JPH01304665A - Ｐｂ―Ｓｂ系合金から成るエキスパンド格子 - Google Patents
Ｐｂ―Ｓｂ系合金から成るエキスパンド格子Info
- Publication number
- JPH01304665A JPH01304665A JP63134227A JP13422788A JPH01304665A JP H01304665 A JPH01304665 A JP H01304665A JP 63134227 A JP63134227 A JP 63134227A JP 13422788 A JP13422788 A JP 13422788A JP H01304665 A JPH01304665 A JP H01304665A
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- JP
- Japan
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- alloy
- processing
- lattice
- mesh
- strength
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- 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
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/72—Grids
- H01M4/74—Meshes or woven material; Expanded metal
- H01M4/745—Expanded metal
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (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
本発明は鉛電池、特に自動車用電池の極板の格子として
用いられるエキスパンド格子（エキスパンド加工により
造られた格子、以下ｒＥＸ格子」と記す）のメツシュの
形状に関するものである。
用いられるエキスパンド格子（エキスパンド加工により
造られた格子、以下ｒＥＸ格子」と記す）のメツシュの
形状に関するものである。
従来の技術
自動車電池の極板には従来より鋳造格子（鋳型により造
られた格子を以下この様に記す）が使用されてきたが、
電池製造ラインの一貫オートメーション化による生産性
向上、省人化さらには悪条件下に於ける鋳造作業撤廃等
の要求に応え、１０年程前からＥｘ格子が実用化された
。
られた格子を以下この様に記す）が使用されてきたが、
電池製造ラインの一貫オートメーション化による生産性
向上、省人化さらには悪条件下に於ける鋳造作業撤廃等
の要求に応え、１０年程前からＥｘ格子が実用化された
。
エキスパンド加工（以下ｒＥｘ加工」と記す）は軽量か
つ重量ばらつきの少ない格子の生産が可能なため、軽量
化が強く求められている自動車用電池の生産手段として
は極めて有効なものであるが、残念なことにＥｘ格子の
生産はＰｂ −Ｃａ系合金によるものに限られていた。
つ重量ばらつきの少ない格子の生産が可能なため、軽量
化が強く求められている自動車用電池の生産手段として
は極めて有効なものであるが、残念なことにＥｘ格子の
生産はＰｂ −Ｃａ系合金によるものに限られていた。
発明が解決しようとする課題
衆知の通り自動車用電池の格子にはＰｂ −Ｓｂ系合金
とＰｂ −Ｃａ系合金が実用に供されており、前述した
利点を有するＥｘ格子の生産は両合金に対してなされて
しかるべきである。にもかかわらすＰｂ−Ｃａ系合金の
Ｅｘ格子しか実用されていないのはＰｂ −Ｓｂ系合金
が加工を受けると軟化するという不利な性質を有してい
るからである。
とＰｂ −Ｃａ系合金が実用に供されており、前述した
利点を有するＥｘ格子の生産は両合金に対してなされて
しかるべきである。にもかかわらすＰｂ−Ｃａ系合金の
Ｅｘ格子しか実用されていないのはＰｂ −Ｓｂ系合金
が加工を受けると軟化するという不利な性質を有してい
るからである。
Ｅｘ格子を造るには素材であるＰｂ −Ｓｂ系合金のシ
ートを用意し、これにＥｘ加工を施すわけであるが、時
効硬化によりシートに十分な強度を与えておいても、Ｅ
ｘ加工時の変形により合金が軟化し、極板の格子として
の強度を維持出来なくなるからである。
ートを用意し、これにＥｘ加工を施すわけであるが、時
効硬化によりシートに十分な強度を与えておいても、Ｅ
ｘ加工時の変形により合金が軟化し、極板の格子として
の強度を維持出来なくなるからである。
課題を解決するための手段
一般に金属材料は加工を施すと硬くなる。すなわち加工
硬化現象を呈する。この加工硬化現象はその材料のもつ
再結晶温度と密接な関係があり、この温度以下では加工
すれば硬化するわけである。
硬化現象を呈する。この加工硬化現象はその材料のもつ
再結晶温度と密接な関係があり、この温度以下では加工
すれば硬化するわけである。
一般の金属材料の大半は再結晶温度が室温よりかなり高
いために加工硬化現象が見られるわけである。しかしな
がら金属の中には再結晶温度が室温あるいはそれ以下に
あるものがある。
いために加工硬化現象が見られるわけである。しかしな
がら金属の中には再結晶温度が室温あるいはそれ以下に
あるものがある。
例えば純鉛はその代表例であり、本発明が対象としてい
るＰｂ −Ｓｂ系合金もその１つである。これらの金属
