(57)【要約】    【課題】  電極板15の数量、水分量、温度及び外気温などによって恒温恒湿槽内の温度が異常に上昇することのない鉛蓄電池用電極板の熟成装置を提供する。    【解決手段】  恒温恒湿槽の温度が金属鉛の酸化反応によって一定の温度範囲を超えて上昇をしたような場合には、空気バルブ14を調整して恒温恒湿槽内に空気の流入を制限して酸化反応を抑える。さらに、噴霧器12で水分を補給しながら、減圧ポンプ10で減圧をすることにより、水の蒸発潜熱によって恒温恒湿槽内の温度を一定範囲内に保つようにする。減圧ポンプ10によって排気された恒温恒湿槽内のガスは、凝縮器9によって気液の分離がされて水が生成される。生成された水は、ポンプ11によって噴霧器12から再び恒温恒湿槽内に供給される。【選択図】          図１
2005071962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池用電極板の熟成装置であって、前記熟成装置内の温度が一定の範囲を超えて上昇をした場合には、外部からの空気の流入を制限して金属鉛の酸化反応を抑えるとともに、水の補給をしながら減圧をすることによって、前記熟成装置内の温度を一定の範囲内に制御することを特徴とする鉛蓄電池用電極板の熟成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池用電極板の熟成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は二次電池の中で最も古くから実用化されている。そして、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電池として広く使用がされている。
【０００３】
これらの鉛蓄電池の電極板には、鉛合金製集電体にペースト状の活物質が充填されているペースト式電極板が多く使用されている。そして、このペースト式電極板の製造工程には、鉛合金製の集電体に、鉛粉と水と硫酸とを混練したペースト状活物質を充填して未化成の電極板を作製し、該未化成電極板を室温よりも高い温度及び湿度に保ちながら徐々に乾燥をする熟成工程がある。
【０００４】
ここで、上述した熟成工程では、図２に示されるような恒温恒湿槽を用い、図４に示されるように、主に三段階の工程として把握されている。すなわち、ペースト状活物質中の水分の一部を乾燥させるとともに、鉛合金製の集電体と密着させる密着化工程がある。次に、ペースト状活物質に含まれる金属鉛を水の共存下で酸化するとともに、三塩基性硫酸鉛の結晶成長をさせる反応の２つを並行して行わせる酸化工程がある。最後に、ペースト状活物質中の水分を乾燥させる乾燥工程がある。
【０００５】
ここで、酸化工程における三塩基性硫酸鉛の結晶成長速度は、周囲温度に強く依存するために、その間は一定の温度範囲に保つことが重要である。従来、この熟成工程は、恒温恒湿槽（例えば、特許文献１参照。）を用い、ペースト状活物質に含まれる金属鉛を酸化させるために大気中の空気を取り入れるとともに、酸化反応を起こりやすくするために、周囲の雰囲気よりも高い温度（例えば、４０℃）及び湿度（例えば、９０〜９８％ＲＨ）に保ちながら行っていた。すなわち、図２に示されるような恒温恒湿槽を用い、恒温恒湿槽内の温度及び湿度を調整しながら、未化成電極板の熟成をしていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８５３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ペースト状活物質に含まれる金属鉛の酸化反応は発熱反応であるために、上述した酸化工程において未化成電極板の温度が上昇し、その結果、恒温恒湿槽内の温度が上昇する場合がある。ここで、未化成電極板の温度が８０℃を越えると、三塩基性硫酸鉛の結晶成長に加えて、副生成物である四塩基性硫酸鉛が生成して、活物質の利用率が低下するという問題点がある。
【０００８】
なお、金属鉛の酸化反応は気／液／固体（それぞれ、酸素／水／金属鉛）の３層界面で起こるために、未化成電極板中の水分がある程度、蒸発した時点で起こり始める。従って、図２に示されるような従来の恒温恒湿槽を用いて熟成をすると、未化成電極板の数量、水分量、温度及び外気温などによっては、未化成電極板の酸化反応が短時間に起こって急激な発熱をする、いわゆる熱暴走が起こる場合がある。
【０００９】
そして、恒温恒湿槽内の温度が８０℃を越えて、四塩基性硫酸鉛が生成して、活物質の利用率が低下するという問題点があった。特に、未化成電極板の温度や外気温が高い夏場等には、電極板の温度が異常に上昇しやすく、四塩基性硫酸鉛が生成する場合が認められた。
【００１０】
本発明の目的は、未化成電極板の数量、水分量、温度及び外気温などによっても恒温恒湿槽内の温度が一定の温度範囲を超えて上昇することのない鉛蓄電池用電極板の熟成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、前記した課題を解決するために、恒温恒湿槽内の温度が一定の範囲を超えて上昇をした場合には、恒温恒湿槽内に外部からの空気の流入を制限して酸化反応を抑えるとともに、噴霧器で水分補給しながら恒温恒湿槽内を減圧するようにした。
【００１２】
