JPS58108659A - 鉛蓄電池用電極の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主にコンピュータの半導体メモリーバックア
ップ用電源に適した小形の密閉形鉛蓄電池に用いる電極
の改良に関する。

近年、半導体技術の進歩とともに、各種のマイクロコン
ピュータを応用した機器の需要が増加しているが、これ
らの中に、ＣＭＯ８−ＲＡＭ系のようにバックアップ電
源を必要とする場合も多い。

このような小規模の単位をバックアップする意味では電
源は高々１００ｍＡｈ程度以下、場合によっては数ｍＡ
ｈ以下のものでも目的を達成する。

また、出力電流も数μＡ〜数１ｏμＡのように極めて微
小であって、小形であることの方に利便性がある。この
ように小形化が指向されてくると、電池の構造や製造法
も、従来の大形の電池の場合と発想を大幅に変更しなけ
ればならない。

第１図は小形小容量の密閉形鉛蓄電池の構成例を示す。

１はリード線２を溶接または半田付けしモールドしてい
る。４は活物質粉末を結着剤とともに加圧成形した正極
、５は電解液を非流動化した電解液保持層、６は活物質
粉末を結着剤とともに加圧成形した負極である。７は鉛
または鉛合金からなる集電板で、リード線８を溶接また
は半田付けしてあり、電槽の開口を閉塞する耐酸性の合
成樹脂製蓋９にモールドされている。１ｏはエポキシ樹
脂などからなる封口層である。１１は電槽側壁に設けた
ガス抜き孔であり、リング状のゴム弁１２で閉塞して安
全弁を構成している。１３はゴム弁を押圧するように電
槽に被覆した熱収縮性樹脂チューブである。なお、電解
液はゴム弁装着前に孔１１より注入する。

このように大形電池の場合とは全く異なる構造を採るこ
とになると、硫酸溶液の量は著しく制限され、化成に必
要な液量が不足したり、電解により消失する水の問題の
他にガスの処理が十分制御できないなどの理由から、電
極反応を行わせる活物質は大形の極板の形で得られた極
板を化成し、放電できる活物質にあらかじめ変換してお
き、これを粉砕して成形するなどの方法で、化成しない
で用いる方法を、−見無駄でも実行する必要がある。

このような化成された粉末をあらためて成形するとなる
と、成形にあたって問題になるのは結着剤である。

結着剤には種々のものがあるが、上記のように極小の形
状で、狭い部分に挿入する際の精度を保ち得ることが前
提となると同時に、短時間で高濃度の硫酸を成形された
活物質の多孔体中に吸収する必要がある。この意味では
、単なる結着剤とｒＨｑに近い領域での吸水性を兼ねる
という材料では不満足である。一方、結着力は加圧成形
時の圧力を高める程増加するのが普通であるが、加圧力
を大きくすると多孔性が失われ、多孔体中への吸液性が
低下し、利用率の低下も招く。したがって、できるだけ
低い圧力で精度よく、また吸液性に優れた多孔体になる
ことが望ましい。

このような観点から本発明は、低圧で加圧成形でき、し
かも吸液性の良い結着剤として、化成済゛みの活物質粉
末にケイ酸カルシウム、シリカまたはケイ酸アルミニウ
ムの少なくとも１つを基本体とする増粘剤粉末を混合す
るものである。

上記増粘剤は、最も普通にはベントナイトの形で入手で
きる。ベントナイトは超微細な粘土で、主要鉱石はモン
モリロナイトであり、含水ケイ酸アルミニウムを基本体
とする粘土酸とみなされている。商品としてはベントナ
イトを精製した（株）　　　　　　　１豊順洋行のベン
ゲル、ニスベン、オルガナイトなどかある。またその他
の耐酸性増粘剤として、超６゛ノ 微粉無定形シリカやケイ酸カルシウム微粉末もあり、商
品としては徳山曹達（株）のファインシールＴ−３２や
７ｏ−ライトＲ，Ｓ−７００，Ｓ　−９ｏ○などが適す
る。このような５ｔ０２系の増粘剤は、ニッケル・カド
ミウム電池のようにアルカリ性電解液を用いる電池には
アルカリによって侵されるので適さないが、本発明のよ
うに硫酸を電解液とする鉛蓄電池には適する。また通常
の自動車用鉛蓄電池やポータプル機器用の鉛蓄電池のよ
うに、本発明にかかる電池よりもはるかに大きい電流で
放電する用途において、活物質中にこのような増粘剤を
添加することは、活物質粒子間の電子伝導性を劣化させ
るので好ましくないが、本発明にかかる鉛蓄電池のよう
に非常に小さい電流で放電をする用途には悪影響はほと
んど無くなる。まだ先に、ペースト式極板において、ペ
ースト中にシリカやケイ酸カルシウムを添加して活物質
の利用率を向上させることが提案されているが、あらか
じめペースト中にシリカやケイ酸カルシウムを添加する
と極板の化成上りが悪くなり、また化成６　　ｌ　’ｓ 処理後、乾燥した活物質の粉砕工程で均一に粉砕できに
＜＜、結果的に、未化成状態の活物質の混入等電池特性
劣化の要因となる。また、シリカやケイ酸カルシウムの
中で、例えば、徳山曹達（株）の商品名フローライトＲ
やフローライト５−−ｒ○０のように特殊な花弁状の粒
子からなり、空孔を有するシリカやケイ酸カルシウムは
、鉛粉ペーストとともに練合すると花弁状粒子空孔内に
鉛粉ペーストが充填されて、吸液性が大きく低下するこ
とになり、本発明の、目的は達せられなくなる。従って
本発明のようにあらかじめ、常法によってペーストを充
填後、化成処理を施した極板の活物質を水洗、乾燥後、
粉砕した活物質に、上記シリカやケイ酸カルシウムを添
加して、混合することによって、化成処理を施した活物
質粒子はもとの鉛粉粒子よりはるかに大きいので、花弁
構造の空孔には容易にはいることもなく本発明の目的を
達成することができる。

