JPH11213993A - 密閉形鉛蓄電池の製造法 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池の製造法Info
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- JPH11213993A JPH11213993A JP10009038A JP903898A JPH11213993A JP H11213993 A JPH11213993 A JP H11213993A JP 10009038 A JP10009038 A JP 10009038A JP 903898 A JP903898 A JP 903898A JP H11213993 A JPH11213993 A JP H11213993A
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- Japan
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- lead
- positive electrode
- lattice
- battery
- grid
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- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】メンテナンス・フリーであり、かつ長寿命な密
閉形鉛蓄電池を製造する。 【解決手段】スズ(Sn)を0.9〜2.5wt.%、
カルシウム(Ca)とスズ(Sn)の重量比(Ca/S
n比)が0.09以下、かつビスマス(Bi)を5pp
m以上含む鉛合金製の格子体を作製する。そして、作製
した格子体を大気中、温度20〜60℃、相対湿度60
%以上の雰囲気中で5時間以上放置して格子体の表面を
処理した後、ペースト状活物質を充填してペースト式正
極板を作製する。
閉形鉛蓄電池を製造する。 【解決手段】スズ(Sn)を0.9〜2.5wt.%、
カルシウム(Ca)とスズ(Sn)の重量比(Ca/S
n比)が0.09以下、かつビスマス(Bi)を5pp
m以上含む鉛合金製の格子体を作製する。そして、作製
した格子体を大気中、温度20〜60℃、相対湿度60
%以上の雰囲気中で5時間以上放置して格子体の表面を
処理した後、ペースト状活物質を充填してペースト式正
極板を作製する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、長寿命でメンテナ
ンス・フリー特性に優れた密閉形鉛蓄電池の製造法に関
するものである。
ンス・フリー特性に優れた密閉形鉛蓄電池の製造法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】密閉形鉛蓄電池は安価で信頼性が高いと
いう特徴を有するため、無停電電源装置などにおいて広
く使用されている。最近これらの装置に使用される密閉
形鉛蓄電池において、メンテナンス・フリーであり、か
つ長寿命であることが強く要求されるようになってき
た。なお、メンテナンス・フリーという課題について
は、使用する格子体の組成としてPb−Sb系合金に代
えて、Pb−Ca−Sn系合金を使用することによって
すでに解決されている。さらに、格子体を構成するPb
−Ca−Sn系合金にビスマスを0.001〜1wt.
%添加することによってボイドの少ない格子体を作製す
る試みが特許第2639751号公報などで開示されて
いる。また、Pb−Ca−Sn系合金にビスマスを添加
すると、格子体の耐食性が向上することも特開平7−0
65822号公報などで開示されている。しかしなが
ら、ビスマスの添加の有無にかかわらず、格子体にPb
−Ca−Sn系合金を使用した場合には、Pb−Sb系
合金を使用した場合に比べて、格子体と活物質との密着
性が悪いため、活物質が格子体から脱落しやすく、その
結果、電池の寿命が短くなるという問題点がある。
いう特徴を有するため、無停電電源装置などにおいて広
く使用されている。最近これらの装置に使用される密閉
形鉛蓄電池において、メンテナンス・フリーであり、か
つ長寿命であることが強く要求されるようになってき
た。なお、メンテナンス・フリーという課題について
は、使用する格子体の組成としてPb−Sb系合金に代
えて、Pb−Ca−Sn系合金を使用することによって
すでに解決されている。さらに、格子体を構成するPb
−Ca−Sn系合金にビスマスを0.001〜1wt.
