JPH059903B2 - - Google Patents
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- JPH059903B2 JPH059903B2 JP58042024A JP4202483A JPH059903B2 JP H059903 B2 JPH059903 B2 JP H059903B2 JP 58042024 A JP58042024 A JP 58042024A JP 4202483 A JP4202483 A JP 4202483A JP H059903 B2 JPH059903 B2 JP H059903B2
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- Japan
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- rolling
- lead
- flat plate
- time
- temperature
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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
- H01M4/82—Multi-step processes for manufacturing carriers for lead-acid accumulators
- H01M4/84—Multi-step processes for manufacturing carriers for lead-acid accumulators involving casting
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔従来技術と問題点〕
本発明は鉛蓄電池用極板格子の製造法に関する
ものである。鉛蓄電池の極板格子には、従来主と
して鉛アンチモン系合金が使用されているが、最
近、メンテナンスフリー蓄電池用として鉛カルシ
ウム系合金が使用されている。鉛カルシウム系合
金は鉛アンチモン系合金よりも水素過電圧が高い
ので充電中、電解液中の水の電気分解および放置
中の自己放電が少い長所を有する。しかしその反
面、鋳造性が鉛アンチモン系合金よりも劣つてい
るので平板状に鋳造した鉛カルシウム系合金の素
材を冷間圧延、例えば50℃未満のスラブ温度で圧
延した後、エキスパンド加工、打抜き加工等によ
つて極板格子を製造している。
ものである。鉛蓄電池の極板格子には、従来主と
して鉛アンチモン系合金が使用されているが、最
近、メンテナンスフリー蓄電池用として鉛カルシ
ウム系合金が使用されている。鉛カルシウム系合
金は鉛アンチモン系合金よりも水素過電圧が高い
ので充電中、電解液中の水の電気分解および放置
中の自己放電が少い長所を有する。しかしその反
面、鋳造性が鉛アンチモン系合金よりも劣つてい
るので平板状に鋳造した鉛カルシウム系合金の素
材を冷間圧延、例えば50℃未満のスラブ温度で圧
延した後、エキスパンド加工、打抜き加工等によ
つて極板格子を製造している。
鉛合金は時効硬化性を有し、熱処理を加えると
過飽和の固溶体から溶質金属を析出し、あるいは
溶質金属と鉛、又は他の添加金属との間に金属間
化合物を生成する。この溶質金属の析出および金
属間化合物の生成は主として金属結晶粒界でおこ
り、これが鉛合金素材の腐食の原因になつてい
る。このように、結晶粒界に溶質金属が析出し、
あるいは金属間化合物が生成するとその部分は他
の部分よりも腐食され易くなり、腐食すると密度
の小さい酸化物を生成して結晶粒界が拡張され、
新しい合金面が露出してこゝからまた腐食が始ま
る。しかし、鉛カルシウム系合金を圧延すると結
晶粒界は分散し、粒界腐食は緩和されるが、粒界
が分散するため、全体の腐食（全面腐食）が激し
くなる。
過飽和の固溶体から溶質金属を析出し、あるいは
溶質金属と鉛、又は他の添加金属との間に金属間
化合物を生成する。この溶質金属の析出および金
属間化合物の生成は主として金属結晶粒界でおこ
り、これが鉛合金素材の腐食の原因になつてい
る。このように、結晶粒界に溶質金属が析出し、
あるいは金属間化合物が生成するとその部分は他
