(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが添加された負極活物質を備える未化成の負極板と未化成の正極板とを用いて電池を作成する工程と、前記電池に希硫酸を注液して化成する工程とを備えたことを特徴とする、密閉型鉛蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は密閉形鉛蓄電池の製造法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディア時代といわれる近年、これに対応した光通信網のインフラ整備が急速に進んでいる。光通信ファイバーは大量の通信能力を持つ半面、配線点で光信号を電話、パーソナルコンピュータなどの情報端末向けの電気信号に変換する必要がある。この変換器には停電時のバックアップ用の非常用電源が欠かせないが、これらは電柱上など屋外に設置されて使用されることが多い。したがって、この種のバックアップ用電源に用いられている密閉形鉛蓄電池のおかれている温度環境は非常に厳しく、特に夏場のような高温環境下では蓄電池のフロート充電中に電解液の電気分解によるドライアップや熱逸走が起こり、蓄電池の機能がそこなわれることがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
フロート充電中におこるドライアップとは電解液中の水分が電気分解によって失われ、電池の放電容量が低下する現象で、熱逸走とは温度上昇にともなって充電電流が増加し、充電電流の増加に伴って電池が異常に発熱し最終的にはドライアップをともなって電池が機能しなくなる現象である。これらの現象、特に熱逸走は６０℃以上の高温下で長期間使用された場合に起こりやすい現象であるが、７０℃以上の高温下では比較的短時間でもその兆候がみられる。そこで、上記のような過酷な環境下でも使用に耐えうる電池の開発が要求されていた。
【０００４】
この種の現象が起こりにくい密閉形鉛蓄電池とは、すなわち高温下においてもフロート充電電流の増加が少ない蓄電池であるが、従来の技術だけではこのような電池を得ることは困難であった。
【０００５】
なお、温度上昇によって充電電流が増加するのは電解液の分解による正極での酸素発生量の増大と、密閉反応効率の向上にともなう負極での酸素吸収反応速度の増加との相乗効果によるものである。また、上記反応熱と充電電流の増加にともなうジュール熱の発生速度が電池の熱放散速度よりも大きくなると電池温度が周囲温度以上に上昇し、その温度上昇によって充電電流が増加し、さらなる電池温度の上昇を招くという悪循環を繰り返し、ついには熱逸走に至ることになることが知られている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するもので、未化成の正および負極板を用いて電池を作製した後、電池に電解液を注液して通電することにより、これらの極板群を電槽内において化成する、いわゆる電槽化成法で製造される密閉形鉛蓄電池であって、オイルが添加された負極活物質を用いたことを特徴とするもので、これによって高温下でもフロート充電電流の増加がみられない、安定した電池性能を有する密閉形鉛蓄電池を提供するものである。前記密閉形鉛蓄電池は、オイルが添加された負極活物質を備える未化成の負極板と未化成の正極板とを用いて電池を作成する工程と、前記電池に希硫酸を注液して化成する工程とを備えた製造方法により得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による密閉形鉛蓄電池は、未化成の正および負極板を用いて電池を作製した後、電池に所定の希硫酸を注液して通電することにより、これらの極板群を電槽内において化成する、いわゆる電槽化成法で製造される密閉形鉛蓄電池であって、オイルが添加された負極活物質を用いたことを特徴とするものである。なお、オイルの添加は負極ペーストを混練作製する際に添加したが、添加量としては０．０５〜１ｗｔ％が好ましい。オイルの種類としては動物油系および植物油系の適用も可能ではあるが、パラフィン油系、ナフテン油系、オレフィン油系、芳香油系およびシリコン油系が好ましい。また、市販のオイルには各種添加剤が用いられているが、通常用いられている潤滑油添加剤および防錆油添加剤が適当量含まれているものを使用することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【０００９】
ＰｂーＣａーＳｎ系合金製の正および負極格子に鉛蓄電池用の正および負極ペーストをそれぞれ充填し熟成、乾燥をほどこし、未化成の正負極板を得た。なお、ここで用いた負極ペーストは次のようにして作製した。