%添加することによってボイドの少ない格子体を作製す
る試みが特許第2639751号公報などで開示されて
いる。また、Pb−Ca−Sn系合金にビスマスを添加
すると、格子体の耐食性が向上することも特開平7−0
65822号公報などで開示されている。しかしなが
ら、ビスマスの添加の有無にかかわらず、格子体にPb
−Ca−Sn系合金を使用した場合には、Pb−Sb系
合金を使用した場合に比べて、格子体と活物質との密着
性が悪いため、活物質が格子体から脱落しやすく、その
結果、電池の寿命が短くなるという問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点に鑑みてなされたものであってメンテナンス・フリー
であり、かつ長寿命な密閉形鉛蓄電池を製造することで
ある。
点に鑑みてなされたものであってメンテナンス・フリー
であり、かつ長寿命な密閉形鉛蓄電池を製造することで
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は格子体に用いる鉛合金組成及び格子体を鋳
造した後の表面処理条件の両方を最適化することにし
た。すなわち、スズ(Sn)を0.9〜2.5wt.
%、カルシウム(Ca)とスズ(Sn)の重量比(以
下、Ca/Sn比と略す)が0.09以下、かつビスマ
ス(Bi)を5ppm以上含む鉛合金製の格子体を用
い、該格子体を大気中で、温度20〜60℃、相対湿度
60%以上の雰囲気中で5時間以上放置して表面処理を
した後、ペースト状活物質を充填して正極板を作製する
ことを特徴とするものである。
に、本発明は格子体に用いる鉛合金組成及び格子体を鋳
造した後の表面処理条件の両方を最適化することにし
た。すなわち、スズ(Sn)を0.9〜2.5wt.
%、カルシウム(Ca)とスズ(Sn)の重量比(以
下、Ca/Sn比と略す)が0.09以下、かつビスマ
ス(Bi)を5ppm以上含む鉛合金製の格子体を用
い、該格子体を大気中で、温度20〜60℃、相対湿度
60%以上の雰囲気中で5時間以上放置して表面処理を
した後、ペースト状活物質を充填して正極板を作製する
ことを特徴とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】ビスマス含む鉛塊、カルシウムと
アルミニウムの合金粒子(カルシウム含有量10wt.
%)、純度99.9wt.%の錫を原材料として使用し
た。今回はビスマス(0〜100ppm)、カルシウム
(0.05〜0.1wt.%)及びスズ(0.5〜3w
t.%)の添加量の影響を測定した。なお、カルシウム
とアルミニウムの合金を添加している理由は、アルミニ
ウムを添加することによりカルシウムが酸化されにくく
なり、空気中での取扱いが容易になるためである。これ
らの混合物をカーボン製のるつぼを用いて、500±1
0℃で溶解させて混合した後、格子体の形状に彫り込み
がされている250±10℃に加熱した鋳型に注ぎ込ん
で凝固させた後、離型して正極用格子体とした。作製し
た正極用格子体の寸法はw 400mm × l 140mm
× t 4.0mmである。この正極用格子体を温度及び
湿度の異なる雰囲気で表面処理をした後、一酸化鉛と希
硫酸とを混練したペースト状活物質を充填し、大気中で
熟成・乾燥させて未化成の正極板とした。今回、正極用
格子体の表面処理条件を最適化することによって、格子
体と正極活物質である二酸化鉛との密着性が強くなるこ
とが明らかになった。この理由としては、格子表面のス
ズ(Sn)が酸化されて二酸化スズ(SnO2)を生成
することによって、格子体と正極活物質とのアフィニテ
ィの良い接合層を生成するためと考えられる。負極板用
格子体の組成はPb−0.09wt.%Ca−0.2w
t.%Snとし、従来の方法で負極板を作製した。な
お、負極用格子体の寸法は w 400mm × l 140
mm × t 2.5mmである。このようにして作成した
正極板と従来から使用していた負極板とを組み合わせて
密閉形鉛畜電池を作成し、電槽化成した後に過充電寿命
試験をした。本発明の一実施例を以下に示す。
アルミニウムの合金粒子(カルシウム含有量10wt.