の部分よりも腐食され易くなり、腐食すると密度
の小さい酸化物を生成して結晶粒界が拡張され、
新しい合金面が露出してこゝからまた腐食が始ま
る。しかし、鉛カルシウム系合金を圧延すると結
晶粒界は分散し、粒界腐食は緩和されるが、粒界
が分散するため、全体の腐食（全面腐食）が激し
くなる。
鉛蓄電池の極板格子、特に正極格子は粒界腐食
および全面腐食を抑制する必要がある。その理由
は粒界腐食は格子の伸びと切断を生じ、全面腐食
は集電効果と活物質保持力を低下させるからであ
る。本発明はこの点にかんがみ、これら両腐食を
抑制する格子、すなわち耐食性のすぐれた格子の
製造法を提供することを目的とするものである。
および全面腐食を抑制する必要がある。その理由
は粒界腐食は格子の伸びと切断を生じ、全面腐食
は集電効果と活物質保持力を低下させるからであ
る。本発明はこの点にかんがみ、これら両腐食を
抑制する格子、すなわち耐食性のすぐれた格子の
製造法を提供することを目的とするものである。
本発明は鉛カルシウム系合金の平板を鋳造し、
この平板を圧延した後エキスパンド加工あるいは
打抜き加工によつて極板格子を製造する工程にお
いて、前記平板の圧延は、該平板の表面温度を50
℃〜200℃に保持し、これらの温度の下で、次式 t1＝２−2T2／50.000 ……(1) t2＝10−2T2／10.000 ……(2) 〔但し、t1、t2はそれぞれ平板鋳造後から圧延終
了までの時間（分）、Ｔは平板の表面温度（℃）〕 に示された最短時間t1と最長時間t2の範囲内の時
間で圧延を終了することを特徴とする鉛蓄電池用
極板格子の製造法である。
この平板を圧延した後エキスパンド加工あるいは
打抜き加工によつて極板格子を製造する工程にお
いて、前記平板の圧延は、該平板の表面温度を50
℃〜200℃に保持し、これらの温度の下で、次式 t1＝２−2T2／50.000 ……(1) t2＝10−2T2／10.000 ……(2) 〔但し、t1、t2はそれぞれ平板鋳造後から圧延終
了までの時間（分）、Ｔは平板の表面温度（℃）〕 に示された最短時間t1と最長時間t2の範囲内の時
間で圧延を終了することを特徴とする鉛蓄電池用
極板格子の製造法である。
鉛カルシウム系合金の耐食性はその金属結晶粒
界の構造によつて変化し、鋳造品は一般に結晶粒
界が少いほど、また、結晶粒径が細いほど、さら
に粒界巾が狭いほど耐食性は向上する。これら結
晶粒界の構造は、この合金が時効硬化性を有する
ため、鋳造後の熱処理の温度と時間および加工条
件に大きく影響される。
界の構造によつて変化し、鋳造品は一般に結晶粒
界が少いほど、また、結晶粒径が細いほど、さら
に粒界巾が狭いほど耐食性は向上する。これら結
晶粒界の構造は、この合金が時効硬化性を有する
ため、鋳造後の熱処理の温度と時間および加工条
件に大きく影響される。
前述のように、粒界腐食は圧延によつて抑制す
ることができるが、圧延すると全面腐食が増大す
る。全面腐食は熱処理によつて抑制することがで
きる。本発明はこの全面腐食を抑制する方法とし
て、鋳造後の平板（スラブ）を周囲温度まで冷却
することなく、50℃〜200℃の温度を保持した状
態で前記(1)式および(2)式に示される最短時間t1お
よび最長時間t2の範囲内の時間で圧延を行なうも
のである（第１図参照）。すなわち、鋳造したス
ラブを冷却することなく圧延することによつて熱
エネルギーを有効に使用し、かつ、スラブの内部
と表面の温度を均一に保持した状態で圧延するこ
とによつて十分な機械的強度を有する耐食性のす
ぐれた格子がえられるのである。
ることができるが、圧延すると全面腐食が増大す
る。全面腐食は熱処理によつて抑制することがで
きる。本発明はこの全面腐食を抑制する方法とし
て、鋳造後の平板（スラブ）を周囲温度まで冷却
することなく、50℃〜200℃の温度を保持した状
態で前記(1)式および(2)式に示される最短時間t1お
よび最長時間t2の範囲内の時間で圧延を行なうも
のである（第１図参照）。すなわち、鋳造したス
ラブを冷却することなく圧延することによつて熱
エネルギーを有効に使用し、かつ、スラブの内部
と表面の温度を均一に保持した状態で圧延するこ
とによつて十分な機械的強度を有する耐食性のす
ぐれた格子がえられるのである。
実施例
鉛カルシウム系合金の１例として、Ca0.08重量