は室温で加工すると一時的には加工硬化現象を示しても
再結晶を生じて軟化してしまう。厳密には顕微鏡組織と
して再結晶が認められる前に生じる回復とよばれる段階
から軟化がはじまる。
るＰｂ −Ｓｂ系合金もその１つである。これらの金属
は室温で加工すると一時的には加工硬化現象を示しても
再結晶を生じて軟化してしまう。厳密には顕微鏡組織と
して再結晶が認められる前に生じる回復とよばれる段階
から軟化がはじまる。
」よ
Ｐｂ−Ｓｂ系合金にみられる加工軟化現象は加工度（−
船釣には加工に伴なう材料の断面の減少率で定義される
）と密接な関係があり、加工度が大きいほど軟化も激し
くなる傾向を有す。
船釣には加工に伴なう材料の断面の減少率で定義される
）と密接な関係があり、加工度が大きいほど軟化も激し
くなる傾向を有す。
第２図は格子材料として用いられるＰｂ−１，５Ｓｂ−
０，２Ａｓ合金のインゴットを加工度を変えて圧延した
時の圧延後の経過時間に対する該合金の曲げ強さの変化
を示したものである。図中の一点鎖線はＥｘ格子として
の剛性を確保するのに必要な合金の強度を示している。
０，２Ａｓ合金のインゴットを加工度を変えて圧延した
時の圧延後の経過時間に対する該合金の曲げ強さの変化
を示したものである。図中の一点鎖線はＥｘ格子として
の剛性を確保するのに必要な合金の強度を示している。
図から明らかな様に圧延後（加工後）の強度は時間の経
過とともに低下しており、またそれは加工度の増加とと
もに加工速度的に大きくなっている。ただし加工度が小
さい場合には加工直後に多少の強度低下は見られるもの
の、その後は変化が見られず、加工度１０％の場合には
必要とされる強度（−点鎖線）８ｋｇ／胴２以上を維持
している。
過とともに低下しており、またそれは加工度の増加とと
もに加工速度的に大きくなっている。ただし加工度が小
さい場合には加工直後に多少の強度低下は見られるもの
の、その後は変化が見られず、加工度１０％の場合には
必要とされる強度（−点鎖線）８ｋｇ／胴２以上を維持
している。
このことはＰｂ −Ｓｂ系合金のＥｘ格子すべてが実用
に供せないということでなく、Ｅｘ加工時の加工度をあ
る限界値以下に抑えれば実用可能であることを意味して
いる。我々はこの点について詳細は検討を重ねた結果、
Ｓｂを０．５〜２．５し％含有するＰｂ −Ｓｂ金合金
於て、Ｅｘ加工時の加工度が１５％以下であれば、Ｅｘ
加工による強度低下は極板の基体として問題とする必要
がないことが明らかになった。ここで加工度が１５％以
下であるというここは、第１図に示したＥｘ格子のメツ
シュで説明するとＥｘ加工による材料の伸びεが ε＝ （ｘ −−） ／ｌ／２ 一（１−ｃｏｓθ）／ＥＣＯ３θ ≦０．１５ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ （１）なる関係にあるとい
うことを意味している。すなわち（１）式を満足する様
にメツシュを設計すれば、Ｐｂ −Ｓｂ系合金のＥｘ格
子の実用化が可能とするわけである。なおｌはメツシュ
の長径、θはメツシュの骨のなす角、Ｘはメツシュの骨
の長さである。またＳｂ含有量に上述した如き制限を付
したのは、０．５Ｗｔ％未溝の場合にはＳｂが少なすぎ
てＥｘ加工前のシートの強度が確保出来ず、また２、５
し％以上の場合にはこの種の合金の靭性の低下によりＥ
ｘ加工が不可能になるからである。
に供せないということでなく、Ｅｘ加工時の加工度をあ
る限界値以下に抑えれば実用可能であることを意味して
いる。我々はこの点について詳細は検討を重ねた結果、
Ｓｂを０．５〜２．５し％含有するＰｂ −Ｓｂ金合金
於て、Ｅｘ加工時の加工度が１５％以下であれば、Ｅｘ
加工による強度低下は極板の基体として問題とする必要
がないことが明らかになった。ここで加工度が１５％以
下であるというここは、第１図に示したＥｘ格子のメツ
シュで説明するとＥｘ加工による材料の伸びεが ε＝ （ｘ −−） ／ｌ／２ 一（１−ｃｏｓθ）／ＥＣＯ３θ ≦０．１５ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ （１）なる関係にあるとい
うことを意味している。すなわち（１）式を満足する様
にメツシュを設計すれば、Ｐｂ −Ｓｂ系合金のＥｘ格
子の実用化が可能とするわけである。なおｌはメツシュ
の長径、θはメツシュの骨のなす角、Ｘはメツシュの骨
の長さである。またＳｂ含有量に上述した如き制限を付
したのは、０．５Ｗｔ％未溝の場合にはＳｂが少なすぎ
てＥｘ加工前のシートの強度が確保出来ず、また２、５
し％以上の場合にはこの種の合金の靭性の低下によりＥ
ｘ加工が不可能になるからである。
実施例
次に本発明の実施例を示す。Ｐｂ−１，５Ｓｂ−０，ｌ
Ａｓ−０，０２Ｓｅ合金を溶解し、連続鋳造により厚さ
１０ｍｍのインゴットを製作した。次にこれに室温２・ 出１８パスの圧延を施し、厚さ１ｍ１ＩＩのシートを得
た。このシートをオイルバス中に導き２３０’Ｃで３０
秒間の加熱処理した後水冷し、２０°Ｃで１００ｈの特
効硬化処理を施して曲げ強さ１０．２ｋｇ／ｍｍ”のシ
ートとした。次にこれをＥｘ加工し、ＣＯ３θ Ｅｘ格子を製作した。この様にして製作した２種類のＥ
ｘ格子に活物質を充填、常法に従って各種処理を施して
極板を製作した後、これら極板を用いて５５ Ｄ ２３
形電池相当の２■電池を製作した。これらの電池を充電
１２ＡＸ８ｈ、−放置８ｈ−放電ＩＡＸ８ｈｌサイクル
とする定電流充放電試験に１５日間供しく試験温度８０