【００１０】
ボールミル式鉛粉に硫酸バリウム、リグニンスルホン酸、カーボンブラックを適量添加し、乾式混合の後、所定量の水および比重１．４の希硫酸を順次投入して練合した。硫酸バリウム量としては０．１％〜２％、リグニンスルホン酸量としては０．０５〜１％、カーボン量としては０．０５〜２％を用いることができる。その後、このペーストにオイルを０〜１％添加して再び練合し表１に示す６種類のペーストを作製した。
【００１１】
【表１】
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これらの正負極板を組み合わせて電池を組立て、所定量の希硫酸を注液して電槽化成を施し、表２に示す〓１〜６のリテーナ式密閉形鉛蓄電池を得た。あわせて、比較のため、上記の正および負極板を予め比重１．０５の希硫酸中でタンク化成した後水洗および乾燥を施した即用式化成済み極板を用いて電池を組み立て、所定の希硫酸を注液して初充電を施した電池（表２中〓７〜１２）も作製した。
【００１２】
【表２】
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これらの電池はいずれも公称容量３８Ａｈ（２０時間率）、公称電圧２Ｖの据置用密閉形鉛蓄電池である。
【００１３】
次にこれらの電池の２０ｈＲ（時間率）放電容量および高率（３８Ａ）放電容量を測定し、その後、熱逸走試験に供した。熱逸走試験とは周囲温度を変えて定電圧充電を行ない、充電電流および電池温度を測定し、定電圧充電中の充電電流が安定値を示さずに次第に増加し、それにともなう発熱によって電池温度が周囲温度よりも１０℃以上高くなった時点を熱逸走状態と判断して試験を打ち切った。なお、充電電圧は通常のフロート充電時に用いられている２．２７５Ｖ／セルとし、周囲温度（気相中）は最初６０℃とし、その後２．５℃づつ温度を上げて実施した。試験期間は各温度とも１週間とした。
【００１４】
これら電池の２０ｈＲ放電容量（２５℃）、高率放電容量（２５℃）、および熱逸走を起こした周囲温度（熱逸走温度）を表３に示す。電槽化成品、タンク化成品ともにオイルの添加量が１％以下であれば２０ｈＲ放電容量および高率放電容量ともに大きな違いはないが、オイルの添加量が増えるにしたがって特に高率放電容量の低下が大きくなることから、これよりも添加量を増やすことは好ましくないと考えられる。また、電槽化成品においてオイルを０．０５％以上添加した本発明による電池（〓２〜６）は熱逸走温度が７７．５℃以上であり従来品に比べて優れた熱逸走特性を示した。
【００１５】
【表３】
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負極活物質へのオイルの添加によって耐熱逸走特性が向上したのは、活物質表面にオイル皮膜を形成することによって酸素還元反応を起こりにくくし、高温下における充電電流の上昇を抑制できたためと思われる。
【００１６】
オイルを添加したタンク化成品（〓８〜１２）の熱逸走温度は本発明品に比べて低いが、タンク化成後の電解液にはオイルを吸着したカーボンブラックが浮遊していたことから考えてオイルの一部が化成中に負極活物質から脱離したためと思われる。
【００１７】
なお、ここで用いたオイルはパラフィン系炭化水素の基油に各種添加剤を混合した市販のメカニックオイルである。オイルの種類としては動物油系および植物油系の適用も可能ではあるが、耐酸性等に優れているパラフィン系、ナフテン系およびオレフィン系のいわゆる石油系のほか、芳香油系およびシリコン油系が好ましい。また、上述したように市販のオイルには各種添加剤が用いられているが、通常用いられている潤滑油添加剤および防錆油添加剤が適当量含まれているものを使用することができる。
【００１８】
また、従来のタンク化成用負極板の活物質添加剤として用いられているオイルは化成・水洗・乾燥（真空乾燥）後の負極活物質（海綿状金属鉛）の大気中酸化を防ぐために添加されるものであり、本発明のように耐熱逸走特性の向上を目的として用いられているものではない。したがって、従来には電槽化成用の負極活物質添加剤としてオイルを用いることはなく、上記タンク化成の技術は本発明とは何ら関係ない。
【００１９】
【発明の効果】
以上、実施例で述べたように、本発明による、オイルが添加された負極活物質を備える未化成の負極板と未化成の正極板とを用いて電池を作成する工程と、前記電池に希硫酸を注液して化成する工程とを備えたことを特徴とする製造方法によって得られた密閉型鉛蓄電池は、フロート充電使用中の熱逸走が起こり難く、安定した電池性能を長期間維持できる等、その工業的価値は大なるものである