(57)【要約】    【課題】  水のみで混練をすることができ、且つ、活物質の利用率が高い正極用ペースト状活物質の製造方法を提供する。    【解決手段】  酸化鉛を主成分とする鉛粉と鉛丹とを加算した質量に対して、８質量％〜３２質量％の一塩基性硫酸鉛を添加して混合物を製造する。製造した混合物に、水を加えて混練して、正極用ペースト状活物質を製造する。製造した正極用ペースト状活物質を鉛合金箔に充填し、熟成・乾燥をさせてシート状をした未化成のペースト式正極板を製造する。【選択図】          図１
2006092749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極用ペースト状活物質の製造方法において、酸化鉛を主成分とする鉛粉と、鉛丹と、一塩基性硫酸鉛とを混合した混合物に、水を加えて混練して製造することを特徴とする正極用ペースト状活物質の製造方法。
【請求項２】
前記一塩基性硫酸鉛の添加量は、鉛丹に鉛粉を加えて加算された質量に対して、８質量％〜３２質量％にすることを特徴とする請求項１記載の正極用ペースト状活物質の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池の製造に際して使用をする、正極用ペースト状活物質の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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に、自動車用のバッテリ、ゴルフカート等の電動車両の動力源、更には無停電電源装置等の産業機器用の蓄電池として広く使用をされている。
【０００３】
これらの鉛蓄電池の電極板としては、鉛粉や鉛丹に水や希硫酸を加えて混練した正極用のペースト状活物質を作製し、該ペースト状活物質を鉛合金製の集電体に充填して製造されるペースト式正極板が主に使用されている。すなわち、従来のペースト式正極板の製造には、鉛粉と鉛丹とを主成分として用い、希硫酸を加えて混練した正極用のペースト状活物質が用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特願２００２−２１３３１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、希硫酸を用いて混練をして正極用ペースト状活物質の製造をする従来の方法では、その製造工程において、希硫酸によって製造装置が腐食をしたり、床面を汚すという問題点が認められていた。そこで、あらかじめ製造装置や床面に十分な防食処理を施す必要があった。特に、製造装置の材質は主に鉄鋼でできており、希硫酸によって腐食がされやすく、その腐食対策には多大な費用が必要であった。
【０００６】
一方、ペースト式電極板の活物質層には、適度な空隙が必要であることも一般的に知られている。すなわち、鉛蓄電池において電解液である硫酸は活物質としても働くために、ペースト式電極板の内部に適度な空隙を設けて、活物質層に一定量の硫酸を保持させておかないと、充放電時において硫酸が不足し、その結果、活物質の利用率が低下する。そこで、ペースト状活物質中に多量の水分を含ませておき、熟成・乾燥時において、水分の蒸発をさせて活物質層に適度な空隙を形成する手法が従来から用いられている。
【０００７】
しかしながら、ペースト状活物質中に多量の水分を含ませると、ペースト状活物質の粘度が小さくなり、鉛合金製の集電体からペースト状活物質が剥離をしたり、充填されにくくなったりするという製造上の問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、ペースト状活物質の混練時に希硫酸を用いることなく、充放電時には正極活物質の利用率が高く、正極板の製造が容易な正極用のペースト状活物質の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる鉛蓄電池用の正極板は、活物質の主成分として、鉛粉と鉛丹に、一塩基性硫酸鉛を添加し、水のみで混練をしてペースト状活物質を製造し、該ペースト状活物質を鉛合金製の集電体に充填をして製造するものである。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、正極用ペースト状活物質の製造方法において、酸化鉛を主成分とする鉛粉と、鉛丹と、一塩基性硫酸鉛とを混合した混合物に、水を加えて混練して製造することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記一塩基性硫酸鉛の添加量は、鉛丹に鉛粉を加えて加算された質量に対して、８質量％〜３２質量％にすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、正極用のペースト状活物質を、水のみで混練をして製造している。したがって、硫酸を用いていた場合のように製造装置が腐食をしたり、床面を汚すという問題点がない。
【００１３】