ここで、金属鉛の酸化反応によって、電極板の温度を上昇させようとする熱量が発生するが、空気の流入が制限されるために酸化反応を抑えることができる。さらに減圧をすることによって、蒸気圧との関係から恒温恒湿槽内の水分が１００℃以下の温度でも沸騰して蒸発するために、その際の蒸発潜熱によって恒温恒湿槽内の温度を一定範囲内に保つことができる。
【００１３】
その後、恒温恒湿槽内の温度が一定の温度、例えば、５０℃以下になった場合には、再び外部から空気の流入させるとともに、減圧することを停止して、上述した酸化反応を完了させるようにした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、未化成電極板の数量、水分量、温度及び外気温などによっても恒温恒湿槽内の温度を、ほぼ一定温度の範囲内に保つことができる。したがって、三塩基性硫酸鉛を生成させて、副生成物である四塩基性硫酸鉛の生成を防止することができるために工業上有用なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明では、恒温恒湿槽内の温度が一定の範囲を超えて上昇をしたような場合には、恒温恒湿槽内に外部からの空気の流入を制限して酸化反応を抑えるようにした。さらに、噴霧器で水分の補給をするとともに、恒温恒湿槽の内部を減圧状態として、水の蒸発時の潜熱によって恒温恒湿槽内を冷却するようにしたものである。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明に係わる恒温恒湿槽の全体構成を示し、図３は本発明に係わる熟成工程を示す概略図である。すなわち、熟成を行う多数の電極板15が設置される恒温恒湿槽の内部には、加熱器１、加湿器２、冷却機３、ファン４、温度センサ５、湿度センサ6、圧力センサ7、噴霧器12などによって構成される。恒温恒湿槽の外部には、圧力調整器8、凝縮器9、減圧ポンプ10、ポンプ11、コントローラ13によって構成される。
【００１７】
すなわち、加熱器１、加湿器２、冷却機３、ファン４、温度センサ５、湿度センサ6のように、図２に示されているような従来から使用されているものと同様の調温・調湿装置を備えている。これらによって、調温調湿された空気をファン４により供給して循環させる。
【００１８】
ここで、上述した酸化反応を起こさせるための空気は、空気バルブ14を介して恒温恒湿槽の内部に供給し、該空気バルブ14からの空気流入量は、コントローラ13によって調節が可能にした。すなわち、恒温恒湿槽内の温度が金属鉛の酸化反応によって異常に上昇をしたような場合（例えば、６０℃を超えた場合。）には、空気バルブ14からの空気流入量を制限することによって、酸化反応を抑制できるようにした。
【００１９】
また、恒温恒湿槽の内部には噴霧器12を設けて、ポンプ11によって水を霧状にして供給できるようにした。そして、恒温恒湿槽の外部の圧力調整器8によって、恒温恒湿槽の内部の圧力を圧力センサ7によって測定しながらコントローラ13によって調整するようにした。減圧ポンプ10によって排気された恒温恒湿槽の内部のガスは、圧力調整器8を通し、凝縮器9によって気液の分離がされて水が生成され、残りは大気中に排気される。凝縮器9によって生成された水は、噴霧器12から再び恒温恒湿槽の内部に供給するようにした。
【００２０】
すなわち、恒温恒湿槽の温度が金属鉛の酸化反応によって異常に上昇をしたような場合には、上記したように、噴霧器12から水を霧状にして供給しながら減圧をする。そして、内部の蒸気圧を一定の範囲に制御して、水の蒸発を促進させるとともに、水の蒸発時の潜熱によって恒温恒湿槽の内部を冷却するものである。
【００２１】
その後、恒温恒湿槽内の温度が一定の温度、例えば、５０℃以下になった場合には、再び外部から空気の流入させるとともに、減圧することを停止して、上述した酸化反応を完了させるようにした。
【００２２】
上述したように、恒温恒湿槽の温度が金属鉛の酸化反応によって一定の範囲を超えて上昇をしたような場合には、恒温恒湿槽内に外部からの空気の流入を制限して金属鉛の酸化反応を抑えることができる。さらに、噴霧器で水を補給しながら恒温恒湿槽内を減圧することにより、その蒸発潜熱によって恒温恒湿槽内の温度を一定の範囲に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明を用いることによって、未化成電極板の数量、水分量、温度及び外気温などの影響にもかかわらず恒温恒湿槽内の温度を、ほぼ一定温度の範囲内に保つことができる。したがって、恒温恒湿槽内の温度が異常に上昇することもなく、三塩基性硫酸鉛の副生成物である四塩基性硫酸鉛の生成を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係わる鉛蓄電池用電極板の熟成装置の概略図である。
【図２】従来の鉛蓄電池用電極板の熟成装置の概略図である。
【図３】本発明に係わる熟成工程を示す概略図である。
【図４】従来の熟成工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：加熱器、２：加湿器、３：冷却器、４：ファン、５：温度センサ、
６：湿度センサ、７：圧力センサ、８：圧力調整器、９：凝縮器、１０：減圧ポンプ、
１１：ポンプ、１２：噴霧器、１３：コントローラ、１４：空気バルブ、
１５：電極板
【図１】
2005071962.tif 000003
【図２】
2005071962.tif 000004
【図３】
2005071962.tif 000005
【図４】
2005071962.tif 000006