％（以下すべて重量％）Sn0.5％、残部鉛よりな
る合金を450℃に加熱溶融し、約150℃に加熱した
連続鋳型により厚さ８mmの平板（スラブ）を鋳造
し、これらをそれぞれ加熱又は冷却して200℃、
175℃、150℃、125℃、100℃、75℃、50℃、30℃
に保持した状態でローラーにより最終シートの厚
さが１mmになるまで圧延した。この８mmから１mm
までに圧延する時間はローラーの回転速度によつ
て調節し、0.25分から200分とした。この時間は
スラブの熱処理の時間に相当する。なお参考資料
として、鋳造状態のもの、これを50℃未満のスラ
ブ温度で圧延したもの（従来例）、鋳造品を100℃
で15時間熱処理したもの、これを冷間圧延したも
の、を併せて製作した。
％（以下すべて重量％）Sn0.5％、残部鉛よりな
る合金を450℃に加熱溶融し、約150℃に加熱した
連続鋳型により厚さ８mmの平板（スラブ）を鋳造
し、これらをそれぞれ加熱又は冷却して200℃、
175℃、150℃、125℃、100℃、75℃、50℃、30℃
に保持した状態でローラーにより最終シートの厚
さが１mmになるまで圧延した。この８mmから１mm
までに圧延する時間はローラーの回転速度によつ
て調節し、0.25分から200分とした。この時間は
スラブの熱処理の時間に相当する。なお参考資料
として、鋳造状態のもの、これを50℃未満のスラ
ブ温度で圧延したもの（従来例）、鋳造品を100℃
で15時間熱処理したもの、これを冷間圧延したも
の、を併せて製作した。
これら各試料の腐食性を評価するために、これ
らの素材を巾３mm、長さ30mmに切断し、対極に純
鉛板、電解液に比重1.28の硫酸を使用し、室温に
おいて10ｍＡ／cm2の定電流を連続20日間流して陽
極酸化を行ない、生成した酸化物を除去した後秤
量してその重量減を酸化減量とした。
らの素材を巾３mm、長さ30mmに切断し、対極に純
鉛板、電解液に比重1.28の硫酸を使用し、室温に
おいて10ｍＡ／cm2の定電流を連続20日間流して陽
極酸化を行ない、生成した酸化物を除去した後秤
量してその重量減を酸化減量とした。
結果は第２〜６図に示すとおりである。第２図
は圧延時間（熱処理時間）と酸化重量減（耐食
性）との関係を全体的に観察した図で、第３図は
第２図において酸化重量減が急激に低下する領域
の各試料の圧延時間および酸化重量減の具体的な
データを示す図である。同図において、１は鋳造
のまゝのもので、２はこれを冷間圧延したもの、
３は鋳造品を熱処理したもの、４はこれを冷間圧
延したもの、これらは横軸の圧延時間と関係はな
い。５は圧延時の温度が200℃、６は175℃、７は
50℃、８は30℃の各試料についてのデータであ
る。なお、175℃と50℃の間の試料は６と７の間
に位置するが、第３図には省略してある。第４図
は第３図の酸化重量減が急激に低下する領域の圧
延時間とスラブ温度との関係を示す図で、第４図
の曲線から近似的に次式がえられる。
は圧延時間（熱処理時間）と酸化重量減（耐食
性）との関係を全体的に観察した図で、第３図は
第２図において酸化重量減が急激に低下する領域
の各試料の圧延時間および酸化重量減の具体的な
データを示す図である。同図において、１は鋳造
のまゝのもので、２はこれを冷間圧延したもの、
３は鋳造品を熱処理したもの、４はこれを冷間圧
延したもの、これらは横軸の圧延時間と関係はな
い。５は圧延時の温度が200℃、６は175℃、７は
50℃、８は30℃の各試料についてのデータであ
る。なお、175℃と50℃の間の試料は６と７の間
に位置するが、第３図には省略してある。第４図
は第３図の酸化重量減が急激に低下する領域の圧
延時間とスラブ温度との関係を示す図で、第４図
の曲線から近似的に次式がえられる。
t1＝２−2T2／50000 ……(1)
なお、30℃８は酸化重量減の極小値が高いので
第４図の曲線および(1)式から除外してある。上記
(1)式により酸化重量減を最小にする圧延時間の最
短時間が規定される。
第４図の曲線および(1)式から除外してある。上記
(1)式により酸化重量減を最小にする圧延時間の最
短時間が規定される。
第５図は第２図において酸化重量減が急激に増
大する領域の具体的データを示す図である。第６
図は第５図の酸化重量減が急激に増大する領域の