%)、純度99.9wt.%の錫を原材料として使用し
た。今回はビスマス(0〜100ppm)、カルシウム
(0.05〜0.1wt.%)及びスズ(0.5〜3w
t.%)の添加量の影響を測定した。なお、カルシウム
とアルミニウムの合金を添加している理由は、アルミニ
ウムを添加することによりカルシウムが酸化されにくく
なり、空気中での取扱いが容易になるためである。これ
らの混合物をカーボン製のるつぼを用いて、500±1
0℃で溶解させて混合した後、格子体の形状に彫り込み
がされている250±10℃に加熱した鋳型に注ぎ込ん
で凝固させた後、離型して正極用格子体とした。作製し
た正極用格子体の寸法はw 400mm × l 140mm
× t 4.0mmである。この正極用格子体を温度及び
湿度の異なる雰囲気で表面処理をした後、一酸化鉛と希
硫酸とを混練したペースト状活物質を充填し、大気中で
熟成・乾燥させて未化成の正極板とした。今回、正極用
格子体の表面処理条件を最適化することによって、格子
体と正極活物質である二酸化鉛との密着性が強くなるこ
とが明らかになった。この理由としては、格子表面のス
ズ(Sn)が酸化されて二酸化スズ(SnO2)を生成
することによって、格子体と正極活物質とのアフィニテ
ィの良い接合層を生成するためと考えられる。負極板用
格子体の組成はPb−0.09wt.%Ca−0.2w
t.%Snとし、従来の方法で負極板を作製した。な
お、負極用格子体の寸法は w 400mm × l 140
mm × t 2.5mmである。このようにして作成した
正極板と従来から使用していた負極板とを組み合わせて
密閉形鉛畜電池を作成し、電槽化成した後に過充電寿命
試験をした。本発明の一実施例を以下に示す。
【0006】
【実施例】(実施例1〜3、比較例1)前記した条件
で、ビスマスをそれぞれ0、5、10、100ppm含
み、Caを0.07wt.%、Snを0.9wt.%含
む鉛合金(Ca/Sn比:0.078)を用いて正極用
格子体を鋳造し、大気中で温度40℃、相対湿度80%
の雰囲気に10時間放置して表面処理をした。一酸化鉛
を75±4wt.%含むボールミル式の鉛粉100重量
部、濃度35wt.%の硫酸15重量部とを混練し、正
極用のペースト状活物質を作製した。作製した正極用ペ
ースト状活物質を、前記した格子体に充填し、大気中
で、温度40℃、相対湿度98%の雰囲気で20時間放
置して熟成・乾燥させて未化成の正極板を作製した。負
極用のペースト状活物質として、一酸化鉛を75±5w
t.%含むボールミル式の鉛粉を使用した。この鉛粉1
00重量部、リグニン0.2重量部、硫酸バリウム1重
量部と、濃度35wt.%の硫酸7.5重量部を混練し
て負極用のペースト状活物質を作製した。このペースト
状活物質を前記した格子体に充填し、大気中で、温度4
0℃、相対湿度85%の雰囲気で20時間放置して未化
成の負極板を作製した。
で、ビスマスをそれぞれ0、5、10、100ppm含
み、Caを0.07wt.%、Snを0.9wt.%含
む鉛合金(Ca/Sn比:0.078)を用いて正極用
格子体を鋳造し、大気中で温度40℃、相対湿度80%
の雰囲気に10時間放置して表面処理をした。一酸化鉛
