JPH01220374A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH01220374A JPH01220374A JP63043442A JP4344288A JPH01220374A JP H01220374 A JPH01220374 A JP H01220374A JP 63043442 A JP63043442 A JP 63043442A JP 4344288 A JP4344288 A JP 4344288A JP H01220374 A JPH01220374 A JP H01220374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- battery
- antimony
- present
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/68—Selection of materials for use in lead-acid accumulators
- H01M4/685—Lead alloys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は鉛蓄電池用基体に関するもので、液減りの少な
い鉛蓄電池を供給するものである。
い鉛蓄電池を供給するものである。
従来の技術
従来、鉛蓄電池は３〜５重量パーセントアンチモン含有
の鉛−アンチモン合金を用いて生産されていた。ところ
が、近年、自動車デザインの空力抵抗などの改良やエン
ジンルーム内の実装密度の上昇などに伴って、使用中の
みならず、エンジン停止後の温度上昇が大きくなり、鉛
蓄電池の使用環境温度は高くなる傾向にある。
の鉛−アンチモン合金を用いて生産されていた。ところ
が、近年、自動車デザインの空力抵抗などの改良やエン
ジンルーム内の実装密度の上昇などに伴って、使用中の
みならず、エンジン停止後の温度上昇が大きくなり、鉛
蓄電池の使用環境温度は高くなる傾向にある。
発明が解決しようとする課題
そのため、電池寿命と密接に関連する電解液である希硫
酸の濃度が高くなるとともに、過充電による格子基体の
腐食劣化などによって、電池寿命が悪くなるという問題
がある。
酸の濃度が高くなるとともに、過充電による格子基体の
腐食劣化などによって、電池寿命が悪くなるという問題
がある。
そのため、近年、アンチモンを実質的に鉛蓄電池内から
取り除いた、鉛−カルシウム合金を用いた鉛蓄電池が開
発されてきた。ところが、この種の鉛−カルシウム合金
の鉛蓄電池は、液減りは少ないが、高温環境下で使用又
は放置されると格子基体の腐食や伸びが著しくなり実用
的にも問題が発生している。この種の問題は鋳造方式や
エキスバンド加工などによる方法で得た基体についても
同様な事が言えるとともに、エキスバンド加工した基体
では、鋳造方式で得た基体と比較して、基体表面が平滑
で、活物質との接触性持続能力が損われ易いという欠点
があるため、特開昭６１−１８８８６１号公報などでは
これらの問題解消のための提案がなされている。
取り除いた、鉛−カルシウム合金を用いた鉛蓄電池が開
発されてきた。ところが、この種の鉛−カルシウム合金
の鉛蓄電池は、液減りは少ないが、高温環境下で使用又
は放置されると格子基体の腐食や伸びが著しくなり実用
的にも問題が発生している。この種の問題は鋳造方式や
エキスバンド加工などによる方法で得た基体についても
同様な事が言えるとともに、エキスバンド加工した基体
では、鋳造方式で得た基体と比較して、基体表面が平滑
で、活物質との接触性持続能力が損われ易いという欠点
があるため、特開昭６１−１８８８６１号公報などでは
これらの問題解消のための提案がなされている。
本発明はこれらの鉛蓄電池の欠点を改良するものである
。
。
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ための手段として、アンチ
モン含有率が２重社パーセント以下の鉛合金基体で、ア
ンチモン含有率に対するヒ素含有率の比が０．０５〜０
．２５とする組成分の圧延シートを基体に用いる構成と
したものである。
モン含有率が２重社パーセント以下の鉛合金基体で、ア