以下、本発明を実施例により説明する。

第２図は正極用活物質を化成処理後、水洗、乾７／ 燥、粉砕し、次にベントナイトを添加して、温度５０℃
、相対湿度８ｏ％の下で１時間混合したものと、無添加
で同処理をした後の各活物質１．５ｇを直径７．８朋の
円柱状にプレス成形した時の成形性を比較したもので、
各試料２ｏ個について亀裂等を発生したものを成形不良
としだものである。

第２図において、Ａはベントナイト無添加、Ｂはベント
ナイトを３重量％添加、Ｃは５重量％添加したものであ
る。

第３図は負極活物質について同様の試験をした結果であ
るが、負極については５０℃、相対湿度８０％の下で、
酸化を抑制するためにアルゴンガス中でベントナイトを
混合した。第３図において、Ａ′は無添加、Ｂ′は３重
量％、σは５重量％のベントナイトを添加した試料の成
形性を示す。このように６重量％程度添加すると成形性
は実用上充分な程度に向上する。

次に放電特性試験結果について説明する。第４図におい
て、ａは無添加、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅはそれぞれ５，１０，
１５．２０重量％のベントナイト以外形して構成した第
１図の形状の電池の放電特性を示すものである。電解液
には比重１．２８６硫酸１．５ｍｌを用いており、放電
電流は１ｍＡである。

図から明らかなように、ベントナイトを２０重量％添加
した電池は放電容量が急激に低下しており、１５重量％
程度までの添加量が適当である。これは、活物質中に添
加したベントナイトが電解液を吸収して膨潤するために
、活物質粒子間の電子伝導性が悪くなることによると考
えられる。

次に耐漏液試験結果について説明する。試験セルは前記
と同様のもので、ベントナイトを無添加のものｄと、５
重量％と１５重量％正負両極活物質に添加したものす、
ｄについて、各温度で２．３２Ｖ／セルの定電圧トリク
ル充電状態を１力月間継。

続した時の漏液の発生率の比較を第５図に示す。

ここで漏液発生とは第１図を例として、熱収縮チューブ
１３より外側および熱収縮チューブで被覆されていない
部分に水でぬらした？Ｈ試験紙を付（け、酸性の反応を
呈したものを漏液としたＯこの９−・ ように添加したベントナイトが均一に電解液を吸収する
ために、安定しだ耐漏液性を示す。またベントナイト以
外に、前述のケイ酸カルシウムやシリカ粉末についても
同様の試験をした結果、ベントナイトと同じ５〜１５重
量％の添加範囲で良好な各特性を得た。

以上のように、本発明によれば加圧成形性が良く、また
電解液の吸液性が高く、主にバックアップメモリー用電
源としての密閉形鉛蓄電池の特性や生産性を向上させる
のに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す鉛蓄電池の縦断面図、第
２図及び第３図は電極のプレス成形性を比較した図、第
４図は電池の放電特性を比較した図、第６図は漏液発生
率の比較を示す。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ｉ（が◇７°レス圧　　ｔｔｋｍｔ　）第３図 ｆＱ’　料−ｒｂス圧１ｔ／ｃｍ’　１第４図 枚宜誇ＭＣｈｒｓｒ 第５図 茗氏、険シｉ度［’ｃｌ −３０″ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ０）　化成処理を施しだ活物質粉末を、ケイ酸カルシウ
   ム、シリカまたはケイ酸アルミニウムを基本体とする増
   粘剤粉末とともに加圧成形することを特徴とする鉛蓄電
   池用電極の製造法。 （２）増粘剤の割合が活物質の６〜１６重量％である特
   許請求の範囲第１項記載の鉛蓄電池用電極の製造法。