(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉛を希硫酸および水とで混合してなるペーストをロータリー式フィルターでろ過し、ペースト中に含まれる粒子径が１０μｍを越える粗大粒子を少なくすることによりペースト中に含有される粒子の平均粒子径を３μｍ以下として極板のペースト充填に用いることを特徴とする鉛蓄電池の極板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉛蓄電池の極板製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉛蓄電池に用いられる活物質は、酸化鉛に水と希硫酸、さらには各種の添加剤を加え、混合して得られるペーストを生成し、これを用いて極板を製造していた。従来の方法によれば、酸化鉛と希硫酸の反応による発熱反応のため混合中のペーストの温度は上昇し、水分が蒸発分離する。また、部分的に酸化鉛と希硫酸とが反応することによる反応の不均一化によって、できあがったペーストの組成や粒子径が不均一であるなどのばらつきを発生することが多く、ペーストの均一化を図ることはきわめて困難であった。そこで、従来においては、ペーストの均一化を図る目的で、発熱反応を抑制するため硫酸の添加速度を緩やかにし、混合時間を長くする方法、あるいは混合機を水冷などにより冷却する方法、あるいは材料の水、希硫酸などをあらかじめ冷却してから加えるなどの方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような改良方法によっても、いぜんとして、酸化鉛と希硫酸の反応による発熱反応により、混合中のペーストの温度は上昇し、水分の蒸発分離あるいは反応の不均一化により、できあがったペーストの組成が不均一になり、あるいは生成したペーストの粒子径が不均一であるなどのばらつきが発生することが多く、ペーストの均一化をはかることは困難であった。このため、ペースト中の水分量にばらつきが生じ、その結果熟成乾燥後の未化成活物質の粒子間の結合にばらつきが生じていた。
【０００４】
これらのペーストの粒子径のばらつきあるいは未化成活物質の結合のばらつきは、未化成活物質の多孔度あるいは、比表面積として測定され、電池特性を決定する要因のひとつであった。
【０００５】
鉛蓄電池の極板製造において、これらのペーストのばらつきが残されていると、電池としては活物質の多孔度にばらつきが生じ、電池の放電時間のばらつきにつながるという現象が生じ、この現象は特に高率放電時に顕著であるという問題点を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、均一な鉛電池用ペーストを製造し、高率放電特性に優れた電池を提供するものである。
【０００７】
すなわち、酸化鉛を希硫酸および水とで混合して得られたペーストをロータリー式フィルターによりろ過し、ペースト中に含まれる粒子径が１０μｍを越える粗大粒子を少なくすることによりペースト中に含有される粒子の平均粒子径を３μｍ以下とし、均一で細かいペーストを得るものである。この均一なペーストによって得られた活物質は比表面積が大きく、多孔度が高くなり、高率放電特性に優れた鉛蓄電池極板となる。
【０００８】
【作用】
上記のペースト製造を行うことにより、粒子径の均一で細かいペーストを製造することができる。さらに、ペースト中の粒子が均一で細かいことにより、ペースト粒子の表面に均一な水分の保持膜をつくることができ、水分の保持ばらつきの小さいペーストを製造することができる。
【０００９】
すなわち、ペースト混合により生じた粒子径のばらつきをロータリー式フィルターによるろ過を施すことにより、水分の保持性に優れ、均一で細かいペーストを得ることができる。また、ロータリー式フィルターにより、ろ過するペースト粒子に流動性を与えることができ、充填性に優れたペーストを得ることができる。すなわち、均一で細かい粒子径のペーストであり、ペーストの伸びに優れたペーストを得ることができる。他のろ過方法によれば、ろ過と同時に脱水作用があるため、本発明の用途には好ましくない。
【００１０】
ろ過して得られたペーストを用いて極板を製造すると、従来のばらつきが大きな粒子によるペーストと比べて、ペースト中の水分の保持特性が良好になるため、熟成反応を均一に進行させることができ、活物質粒子間の結合に優れた三塩基性硫酸鉛を得ることができる。また、活物質の比表面積は大きくなり、多孔度も高い活物質を得ることができる。そのため、活物質中の電解液である希硫酸の拡散が行われやすくなり、これらの極板を用いた電池の高率放電時間は従来例と比べて優れたものとなる。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図により説明する。
【００１２】
図１に従来からのペースト混合機により、酸化鉛と水と、希硫酸とを混合して得られたペーストのペースト粒度分布を示した。
【００１３】
図１より明らかなように、従来のペースト中には微細な粒子と１０μｍを越える粗大粒子がふくまれている。このときの平均粒子径は４．６０μｍである。ペーストをろ過して得た、１０μｍを越える粗大粒子の含まれる割合は、９．３ｗｔ％である。
【００１４】
図２には、本発明に用いるロータリー式フィルターの模式図を示す。このロータリー式フィルターは、ろ材ａおよび回転ブレードｂを備える従来の構造のフィルターであってよい。このフィルターにおいては、ろ過されるべきペーストＡを入口Ｃから入れると、ろ材を通過した細かいろ過ペーストＢが出口ｄから出され、一方ろ材を通過しなかった粗大粒子ペーストＣは排出口ｅから排出されるようになっている。
【００１５】
このロータリー式フィルターにより従来例のペーストをろ過して得られたペーストの粒度分布を図３に示す。粗大ペースト粒子をフィルターによりろ過することができ、粒子の細かく均一なペーストを得ることが可能となる。また、このロータリー式フィルターによって、ろ過されたペーストは、十分な水分量を保持している。このときの平均粒子径は２．８１μｍとなり、１０μｍを越える粗大粒子は６．２ｗｔ％と少なくなる。
【００１６】
また、これらのペーストを用いて極板を作成し、電池とした。得られた電池の初期放電時間の試験結果を図４に示す。電池は公称電圧１２Ｖ、公称容量６．５ＡＨの電池で、放電は１９．５ＣＡ（３ＣＡ）で行い、放電終止電圧は９．６Ｖとした。このときのペースト平均粒子径と高率放電時間の関係を図５に示す。ペーストの平均粒子径が３μｍを越えると高率放電時間の低下がもたらされるため、３μｍ以下の平均粒子径のペーストを用いることが望ましい。図４、図５より明らかなように、ペースト粒子をろ過し、均一で細かい粒子が得られた本発明の実施例によれば、電池の高率放電時間は極めて優れたものになる。
【００１７】
なお、実施例ではろ過の一例を示したが、フィルターのろ材ａの目開きとろ過速度を任意に選択することにより、除去するペースト粒子の大きさは自由に選ぶことができる。
【００１８】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば均一なペースト製造が可能となり、得られた極板を用いて製造された電池の高率放電特性は優れたものとなるため、その結果は極めて大きい。特に、ＵＰＳにみられるように高率放電特性が望まれる用途の電池にとって極めて適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来例によるペースト粒子の粒度分布を示す図
【図２】  本発明に用いたロータリー式フィルターの模式図
【図３】  本発明により、ろ過して粗大粒子を除去した後のペースト粒子の粒度分布を示す図
【図４】  電池の高率放電時の放電電圧と放電時間を示す図
【図５】 ペーストの平均粒子径と放電時間を示す図
【符号の説明】
Ａ  ペースト
Ｂ  ろ過ペースト
Ｃ  粗大粒子ペースト
Ｄ  本発明例
Ｅ  従来例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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