ンチモン含有率に対するヒ素含有率の比が０．０５〜０
．２５とする組成分の圧延シートを基体に用いる構成と
したものである。
作用
本発明は基体中の、アンチモン含有率を２重量パーセン
ト以下に下げることにより、使用中の液減りや放置中の
陽極基体の腐食劣化を抑制でき、メンテナンス性能を向
上できる。
ト以下に下げることにより、使用中の液減りや放置中の
陽極基体の腐食劣化を抑制でき、メンテナンス性能を向
上できる。
しかも、圧延シートをアンチモン含有率に対するヒ素の
比率を鉛合金中の組成分が全率に固溶する範囲である０
、０５から０．２５とすることによって圧延性と機械加
工を改良でき、しかも、組成を均一化して、鋳造格子の
如く組成の粒界中への不純物元素ここてはアンチモンや
ヒ素の析出を抑制でき、陽極腐食による不純物の酸化溶
出が少なくなること導こよって、使用中の液減りや、高
温でのサイクル寿命が大幅に改善されることがわかった
。
比率を鉛合金中の組成分が全率に固溶する範囲である０
、０５から０．２５とすることによって圧延性と機械加
工を改良でき、しかも、組成を均一化して、鋳造格子の
如く組成の粒界中への不純物元素ここてはアンチモンや
ヒ素の析出を抑制でき、陽極腐食による不純物の酸化溶
出が少なくなること導こよって、使用中の液減りや、高
温でのサイクル寿命が大幅に改善されることがわかった
。
特に、従来の２重量パーセント以下の鋳造格子において
は、使用中又は放電中に格子基体に粒界侵食によって基
体が切断されて寿命となり易いのに対し、本発明による
圧延シートを用いた陽極基体は組成分が均一でかつ、圧
延によって、鋳造組織で特徴ある粒界組織は基体内には
り均一に分散、分布することにより、局部的な不純物の
酸化溶出も少な、くなることがわかった。
は、使用中又は放電中に格子基体に粒界侵食によって基
体が切断されて寿命となり易いのに対し、本発明による
圧延シートを用いた陽極基体は組成分が均一でかつ、圧
延によって、鋳造組織で特徴ある粒界組織は基体内には
り均一に分散、分布することにより、局部的な不純物の
酸化溶出も少な、くなることがわかった。
実施例
本発明による実施例を説明する。
第１図は本発明による圧延シートの組織写真を示す一例
である。第２図は比較として従来の鉛−１，５重ｉ％ア
ンヂモンー０．２重１％ヒ素から成る鋳造合金の組織写
真である。圧延シートの成分は鉛−１重Ｌ％５ｂ−０．
１重量９６Ａｓを主成分とするものである。
である。第２図は比較として従来の鉛−１，５重ｉ％ア
ンヂモンー０．２重１％ヒ素から成る鋳造合金の組織写
真である。圧延シートの成分は鉛−１重Ｌ％５ｂ−０．
１重量９６Ａｓを主成分とするものである。
写真に示したように、鉛−アンチモン合金特有の結晶粒
界を示す形態は、圧延鉛−アンチモン合金シートには見
られなく、本発明による効果が現われている。なお、ア
ンチモン含有率に対するヒ素含有率が０．０５以下の場
合は機械加工後の強度が、ペースト充填時に必要な強度
に達しない。又、０．２５以上の比率の場合には機械加
工時の伸び性を確保できなく問題である。最適には０．
０９〜０゜２である。なお、上記以外にスズ、セレンな
どの微量元素の添加もできる。
界を示す形態は、圧延鉛−アンチモン合金シートには見
られなく、本発明による効果が現われている。なお、ア
ンチモン含有率に対するヒ素含有率が０．０５以下の場
合は機械加工後の強度が、ペースト充填時に必要な強度
に達しない。又、０．２５以上の比率の場合には機械加
工時の伸び性を確保できなく問題である。最適には０．
０９〜０゜２である。なお、上記以外にスズ、セレンな
どの微量元素の添加もできる。
本発明による圧延シートの不純物溶出性を調べるため、
本発明による圧延シートと同等の組成を有する鋳造試片
を製作し、電位走査法によって、試片からのアンチモン
（Ｓｂ）の溶出量を所定条件のもとで測定し、比較した
結果を第３図に示した。
本発明による圧延シートと同等の組成を有する鋳造試片
を製作し、電位走査法によって、試片からのアンチモン
（Ｓｂ）の溶出量を所定条件のもとで測定し、比較した
結果を第３図に示した。
第３図は４０℃、比重１．２８のＨ２８０４中で、３．
６４−の試片を用い、電位走差速度として１００ｍＶ／
ｍｉｎで、静止電位から責な方向に走査したときの、試
