JPH0850896A - 鉛蓄電池の製造法 - Google Patents
鉛蓄電池の製造法Info
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- JPH0850896A JPH0850896A JP6202894A JP20289494A JPH0850896A JP H0850896 A JPH0850896 A JP H0850896A JP 6202894 A JP6202894 A JP 6202894A JP 20289494 A JP20289494 A JP 20289494A JP H0850896 A JPH0850896 A JP H0850896A
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 実質的にアンチモンを含まない鉛合金製格子
を用いた鉛蓄電池の早期容量低下を抑制し、充放電サイ
クル寿命性能に優れた鉛蓄電池を提供する。 【構成】 正極に実質的にアンチモンを含まない鉛合金
製格子を用い、正極化成電流密度を化成開始時に０．０
５〜０．５ A／dm2 として正極活物質の理論電気量の１
〜５０％まで化成した後適宜電流を大きくして化成する
鉛蓄電池の製造法。
を用いた鉛蓄電池の早期容量低下を抑制し、充放電サイ
クル寿命性能に優れた鉛蓄電池を提供する。 【構成】 正極に実質的にアンチモンを含まない鉛合金
製格子を用い、正極化成電流密度を化成開始時に０．０
５〜０．５ A／dm2 として正極活物質の理論電気量の１
〜５０％まで化成した後適宜電流を大きくして化成する
鉛蓄電池の製造法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛−カルシウム系合金格
子を用いた鉛蓄電池の製造方法に関するものである。
子を用いた鉛蓄電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】鉛蓄電池は自動車用や産業用
をはじめとしてあらゆる分野で用いられており、軽量
化、コストダウン化、メンテナンスフリー化、長寿命
化、品質の安定化が強く求められている。
をはじめとしてあらゆる分野で用いられており、軽量
化、コストダウン化、メンテナンスフリー化、長寿命
化、品質の安定化が強く求められている。
【０００３】現在、鉛蓄電池に用いられている格子合金
は鉛−アンチモン系と鉛−カルシウム（−錫）系に大別
でき、鉛蓄電池の特性はこれらの格子合金によって著し
く異なることが知られている。すなわち、鉛−アンチモ
ン系合金の正極格子を用いた鉛蓄電池は深い充放電サイ
クルに優れた特性を示すが、自己放電が大きい欠点があ
る。一方、鉛−カルシウム系合金の正極格子を用いた鉛
蓄電池は自己放電が少ない、使用中の減液が少ないため
補水の必要がないなどのメンテナンスフリー特性に優れ
ているものの、深い充放電サイクルを繰り返すと早期に
放電容量が低下することがあるという欠点がある。
は鉛−アンチモン系と鉛−カルシウム（−錫）系に大別
でき、鉛蓄電池の特性はこれらの格子合金によって著し
く異なることが知られている。すなわち、鉛−アンチモ
ン系合金の正極格子を用いた鉛蓄電池は深い充放電サイ
クルに優れた特性を示すが、自己放電が大きい欠点があ
る。一方、鉛−カルシウム系合金の正極格子を用いた鉛
蓄電池は自己放電が少ない、使用中の減液が少ないため
補水の必要がないなどのメンテナンスフリー特性に優れ
ているものの、深い充放電サイクルを繰り返すと早期に
放電容量が低下することがあるという欠点がある。
【０００４】鉛−カルシウム系合金の正極格子を用いた
鉛蓄電池の早期容量低下は、深い放電を繰り返したとき
に、格子と活物質との界面が優先的に放電して不働態層
を形成するために起ることが知られている。また、この
現象はアンチモンが１．５％以下の鉛−アンチモン合金
製格子を用いた場合にも見られることから、実質的にア
ンチモンを含まない鉛合金製格子特有の現象と考えられ
ている。
鉛蓄電池の早期容量低下は、深い放電を繰り返したとき
に、格子と活物質との界面が優先的に放電して不働態層
を形成するために起ることが知られている。また、この
現象はアンチモンが１．５％以下の鉛−アンチモン合金
製格子を用いた場合にも見られることから、実質的にア
ンチモンを含まない鉛合金製格子特有の現象と考えられ
ている。
【０００５】従来、鉛蓄電池はつぎのように製造されて
いる。すなわち、鉛合金製格子に、鉛粉を希硫酸でペー
スト状に練ったものを充填し、熟成および乾燥を施して
未化成極板とする。これらを用いて組み立てた電池を正
極活物質の理論電気量比２００〜４００％の電気量で電
槽化成して充電済み電池とする。
いる。すなわち、鉛合金製格子に、鉛粉を希硫酸でペー
スト状に練ったものを充填し、熟成および乾燥を施して
未化成極板とする。これらを用いて組み立てた電池を正
極活物質の理論電気量比２００〜４００％の電気量で電
槽化成して充電済み電池とする。
【０００６】鉛−カルシウム系合金を正極格子として用
いたとき、上述した熟成工程を改良し、たとえば、高温
高湿熟成を施すことにより未化活物質中に四塩基性硫酸
鉛を生成させる方法などが提案されている。しかし、こ
の方法によれば格子と活物質との界面の接合性は向上し