圧延時間とスラブの温度との関係を示す図で、第
６図の曲線から近似的に次式がえられる。
大する領域の具体的データを示す図である。第６
図は第５図の酸化重量減が急激に増大する領域の
圧延時間とスラブの温度との関係を示す図で、第
６図の曲線から近似的に次式がえられる。
t2＝10−2T2／10000 ……(2)
上記(2)式から酸化重量減を最小にする圧延時間
の最長時間が規定される。
の最長時間が規定される。
実施例
実施例は実施例の鉛合金素材によつて製造
した極板格子の効果を確認するためのもので、鉛
合金には実施例と同じ鉛合金Pb−Ca（0.08％）
−Sn（0.5％）を用い、実施例と同じ方法によつ
てＡ、Ｂ、Ｃの平板状の鋳物を鋳造して圧延し
た。圧延温度と圧延時間の組合せは、Ａは150℃
で３分、Ｂは100℃で４分、Ｃは50℃で６分とし
た。これらＡ、Ｂ、Ｃの各試料をエキスパンド加
工して格子を製造した。格子の寸法は巾28mm、長
さ80mm、厚さ２mmである。また、参考のために、
前記Ａ、Ｂ、Ｃと同一形状寸法の格子を鋳造して
Ｄとし、さらに、鋳造した素材を50℃未満のスラ
ブ温度で圧延してエキスパンド加工した格子を試
料Ｅとした。
した極板格子の効果を確認するためのもので、鉛
合金には実施例と同じ鉛合金Pb−Ca（0.08％）
−Sn（0.5％）を用い、実施例と同じ方法によつ
てＡ、Ｂ、Ｃの平板状の鋳物を鋳造して圧延し
た。圧延温度と圧延時間の組合せは、Ａは150℃
で３分、Ｂは100℃で４分、Ｃは50℃で６分とし
た。これらＡ、Ｂ、Ｃの各試料をエキスパンド加
工して格子を製造した。格子の寸法は巾28mm、長
さ80mm、厚さ２mmである。また、参考のために、
前記Ａ、Ｂ、Ｃと同一形状寸法の格子を鋳造して
Ｄとし、さらに、鋳造した素材を50℃未満のスラ
ブ温度で圧延してエキスパンド加工した格子を試
料Ｅとした。
上記試料ＡないしＥの各格子に活物質を充填
し、これを乾燥、化成した正極板各２枚を従来の
負極板３枚とガラス繊維マツトのセパレーターを
介し圧迫して極板群を形成し、比重1.28の硫酸を
電解液とする蓄電池を製作した。なお、放電容量
は10時間率放電で3Ahである。これら各蓄電池を
充電は0.1℃で336時間、放電は0.3Cで、１セル当
り1.75Vまでのサイクルを繰返し、初期容量の1/
２になるまでのサイクル数を求め、これを寿命と
した。結果は第７図に示すとおりである。同図か
ら本発明のＡ、Ｂ、Ｃは従来品Ｄ、Ｅに比し寿命
が著しく改善されていることがわかる。
し、これを乾燥、化成した正極板各２枚を従来の
負極板３枚とガラス繊維マツトのセパレーターを
介し圧迫して極板群を形成し、比重1.28の硫酸を
電解液とする蓄電池を製作した。なお、放電容量
は10時間率放電で3Ahである。これら各蓄電池を
充電は0.1℃で336時間、放電は0.3Cで、１セル当
り1.75Vまでのサイクルを繰返し、初期容量の1/
２になるまでのサイクル数を求め、これを寿命と
した。結果は第７図に示すとおりである。同図か
ら本発明のＡ、Ｂ、Ｃは従来品Ｄ、Ｅに比し寿命
が著しく改善されていることがわかる。
実施例およびのデータが示すように、本発
明の製造法による極板格子は従来法による極板格
子に比し、耐食性が著しく改善されており、その
結果、蓄電池の寿命を長くするすぐれた効果を有
する。さらに本発明の製造法による格子はその機
械的強度において従来の格子の遜色がなく、その
寿命の向上と相まつて、その工業的価値はきわめ
て大である。
明の製造法による極板格子は従来法による極板格
子に比し、耐食性が著しく改善されており、その
結果、蓄電池の寿命を長くするすぐれた効果を有
する。さらに本発明の製造法による格子はその機
械的強度において従来の格子の遜色がなく、その
寿命の向上と相まつて、その工業的価値はきわめ
て大である。
第１図：最短時間t1と最長時間t2と平板の表面
温度Ｔとの関係を示す図、第２図：本発明の製造
法における全圧延時間と酸化重量減との関係を示
す図、第３図：第２図において酸化重量減が急激
に低下する領域の具体的データを示す図、第４
図：第３図における圧延時間とスラブ温度との関
係を示す図、第５図：第２図において酸化重量減
が急激に増大する領域の具体的データを示す図、