片の酸化電流曲線である。
６４−の試片を用い、電位走差速度として１００ｍＶ／
ｍｉｎで、静止電位から責な方向に走査したときの、試
片の酸化電流曲線である。
図によると、−〇、 ９５ Ｖ （ｖｓＨｇ／Ｈｇ２５
Ｏ４）のピークは鉛の酸化溶出ピーク、−０，３５Ｖ
（ｖｓＨｇ／Ｈｇ２５Ｏ４）のピークはアンチモンの酸
化溶出ピークである。アンチモンの酸化溶出を数値化す
るため、−ＯｏＳ Ｖから−Ｏ，ＯＶまでの酸化電気量
を計測したところ、従来品では０．３クーロンであった
のに対して、本発明による溶出量は０．０８クーロンと
小さく、不純物であるアンチモンの溶出量は同組成の鋳
造基体と比べて少ないことがわかった。
Ｏ４）のピークは鉛の酸化溶出ピーク、−０，３５Ｖ
（ｖｓＨｇ／Ｈｇ２５Ｏ４）のピークはアンチモンの酸
化溶出ピークである。アンチモンの酸化溶出を数値化す
るため、−ＯｏＳ Ｖから−Ｏ，ＯＶまでの酸化電気量
を計測したところ、従来品では０．３クーロンであった
のに対して、本発明による溶出量は０．０８クーロンと
小さく、不純物であるアンチモンの溶出量は同組成の鋳
造基体と比べて少ないことがわかった。
次に、電池による陽極伸びテスト結果について説明する
。
。
陽極基体として鉛−１，０重量％８ｂ−Ｑ、１重ｆｆｉ
％Ａｓから成る厚み１．５ ｍの圧延シートを機械加工
し、常法に従うて製作した陽極板５枚と鉛−０，１重量
％カルシウム−０，３重量％スズ合金からなる鋳造格子
に、常法に従って製作した陰極板６枚をセパレータを介
して組立て、所定の方法で初充電し、仕上り比重を１．
２８の電池Ａを製作した。−方、比較として同組成の鉛
合金から鋳造によって得た輻１４０■×高１１０−厚さ
１．５ ｍの鋳造格子基体を陽極として、常法に従って
陽極板として組み立て、陰極は上記と同一組成の合金を
用いた電池Ｂを製作した。
％Ａｓから成る厚み１．５ ｍの圧延シートを機械加工
し、常法に従うて製作した陽極板５枚と鉛−０，１重量
％カルシウム−０，３重量％スズ合金からなる鋳造格子
に、常法に従って製作した陰極板６枚をセパレータを介
して組立て、所定の方法で初充電し、仕上り比重を１．
２８の電池Ａを製作した。−方、比較として同組成の鉛
合金から鋳造によって得た輻１４０■×高１１０−厚さ
１．５ ｍの鋳造格子基体を陽極として、常法に従って
陽極板として組み立て、陰極は上記と同一組成の合金を
用いた電池Ｂを製作した。
なお、陽極板の高温での寿命を評価する意味で試験は６
０℃中、セル当り２．５ｖの定電圧過充電を５日間連続
したのち、同温度で５ＨＲ容量試験を行ったのち、回復
充電を行い、同温度で７日間の放置を行ったのち、再び
セル当り２．５ｖの定電圧過充電を行うサイクルテスト
を行い、５ Ｈ１（、容量の推移と陽極伸び率を測定し
た。
０℃中、セル当り２．５ｖの定電圧過充電を５日間連続
したのち、同温度で５ＨＲ容量試験を行ったのち、回復
充電を行い、同温度で７日間の放置を行ったのち、再び
セル当り２．５ｖの定電圧過充電を行うサイクルテスト
を行い、５ Ｈ１（、容量の推移と陽極伸び率を測定し
た。
なお、本試験は比較のため同じ機械加工方式で得た、鉛
−０，０８重量９６Ｃａ−０．６重量９りＳｎ合金から
成る圧延シートを用いた同サイズの電池Ｃを同時にテス
トした。
−０，０８重量９６Ｃａ−０．６重量９りＳｎ合金から
成る圧延シートを用いた同サイズの電池Ｃを同時にテス
トした。
第４図はサイクルテスト中の５Ｈ）Ｌ容量の推移を示す
ものである。第５図は切り出した試験電池の陽極板の幅
及び高さの伸び率の平均値で示したものである。
ものである。第５図は切り出した試験電池の陽極板の幅
及び高さの伸び率の平均値で示したものである。
その結果、従来のＰｂ−Ｃａ合金圧延シートで装作した
電池Ｃは７サイクルで容量欠格し、電池Ｂは１１サイク
ル、本発明による鉛−アンチモン合金の圧延シートを加
工して得た基体を備えて成る電池Ａは最長寿命であった
。
電池Ｃは７サイクルで容量欠格し、電池Ｂは１１サイク
ル、本発明による鉛−アンチモン合金の圧延シートを加
工して得た基体を備えて成る電池Ａは最長寿命であった
。
電池容量に第５図に示した陽極板伸び率の変化と対処し
ており、本発明品に高温度での使用と放置中の不純物の
影響も小さく、それにより、陽極寿命の向上ができるこ