また、一塩基性硫酸鉛は、鉛粉よりもかさ密度が低いために、ペースト状活物質の針入度が同程度であっても、鉛合金製集電体に充填時には、水分量の多いペースト活物質にすることができる。その結果、活物質層に空隙の多いペースト式正極板を製造でき、正極活物質の利用率を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明では、以下において使用をする一塩基性硫酸鉛は、堺化学製の市販品を使用して、後述する混練手法で正極用のペースト状活物質を製造した。
【００１５】
１．正極板の作製
厚さが０．７ｍｍの鉛合金箔を用いて、幅が８０ｍｍ×長さが６００ｍｍの電極板基体となる正極用の集電体格子を作製した。この正極用の集電体格子に、後述する実施例や比較例に示す各種の正極用ペースト状活物質を充填し、従来の手法で熟成・乾燥をしてシート状をした未化成のペースト式正極板を作製した。
【００１６】
２．負極板の作製
従来から使用されている負極板を用いた。厚さが０．７ｍｍの鉛合金箔を用いて、幅が８０ｍｍ×長さが７００ｍｍの電極板基体となる負極用の集電体格子を作製した。この負極用の集電体格子を用いて、従来の手法で未化成のペースト式負極板を作製した。
【００１７】
すなわち、従来から使用されている酸化度が約７０質量％の酸化鉛を主成分とする鉛粉に少量の炭素粉末、リグニン、硫酸バリウムを加え、希硫酸と混練して負極用ペースト状活物質を作製し、前記した負極用の集電体格子に充填し、熟成・乾燥をしてシート状をした未化成のペースト式負極板を作製した。
【００１８】
３．円筒形制御弁式鉛蓄電池の製造及び正極活物質の利用率の測定
これらのシート状をした未化成のペースト式正極板とペースト式負極板とを、従来からの手法でガラスマット製のセパレータを介して捲回し、キャストン溶接をしてストラップ及び極柱を有する渦巻状電極群を作製した。
【００１９】
作製した渦巻状捲回群を樹脂製の円筒形容器に挿入し、封口をした後に、比重が１．２５０の希硫酸を注液し、電槽化成を行なうことで、正極容量支配とする円筒形制御弁式鉛蓄電池を得た。その後、それぞれの円筒形制御弁式鉛蓄電池を０．２ＣＡの電流値で、終止電圧が１．７５Ｖまで放電をして、５時間率放電容量を測定し、正極活物質の充填量から利用率を算出した。
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明の実施例について詳細に説明をする。なお、以下の実験において、市販の堺化学製の一塩基性硫酸鉛を使用した。なお、この一塩基性硫酸鉛は、原料の鉛粉に比べて約１／３程度と、かさ密度が低いものであった。
【００２１】
以下の実験では、鉛丹が８０質量％に、鉛粉（酸化度が約７０％の酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分とする粉末）２０質量％を加える。そして、これらを加算した粉末の質量に対して、一塩基性硫酸鉛を、それぞれ０質量％、８質量％、１６質量％、２４質量％、３２質量％添加して、表１に示す５種類の正極用のペースト状活物質を作製して使用した。
（実施例１〜４）
本発明に係わる正極用ペースト状活物質の製造方法を、図１を用いて説明する。鉛丹と、鉛粉と、一塩基性硫酸鉛とを混合した混合物に、水を加えて混練して正極用のペースト状活物質を製造した。すなわち、鉛丹が８０質量％と、鉛粉が２０質量％とを加えて、加算された粉末の質量に対して、一塩基性硫酸鉛を、それぞれ８質量％、１６質量％、２４質量％、３２質量％添加する手法（表１において、単に、一塩基性硫酸鉛の比率（質量％）と記載した。）で４種類の正極用のペースト状活物質を作製して使用した。
【００２２】
本発明に係わる正極用のペースト状活物質は、水のみで混練をしているために、製造装置が腐食をしたり、床面を汚すという問題点がない。
（比較例）
従来から使用されている比較例に係わる正極用ペースト状活物質の製造方法を、図２を用いて説明する。鉛粉と、鉛丹とを混合した混合物に、水を加えて混練し、さらに希硫酸を加えて混練して正極用のペースト状活物質を製造した。すなわち、鉛丹が８０質量％、鉛粉が２０質量％の混合物のみで構成され、一塩基性硫酸鉛を含まない正極用のペースト状活物質を作製した。
【００２３】
表１に正極用ペースト状活物質中における一塩基性硫酸鉛の比率（質量％）と、正極活物質の利用率（％）との関係を示す。本発明を用いた実施例１〜４は、正極活物質の利用率が高く優れていることがわかる。これらの詳細な理由は不明ではあるが、一塩基性硫酸鉛は鉛粉に比べてかさ密度が低く、その結果、正極板の活物質層に多量の希硫酸電解液を保持できる空隙が形成されているためと考えられる。加えて、本発明を用いた実施例１〜４では、水のみで混練をしているために、製造装置が腐食をしたり、床面を汚すという問題点もない。
【００２４】
【表１】
2006092749.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、ペースト式正極板を用いる鉛蓄電池の製造に利用をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１〜４に係わる正極用ペースト状活物質の製造方法の概略図である。
【図２】比較例に係わる正極用ペースト状活物質の製造方法の概略図である。
【図１】
2006092749.tif 000004
【図２】
2006092749.tif 000005