第６図：第５図における圧延時間とスラブ温度と
の関係を示す図、第７図：実施例の実験データ
を示す図。 図中１，２，３，４は従来法による鉛合金素材
のデータ、５，６，７，８は本発明の製造法によ
る鉛合金素材のデータである。
温度Ｔとの関係を示す図、第２図：本発明の製造
法における全圧延時間と酸化重量減との関係を示
す図、第３図：第２図において酸化重量減が急激
に低下する領域の具体的データを示す図、第４
図：第３図における圧延時間とスラブ温度との関
係を示す図、第５図：第２図において酸化重量減
が急激に増大する領域の具体的データを示す図、
第６図：第５図における圧延時間とスラブ温度と
の関係を示す図、第７図：実施例の実験データ
を示す図。 図中１，２，３，４は従来法による鉛合金素材
のデータ、５，６，７，８は本発明の製造法によ
る鉛合金素材のデータである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉛カルシウム系合金の平板を鋳造し、この平
板を圧延した後エキスパンド加工あるいは打抜き
加工によつて極板格子を製造する工程において、 前記平板の圧延は、該平板の表面温度を50℃〜
200℃の任意の温度に保持し、これらの任意の温
度の下で、次式 t1＝２−2T2／50000 ……(1) t2＝10−2T2／10000 ……(2) 〔但し、t1、t2はそれぞれ平板鋳造後から圧延終
了までの時間（分）、Ｔは平板の表面温度（℃）〕 に示された最短時間t1（分）と最長時間t2（分）の
範囲内の時間で圧延を終了することを特徴とする
鉛蓄電池用極板格子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58042024A JPS59167966A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 鉛蓄電池用極板格子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58042024A JPS59167966A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 鉛蓄電池用極板格子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59167966A JPS59167966A (ja) | 1984-09-21 |
| JPH059903B2 true JPH059903B2 (ja) | 1993-02-08 |
Family
ID=12624594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58042024A Granted JPS59167966A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 鉛蓄電池用極板格子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59167966A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4228580A (en) * | 1978-09-11 | 1980-10-21 | General Motors Corporation | Process for making wrought, lead-calcium battery grid alloy having high temperature tensile strength stability |
| JPS6327825A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 感熱複写装置 |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP58042024A patent/JPS59167966A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59167966A (ja) | 1984-09-21 |
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