とがわかった。
ており、本発明品に高温度での使用と放置中の不純物の
影響も小さく、それにより、陽極寿命の向上ができるこ
とがわかった。
第６図は定電圧過充電中の過充電電流の推移を示したも
ので、電池Ｃは早期にショートが発生したのに対し、本
発明の電池ＡＤｍＢは寿命前にシートを起して充電電流
が増加した。
ので、電池Ｃは早期にショートが発生したのに対し、本
発明の電池ＡＤｍＢは寿命前にシートを起して充電電流
が増加した。
電池Ｂは電池Ａより斬次電流が増加するのに対し、本発
明による電池Ａはレベルも低く、試験中の変化も小さい
という特色があった。
明による電池Ａはレベルも低く、試験中の変化も小さい
という特色があった。
発明の効果
以上のように本発明は鉛蓄電池において、メンテナンス
特性が優れ、しかも高温環境下でも長寿命の電池を提供
できるものである。
特性が優れ、しかも高温環境下でも長寿命の電池を提供
できるものである。
第１図は本発明の合金の金属組織写真、第２図は同組成
の鋳造格子合金の写真、第３図はアンチモンの溶出を比
較したＥ−ｉ曲線図、第４図はサイクルテスト中の５Ｈ
Ｒ容量の推移図、第５図は陽極伸び重囲、第６図は定電
圧過充電中の充電電流の推移図である。 第２図 −１Ｓ１２（ｖ５ Ｈ９／Ｈｇ２５０４ ）４０°Ｃ，
５ｐ ９ｒ １．２８ Ｈ２ＳＯ４試験ｈｌ ４０Ｘ
１３Ｘ１．６Ｘ２ （ｍｍ）第４図 サイクル（ロ） サイクル （凹） サイクル数（回）
の鋳造格子合金の写真、第３図はアンチモンの溶出を比
較したＥ−ｉ曲線図、第４図はサイクルテスト中の５Ｈ
Ｒ容量の推移図、第５図は陽極伸び重囲、第６図は定電
圧過充電中の充電電流の推移図である。 第２図 −１Ｓ１２（ｖ５ Ｈ９／Ｈｇ２５０４ ）４０°Ｃ，
５ｐ ９ｒ １．２８ Ｈ２ＳＯ４試験ｈｌ ４０Ｘ
１３Ｘ１．６Ｘ２ （ｍｍ）第４図 サイクル（ロ） サイクル （凹） サイクル数（回）
Claims (1)
- アンチモン含有率が２重量パーセント以下の鉛合金を用
いる鉛蓄電池用基体で、アンチモン含有率に対するヒ素
含有率の比が０．０５〜０．２５である圧延シートを用
いたことを特徴とする鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63043442A JPH01220374A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63043442A JPH01220374A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220374A true JPH01220374A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12663815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63043442A Pending JPH01220374A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220374A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6074266A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-26 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池用格子基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63043442A patent/JPH01220374A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6074266A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-26 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 鉛蓄電池用格子基板の製造方法 |
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