早期容量低下が抑制されるが、四塩基性硫酸鉛はその結
晶が大きく化成性に劣るために充分な初期性能が得られ
ないという欠点がある。
いたとき、上述した熟成工程を改良し、たとえば、高温
高湿熟成を施すことにより未化活物質中に四塩基性硫酸
鉛を生成させる方法などが提案されている。しかし、こ
の方法によれば格子と活物質との界面の接合性は向上し
早期容量低下が抑制されるが、四塩基性硫酸鉛はその結
晶が大きく化成性に劣るために充分な初期性能が得られ
ないという欠点がある。
【０００７】一方、熟成が不充分である場合、すなわち
ペースト充填後の正極板の乾燥が早すぎた場合には早期
容量低下が促進されることも知られている。
ペースト充填後の正極板の乾燥が早すぎた場合には早期
容量低下が促進されることも知られている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、正極化成電流密度を化成開始時に０．０
５〜０．５ A／dm2 として正極活物質の理論電気量の１
〜５０％まで化成した後適宜電流を大きくして化成する
ことを特徴とするものである。これにより、実質的にア
ンチモンを含まない鉛合金製格子の早期容量低下を抑制
し、充放電サイクル寿命性能に優れた鉛蓄電池を提供す
るものである。
決するもので、正極化成電流密度を化成開始時に０．０
５〜０．５ A／dm2 として正極活物質の理論電気量の１
〜５０％まで化成した後適宜電流を大きくして化成する
ことを特徴とするものである。これにより、実質的にア
ンチモンを含まない鉛合金製格子の早期容量低下を抑制
し、充放電サイクル寿命性能に優れた鉛蓄電池を提供す
るものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１０】まず、通常のボールミル式鉛粉を水と希硫
酸とで混練して正極ペーストを作製した。これらのペー
ストを通常のＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金を用いた格子に充填
し、４５℃恒温室中で熟成および乾燥を施して、未化成
正極板を得た。なお、極板の大きさは高さ１００ｍｍ、
幅１００ｍｍ、厚さ２．２ｍｍで、既化活物質密度は約
３．５g/cm3 となるようにした。
酸とで混練して正極ペーストを作製した。これらのペー
ストを通常のＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金を用いた格子に充填
し、４５℃恒温室中で熟成および乾燥を施して、未化成
正極板を得た。なお、極板の大きさは高さ１００ｍｍ、
幅１００ｍｍ、厚さ２．２ｍｍで、既化活物質密度は約
３．５g/cm3 となるようにした。
【００１１】これらの未化成正極板４枚／セルと通常の
未化成負極板５枚／セルとを用いてＪＩＳＤ５３０１に
規定される自動車用電池３６Ｂ２０を組み立てた。つい
で、これらの電池に次の電槽化成を施した。すなわち、
１段目（化成開始時）の化成電流および化成電気量を変
えて２段定電流化成を行った。化成電流パターンを表１
に示す。なお、表１においてＮｏ．１〜９は２段化成、
Ｎｏ．１０は従来の１段化成である。ここで、正極活物
質の理論電気量はセル当り５６Ａｈであることから、化
成電気量は理論電気量の３．５倍を１８ｈで化成する方
法（１０．９Ａ×１８ｈ）とした。
未化成負極板５枚／セルとを用いてＪＩＳＤ５３０１に
規定される自動車用電池３６Ｂ２０を組み立てた。つい
で、これらの電池に次の電槽化成を施した。すなわち、
１段目（化成開始時）の化成電流および化成電気量を変
えて２段定電流化成を行った。化成電流パターンを表１
に示す。なお、表１においてＮｏ．１〜９は２段化成、
Ｎｏ．１０は従来の１段化成である。ここで、正極活物
質の理論電気量はセル当り５６Ａｈであることから、化
成電気量は理論電気量の３．５倍を１８ｈで化成する方
法（１０．９Ａ×１８ｈ）とした。
【００１２】その後、５．６Ａで終止電圧１０．５Ｖま
で放電して放電容量を調べ、５．６Ａで放電電気量の１
３５％まで充電する５ｈＲ（５時間率）放電繰り返し試
験を行った。試験温度は２５℃とした。
で放電して放電容量を調べ、５．６Ａで放電電気量の１
３５％まで充電する５ｈＲ（５時間率）放電繰り返し試
験を行った。試験温度は２５℃とした。
【００１３】
【表１】 これらの電池の５ｈＲ放電繰り返し試験結果を表２およ
び表３に示す。
び表３に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】表２は１段目の化成電流と５ｈＲ放電容量
との関係を示すもので、電池の形式が異なる場合におい
ても比較できるように、表１で示した化成電流を電流密
度に換算して、それらと容量との関係を示してある。な
お、電流密度は化成電流を正極の表面積（一枚当り１ｄ
ｍ2 ×４枚×表裏２＝８ｄｍ2 ）で除して計算した。１
段目の化成電流密度が０．０１Ａ／ｄｍ2 （Ｎｏ．１）
と小さすぎる場合、樹枝状鉛の成長により正負極板間に
短絡が生じて化成できなかった。一方、１段目の化成電
流密度が１Ａ／ｄｍ2 （Ｎｏ．５）と大きすぎる場合、
従来品（Ｎｏ．１０）と同様に早期容量低下を起こし
た。しかし、１段目の化成電流密度を０．０５Ａ〜０．
５Ａ／ｄｍ2 とした本発明による電池は４０サイクル目