を75±4wt.%含むボールミル式の鉛粉100重量
部、濃度35wt.%の硫酸15重量部とを混練し、正
極用のペースト状活物質を作製した。作製した正極用ペ
ースト状活物質を、前記した格子体に充填し、大気中
で、温度40℃、相対湿度98%の雰囲気で20時間放
置して熟成・乾燥させて未化成の正極板を作製した。負
極用のペースト状活物質として、一酸化鉛を75±5w
t.%含むボールミル式の鉛粉を使用した。この鉛粉1
00重量部、リグニン0.2重量部、硫酸バリウム1重
量部と、濃度35wt.%の硫酸7.5重量部を混練し
て負極用のペースト状活物質を作製した。このペースト
状活物質を前記した格子体に充填し、大気中で、温度4
0℃、相対湿度85%の雰囲気で20時間放置して未化
成の負極板を作製した。
【0007】これらの正極板と負極板とをガラス繊維製
のセパレータを介して組み合わせてABS製電槽に組み
込んだ後、濃度28wt.%の希硫酸電解液を注入し
た。その後、0.23CA(46A)の電流で44時間
充電して電槽化成をした後、電解液の比重を1.26
(ただし、20℃)に調整し、電圧が2Vで公称容量が
200Ahの密閉形鉛蓄電池を作製した。作成した電池
は60℃、2.23Vの定電圧で連続して過充電をす
る。そして、これらの電池を30日ごとに、20Aの定
電流で終止電圧1.6Vまで放電して容量を測定し、そ
の容量が公称容量の50%を満たさなくなる時を電池の
寿命とし、それまでの期間を測定した。なお、寿命に達
していない電池は前記した条件で過充電試験を続けた。
表1に示すようにビスマスを5ppm以上含む電池の寿
命が長い。
のセパレータを介して組み合わせてABS製電槽に組み
込んだ後、濃度28wt.%の希硫酸電解液を注入し
た。その後、0.23CA(46A)の電流で44時間
充電して電槽化成をした後、電解液の比重を1.26
(ただし、20℃)に調整し、電圧が2Vで公称容量が
200Ahの密閉形鉛蓄電池を作製した。作成した電池
は60℃、2.23Vの定電圧で連続して過充電をす
る。そして、これらの電池を30日ごとに、20Aの定
電流で終止電圧1.6Vまで放電して容量を測定し、そ
の容量が公称容量の50%を満たさなくなる時を電池の
寿命とし、それまでの期間を測定した。なお、寿命に達
していない電池は前記した条件で過充電試験を続けた。
表1に示すようにビスマスを5ppm以上含む電池の寿
命が長い。
【0008】
【表1】
【0009】(実施例2、4、5、比較例2〜5)ビス
マスを10ppm含むPb−Ca−Sn系合金製の格子
体を作製して正極に用いた。鉛合金中のCaの添加量を
0.07、0.10wt.%とし、Sn添加量を0.
5、0.9、2.0、3.0wt.%として表2の組み
合わせで実験した。その他の電池の作製・試験条件は
(実施例1〜3)と同一である。第2表に示すようにS
nを0.9〜2.0wt.%含み、かつCa/Snの比
が0.078以下にすると電池の寿命が長い。
マスを10ppm含むPb−Ca−Sn系合金製の格子
体を作製して正極に用いた。鉛合金中のCaの添加量を
0.07、0.10wt.%とし、Sn添加量を0.