°Ｃ）、陽極板に用いたＥｘ格子の伸びおよび電池の５
時間率容量を調べた。なお上記電池とともに同一のメツ
シュ形状を有するＰｂ−０，０７Ｃａ −０，５Ｓｎ合
金から成るＥｘ格子を用いた電池を試験に供し、比較対
象とした。結果を第１表に示す。
Ａｓ−０，０２Ｓｅ合金を溶解し、連続鋳造により厚さ
１０ｍｍのインゴットを製作した。次にこれに室温２・ 出１８パスの圧延を施し、厚さ１ｍ１ＩＩのシートを得
た。このシートをオイルバス中に導き２３０’Ｃで３０
秒間の加熱処理した後水冷し、２０°Ｃで１００ｈの特
効硬化処理を施して曲げ強さ１０．２ｋｇ／ｍｍ”のシ
ートとした。次にこれをＥｘ加工し、ＣＯ３θ Ｅｘ格子を製作した。この様にして製作した２種類のＥ
ｘ格子に活物質を充填、常法に従って各種処理を施して
極板を製作した後、これら極板を用いて５５ Ｄ ２３
形電池相当の２■電池を製作した。これらの電池を充電
１２ＡＸ８ｈ、−放置８ｈ−放電ＩＡＸ８ｈｌサイクル
とする定電流充放電試験に１５日間供しく試験温度８０
°Ｃ）、陽極板に用いたＥｘ格子の伸びおよび電池の５
時間率容量を調べた。なお上記電池とともに同一のメツ
シュ形状を有するＰｂ−０，０７Ｃａ −０，５Ｓｎ合
金から成るＥｘ格子を用いた電池を試験に供し、比較対
象とした。結果を第１表に示す。
なおＥｘ格子シート厚さはいづれも１ 、０ ｍｍであ
る。
る。
発明の効果
第１表から明らかな如く、本発明によるＥｘ加工時の加
工度を１５％以下に抑えたＰｂ −Ｓｂ系合金のＥｘ格
子を用いた電池Ａは、従来から実用に供されているＰｂ
−Ｃａ系合金のＥｘ格子を用いた電池りよりはずれ、
また電池Ｃとほぼ同等の劣化状況を示しており、Ｐｂ
−Ｓｂ系合金のＥｘ格子の実用化が可能となる等本発明
の工業的価値大なることが理解されよう。
工度を１５％以下に抑えたＰｂ −Ｓｂ系合金のＥｘ格
子を用いた電池Ａは、従来から実用に供されているＰｂ
−Ｃａ系合金のＥｘ格子を用いた電池りよりはずれ、
また電池Ｃとほぼ同等の劣化状況を示しており、Ｐｂ
−Ｓｂ系合金のＥｘ格子の実用化が可能となる等本発明
の工業的価値大なることが理解されよう。
第１図は本発明によるＰｂ −Ｓｂ系合金のＥｘ格子の
メツシュ形状を示した図、第２図はＰｂ −Ｓｂ系合金
の加工硬化現象を示した図である。 ！：メッシュの長径、θ：メッシュの骨のなす角
メツシュ形状を示した図、第２図はＰｂ −Ｓｂ系合金
の加工硬化現象を示した図である。 ！：メッシュの長径、θ：メッシュの骨のなす角
Claims (1)
- ０．５〜２．５Ｗｔ％のＳｂを含有するＰｂ−Ｓｂ系合
金シートをエキスパンド加工によってメッシュの長径（
ｌ）方向に対してメッシュの骨のなす角θが（［１−Ｃ
ＯＳθ］／ＣＯＳθ）≦０．１５なる関係を有すること
を特徴とするＰｂ−Ｓｂ系合金から成るエキスパンド格
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134227A JPH01304665A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Ｐｂ―Ｓｂ系合金から成るエキスパンド格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134227A JPH01304665A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Ｐｂ―Ｓｂ系合金から成るエキスパンド格子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304665A true JPH01304665A (ja) | 1989-12-08 |
Family
ID=15123396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63134227A Pending JPH01304665A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Ｐｂ―Ｓｂ系合金から成るエキスパンド格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01304665A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068308A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191874A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池用集電体 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63134227A patent/JPH01304665A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191874A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池用集電体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068308A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池及びその製造方法 |
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