においても充分な５ｈＲ放電容量を示した。
との関係を示すもので、電池の形式が異なる場合におい
ても比較できるように、表１で示した化成電流を電流密
度に換算して、それらと容量との関係を示してある。な
お、電流密度は化成電流を正極の表面積（一枚当り１ｄ
ｍ2 ×４枚×表裏２＝８ｄｍ2 ）で除して計算した。１
段目の化成電流密度が０．０１Ａ／ｄｍ2 （Ｎｏ．１）
と小さすぎる場合、樹枝状鉛の成長により正負極板間に
短絡が生じて化成できなかった。一方、１段目の化成電
流密度が１Ａ／ｄｍ2 （Ｎｏ．５）と大きすぎる場合、
従来品（Ｎｏ．１０）と同様に早期容量低下を起こし
た。しかし、１段目の化成電流密度を０．０５Ａ〜０．
５Ａ／ｄｍ2 とした本発明による電池は４０サイクル目
においても充分な５ｈＲ放電容量を示した。
【００１７】表３は１段目の化成電電気量と５ｈＲ放電
容量との関係を示すもので、電池の形式が異なる場合に
おいても比較できるように、表１で示した１段目の化成
電気量を正極活物質の理論電気量比百分率に換算して、
それらと容量との関係を示してある。１段目の化成電気
量が正極理論電気量比０．２％（Ｎｏ．６）と小さすぎ
る場合、従来品（Ｎｏ．１０）と同様に早期容量低下を
起こした。一方、１段目の化成電気量が正極理論電気量
比２５０％（Ｎｏ．９）と大きすぎる場合においても、
比較的早期容量低下を起こし易いようであった。しか
し、１段目の化成電気量を正極理論電気量比１〜５０％
とした本発明による電池は４０サイクル目においても充
分な５ｈＲ放電容量を示した。
容量との関係を示すもので、電池の形式が異なる場合に
おいても比較できるように、表１で示した１段目の化成
電気量を正極活物質の理論電気量比百分率に換算して、
それらと容量との関係を示してある。１段目の化成電気
量が正極理論電気量比０．２％（Ｎｏ．６）と小さすぎ
る場合、従来品（Ｎｏ．１０）と同様に早期容量低下を
起こした。一方、１段目の化成電気量が正極理論電気量
比２５０％（Ｎｏ．９）と大きすぎる場合においても、
比較的早期容量低下を起こし易いようであった。しか
し、１段目の化成電気量を正極理論電気量比１〜５０％
とした本発明による電池は４０サイクル目においても充
分な５ｈＲ放電容量を示した。
【００１８】２段目の化成電流密度については本実施例
では同一としたが、これを比較的小さい電流密度に設定
した場合、１段目の化成電気量が多すぎる場合（Ｎｏ．
９）と同様に早期容量低下が起こりやすいため、適宜電
流を大きくしてやるのが好ましい。ただし、必ずしも定
電流の２段化成にする必要はなく数段の定電流化成や、
一部に定電圧化成を用いても同様の効果が得られるのは
いうまでもない。
では同一としたが、これを比較的小さい電流密度に設定
した場合、１段目の化成電気量が多すぎる場合（Ｎｏ．
９）と同様に早期容量低下が起こりやすいため、適宜電
流を大きくしてやるのが好ましい。ただし、必ずしも定
電流の２段化成にする必要はなく数段の定電流化成や、
一部に定電圧化成を用いても同様の効果が得られるのは
いうまでもない。
【００１９】また、本実施例では液式鉛蓄電池を用いて
試験を行ったが、密閉式鉛蓄電池に適用しても同様の効
果がある。
試験を行ったが、密閉式鉛蓄電池に適用しても同様の効
果がある。
【００２０】本発明による２段化成を施した電池の正極
板を水洗乾燥後樹脂含浸を施し、切断研磨して、格子と
活物質との界面を従来の１段化成品と比較観察した。本
発明品の界面は密に接していたが、従来品は界面の８割
に約２０μｍの隙間がみられた。一般に化成電流密度が
大きいと化成効率が低いことから、従来の１段化成では
化成初期において格子−活物質界面での酸素ガス発生が
激しいために該部に隙間が生じ、電解液硫酸の浸入が容
易になって不働態層が生成し、早期容量低下を招いたも
のと考えられる。一方、本発明によれば化成初期の電流
が小さいので化成効率も優れているため格子−活物質界
面での酸素ガスの発生が少なく、界面は密に接して化成
されるので早期容量低下が起こりにくかったものと考え
られる。
板を水洗乾燥後樹脂含浸を施し、切断研磨して、格子と
活物質との界面を従来の１段化成品と比較観察した。本
発明品の界面は密に接していたが、従来品は界面の８割
に約２０μｍの隙間がみられた。一般に化成電流密度が
大きいと化成効率が低いことから、従来の１段化成では
化成初期において格子−活物質界面での酸素ガス発生が
激しいために該部に隙間が生じ、電解液硫酸の浸入が容
易になって不働態層が生成し、早期容量低下を招いたも
のと考えられる。一方、本発明によれば化成初期の電流
が小さいので化成効率も優れているため格子−活物質界
面での酸素ガスの発生が少なく、界面は密に接して化成
されるので早期容量低下が起こりにくかったものと考え
られる。
【００２１】
【発明の効果】以上、実施例で述べたように、本発明に
よる鉛蓄電池の製造法を用いれば、鉛蓄電池の早期容量
低下を防止することができ、寿命性能の改善および品質
の安定化がはかれるものであり、その工業的価値は甚だ
大なるものである。
よる鉛蓄電池の製造法を用いれば、鉛蓄電池の早期容量
低下を防止することができ、寿命性能の改善および品質
の安定化がはかれるものであり、その工業的価値は甚だ
大なるものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 正極に実質的にアンチモンを含まない鉛
