70%以下と
なった。また、レシプロ方式およびロータリー方式いず
れの格子も同一傾向を示したがレシプロ方式とロータリ
ー方式のエキスパンド格子とを比較するとロータリー方
式の方が寿命特性が良好であった。これはロータリー方
式の方が格子骨がねじれ形状で複雑なため正極活物質と
の接触が活物質の軟化が進んだ後も良好に保たれたため
と考えられる。
【0022】格子の1つのますめの面積が30mm2 の
ものは寿命特性が悪かったが、これは格子の1つのます
めの面積を格子重量を同一とする中で小さくしすぎたた
めに正極格子骨の腐食が寿命の支配要素となって寿命に
至ったためである。
【0023】以上説明した図3より、エキスパンド格子
体の1つのますめの面積が40mm 2 以上150mm2
以下でかつ鉛丹を10〜30%含む正極板を備えた鉛蓄
電池の寿命回数が優れていることがわかる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、正
極活物質中に鉛丹を添加しその化成充電の効率をあげる
中でその欠点となる深い充放電での寿命特性をほとんど
低下させることなく維持できその工業的な価値は大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例において使用した格子形状の
例を示す要部正面図
【図2】正極未化成板鉛化合物中の鉛丹含有量と化成充
電電気量の関係を示す図
【図3】正極に用いた鉛粉と鉛酸化物粉末中の鉛丹含有
率および格子の1つのますめの面積と電池寿命特性の関
係を示す図
【図4】(a)ロータリー方式によるエキスパンド加工
時における鉛シートの斜視図 (b)(a)のエキスパンド格子骨の要部拡大側面図
【図5】(a)レシプロ方式による従来のエキスパンド
格子骨部分の正面図 (b)(a)中の点線で囲んだ格子骨の拡大正面図
【符号の説明】
1,5 格子骨 2 鉛シート 3 スリット部 4,4’ 凹凸
フロントページの続き (72)発明者 米津 和吉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エキスパンド格子体に、鉛および鉛酸化
    物粉末を水および希硫酸で練合したペーストを塗着した
    正極板を備えた鉛蓄電池において、前記エキスパンド格
    子体の1つのますめの面積が40mm2 以上150mm
    2 以下であり、しかも前記の鉛および鉛酸化物粉末は鉛
    丹を10〜30%含むことを特徴とする鉛蓄電池。
  2. 【請求項2】 エキスパンド格子のめを形成する格子骨
    は格子骨を軸としてねじれていることを特徴とする請求
    項1に記載の鉛蓄電池。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164080A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
WO2004047201A1 (ja) * 2002-11-15 2004-06-03 Gs Yuasa Corporation 鉛蓄電池用正極板及び鉛蓄電池
JP2007018820A (ja) * 2005-07-06 2007-01-25 Furukawa Battery Co Ltd:The 密閉形鉛蓄電池
WO2013073091A1 (ja) * 2011-11-17 2013-05-23 パナソニック株式会社 鉛蓄電池
JP2014203678A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 パナソニック株式会社 鉛蓄電池
WO2015107587A1 (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 鉛蓄電池

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164080A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
WO2004047201A1 (ja) * 2002-11-15 2004-06-03 Gs Yuasa Corporation 鉛蓄電池用正極板及び鉛蓄電池
CN1326262C (zh) * 2002-11-15 2007-07-11 株式会社杰士汤浅 铅酸蓄电池的正极以及铅酸蓄电池
JP2007018820A (ja) * 2005-07-06 2007-01-25 Furukawa Battery Co Ltd:The 密閉形鉛蓄電池
WO2013073091A1 (ja) * 2011-11-17 2013-05-23 パナソニック株式会社 鉛蓄電池
JP5223039B1 (ja) * 2011-11-17 2013-06-26 パナソニック株式会社 鉛蓄電池
US9118080B2 (en) 2011-11-17 2015-08-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lead-acid battery
JP2014203678A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 パナソニック株式会社 鉛蓄電池
WO2015107587A1 (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 鉛蓄電池
JPWO2015107587A1 (ja) * 2014-01-15 2017-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 鉛蓄電池

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