5、0.9、2.0、3.0wt.%として表2の組み
合わせで実験した。その他の電池の作製・試験条件は
(実施例1〜3)と同一である。第2表に示すようにS
nを0.9〜2.0wt.%含み、かつCa/Snの比
が0.078以下にすると電池の寿命が長い。
【0010】
【表2】
【0011】(実施例2、6〜9、比較例6〜8)ビス
マスを10ppm含む、Pb−0.07wt.%Ca−
0.9wt.%Sn系合金(Ca/Sn比=0.07
8)よりなる正極用格子体を作製した。この正極用格子
体を表3に示すように、異なる雰囲気の大気中で10時
間放置して表面を処理した。なお、設備上の理由から、
相対湿度は90%まで測定した。その他の電池の作製・
試験条件は、(実施例1〜3)と同一である。表3に示
すように正極用格子体の表面処理条件として温度が20
〜60℃、相対湿度が60%以上にすると電池の寿命が
長い。
マスを10ppm含む、Pb−0.07wt.%Ca−
0.9wt.%Sn系合金(Ca/Sn比=0.07
8)よりなる正極用格子体を作製した。この正極用格子
体を表3に示すように、異なる雰囲気の大気中で10時
間放置して表面を処理した。なお、設備上の理由から、
相対湿度は90%まで測定した。その他の電池の作製・
試験条件は、(実施例1〜3)と同一である。表3に示
すように正極用格子体の表面処理条件として温度が20
〜60℃、相対湿度が60%以上にすると電池の寿命が
長い。
【0012】
【表3】
【0013】(実施例2、10、11、比較例9)ビス
マスを10ppm含む、Pb−0.07wt.%Ca−
0.9wt.%Sn系合金(Ca/Sn=0.078)
よりなる正極用格子体を作製した。そして、この正極用
格子体の表面処理条件をそれぞれ温度40℃、相対湿度
80%とし、3時間、5時間、10時間又は20時間放
置した。その他の電池の作製・試験条件は、(実施例1
〜3)と同一である。表4に示すように5時間以上放置
すると電池の寿命が長い。
マスを10ppm含む、Pb−0.07wt.%Ca−
0.9wt.%Sn系合金(Ca/Sn=0.078)
よりなる正極用格子体を作製した。そして、この正極用
格子体の表面処理条件をそれぞれ温度40℃、相対湿度
80%とし、3時間、5時間、10時間又は20時間放
置した。その他の電池の作製・試験条件は、(実施例1
〜3)と同一である。表4に示すように5時間以上放置
すると電池の寿命が長い。
【0014】
【表4】
【0015】
【発明の効果】上述したように本発明を用いると、スズ
を0.9〜2.5wt.%、カルシウムとスズの重量比
(Ca/Sn比)が0.09以下、かつビスマスを5p
pm以上含むPb−Ca−Sn系合金を格子体に用い、
大気中、温度20〜60℃、相対湿度60%以上の雰囲
気中で5時間以上放置して該格子体の表面を処理した
後、ペースト状活物質を充填してペースト式正極板を作
製しているためメンテナンス・フリーであり、かつ長寿
命な密閉形鉛蓄電池が得られる点で優れている。
を0.9〜2.5wt.%、カルシウムとスズの重量比
(Ca/Sn比)が0.09以下、かつビスマスを5p
pm以上含むPb−Ca−Sn系合金を格子体に用い、
大気中、温度20〜60℃、相対湿度60%以上の雰囲
気中で5時間以上放置して該格子体の表面を処理した
後、ペースト状活物質を充填してペースト式正極板を作
製しているためメンテナンス・フリーであり、かつ長寿
命な密閉形鉛蓄電池が得られる点で優れている。
Claims (1)
- 【請求項1】鉛合金中にスズ(Sn)を0.9〜2.5
wt.%含み、カルシウム(Ca)とスズ(Sn)の重
量比(Ca/Sn)が0.09以下であり、かつビスマ
ス(Bi)を5ppm以上含む鉛合金製の格子体を用
い、該格子体を大気中で、温度20〜60℃、相対湿度
60%以上の雰囲気に5時間以上放置して表面処理をし
た後、ペースト状活物質を充填することを特徴とする密
閉形鉛蓄電池の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10009038A JPH11213993A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 密閉形鉛蓄電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10009038A JPH11213993A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 密閉形鉛蓄電池の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11213993A true JPH11213993A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11709491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10009038A Pending JPH11213993A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 密閉形鉛蓄電池の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11213993A (ja) |
Cited By (9)
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---|---|---|---|---|
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US9577266B2 (en) | 2007-03-02 | 2017-02-21 | Johnson Controls Technology Company | Negative grid for battery |
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US10892491B2 (en) | 2011-11-03 | 2021-01-12 | CPS Technology Holdings LLP | Battery grid with varied corrosion resistance |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP10009038A patent/JPH11213993A/ja active Pending
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