合金製格子を用い、正極化成電流密度を化成開始時に
０．０５〜０．５ A／dm2 として正極活物質の理論電気
量の１〜５０％まで化成した後適宜電流を大きくして化
成することを特徴する鉛蓄電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20289494A JP3764978B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 鉛蓄電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20289494A JP3764978B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 鉛蓄電池の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850896A true JPH0850896A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3764978B2 JP3764978B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=16464968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20289494A Expired - Fee Related JP3764978B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 鉛蓄電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3764978B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004193097A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-07-08 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池の化成方法 |
| JP2007294124A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池の製造方法 |
| JP2011049135A (ja) * | 2008-12-09 | 2011-03-10 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池の電槽化成方法 |
| CN113300015A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-24 | 河北零点新能源科技有限公司 | 一种改进型铅酸蓄电池的化成工艺 |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP20289494A patent/JP3764978B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004193097A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-07-08 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池の化成方法 |
| JP2007294124A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池の製造方法 |
| JP2011049135A (ja) * | 2008-12-09 | 2011-03-10 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池の電槽化成方法 |
| CN113300015A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-24 | 河北零点新能源科技有限公司 | 一种改进型铅酸蓄电池的化成工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3764978B2 (ja) | 2006-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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| A521 | Written amendment |
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|
| A521 | Written amendment |
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|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051111 |
|
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