JPH06236761A - 鉛蓄電池用格子の製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池用格子の製造方法Info
- Publication number
- JPH06236761A JPH06236761A JP5046016A JP4601693A JPH06236761A JP H06236761 A JPH06236761 A JP H06236761A JP 5046016 A JP5046016 A JP 5046016A JP 4601693 A JP4601693 A JP 4601693A JP H06236761 A JPH06236761 A JP H06236761A
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- Japan
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- grid
- molds
- lattice
- pair
- lead alloy
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- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性の優れた格子を提供し、深い放電や高
温使用に対しても優れた耐久性を有する電池を可能にす
る。 【構成】 一対の鋳型を閉じる工程、鉛合金溶湯を鋳型
内に注入する工程、放冷または強制冷却して鉛合金溶湯
を凝固させ格子を形成する工程、一対の鋳型によって格
子を厚さ方向に押圧する工程、および一対の鋳型を開い
て格子を取り出す工程からなる非アンチモン系鉛合金か
らなる鉛蓄電池用格子の製造方法。
温使用に対しても優れた耐久性を有する電池を可能にす
る。 【構成】 一対の鋳型を閉じる工程、鉛合金溶湯を鋳型
内に注入する工程、放冷または強制冷却して鉛合金溶湯
を凝固させ格子を形成する工程、一対の鋳型によって格
子を厚さ方向に押圧する工程、および一対の鋳型を開い
て格子を取り出す工程からなる非アンチモン系鉛合金か
らなる鉛蓄電池用格子の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池用格子の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池の格子は、電解液の水の減少を
防ぐために、鉛（Ｐb ）−カルシウム（Ｃa ）系合金格
子が多用されるようになった。これは通常は、0.3 〜1.
5 ％のすず（Ｓn ），0.01％以下のアルミニウム（Ａl
）を含み、また、微量の銀、ひ素、ビスマスなどを含
むものもある。
防ぐために、鉛（Ｐb ）−カルシウム（Ｃa ）系合金格
子が多用されるようになった。これは通常は、0.3 〜1.
5 ％のすず（Ｓn ），0.01％以下のアルミニウム（Ａl
）を含み、また、微量の銀、ひ素、ビスマスなどを含
むものもある。
【０００３】この格子を用いると、Ｐb −アンチモン
（Ｓb ）系合金格子を用いた電池と比較して、負極板の
水素過電圧が高く維持されて、水の分解を伴なう自己放
電が少なくて、補水不要にできる長所がある。他方、特
に正極板の場合には、格子の結晶粒間の腐食が甚だしく
て、過放電や過充電を受ける用途の電池の場合には、短
寿命であるという欠点を有していた。なお、Ｐb −Ｓb
系合金格子の場合には、合金そのものの腐食速度はＰb
−Ｃa 系のそれよりも大きいが、腐食の形態が異なって
おり、格子表面から均一に腐食が進行するので、長寿命
であった。
（Ｓb ）系合金格子を用いた電池と比較して、負極板の
水素過電圧が高く維持されて、水の分解を伴なう自己放
電が少なくて、補水不要にできる長所がある。他方、特
に正極板の場合には、格子の結晶粒間の腐食が甚だしく
て、過放電や過充電を受ける用途の電池の場合には、短
寿命であるという欠点を有していた。なお、Ｐb −Ｓb
系合金格子の場合には、合金そのものの腐食速度はＰb
−Ｃa 系のそれよりも大きいが、腐食の形態が異なって
おり、格子表面から均一に腐食が進行するので、長寿命
であった。
【０００４】従来から、薄形格子を得るために、鋳造格
子をロールまたは平板で押圧する例がある。この場合に
は、格子の額縁（四周）や棧が変形して、厚さは減少す
るが、横方向に幅が拡がった額縁や棧となる。このとき
の結晶組織は、横方向に変形するが、結晶粒間の接合状
態は押圧によってむしろ悪くなることが多い。すなわ
ち、結晶粒間に間隙を生じて、機械的強度が弱くなった
り、粒間腐食が著しくなったりする。
子をロールまたは平板で押圧する例がある。この場合に
は、格子の額縁（四周）や棧が変形して、厚さは減少す
るが、横方向に幅が拡がった額縁や棧となる。このとき
の結晶組織は、横方向に変形するが、結晶粒間の接合状
態は押圧によってむしろ悪くなることが多い。すなわ
ち、結晶粒間に間隙を生じて、機械的強度が弱くなった
り、粒間腐食が著しくなったりする。
【０００５】鉛蓄電池用の格子としては、厚さ10〜20mm
の鋳造したスラブをロール等で押圧して厚さ0.5 〜1.5m
m のシートとし、これをエキスパンド加工するものもあ
る。この場合の鉛合金シートは厚さが約１／10になって
おり、鋳造した結晶組織は完全に破壊されて、繊維状に
伸びた圧延構造となっている。その腐食挙動は鋳造格子
とは全く異なっていて、粒間腐食は起きないが、腐食速
度は大きい。
の鋳造したスラブをロール等で押圧して厚さ0.5 〜1.5m
m のシートとし、これをエキスパンド加工するものもあ
る。この場合の鉛合金シートは厚さが約１／10になって
おり、鋳造した結晶組織は完全に破壊されて、繊維状に
伸びた圧延構造となっている。その腐食挙動は鋳造格子
とは全く異なっていて、粒間腐食は起きないが、腐食速
度は大きい。
【０００６】なお、Ｐb −Ｓb 系合金は典型的な共晶合
金であって、鋳造格子の結晶組織は、高濃度Ｐb の初晶
が樹枝状に発達し、樹枝状の初晶の間をＰb −11％Ｓb
の共晶が埋めた構造である。Ｐb −Ｃa 系合金の鋳造組
織は粒界がのこぎり刃状の包晶組織である。
金であって、鋳造格子の結晶組織は、高濃度Ｐb の初晶
が樹枝状に発達し、樹枝状の初晶の間をＰb −11％Ｓb
の共晶が埋めた構造である。Ｐb −Ｃa 系合金の鋳造組
織は粒界がのこぎり刃状の包晶組織である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】鋳造した非アンチモン
系鉛合金は一般に樹枝状結晶ではなく、結晶は大きく、
粒界はのこぎり刃状である。鋳造時の鉛合金溶湯は、凝
固時に容積が収縮する。これはＰb −Ｓb 系合金の場合
には、樹枝状晶の間隙の微少な空孔となっつて分布し、
結晶の粒界には隙間を生じない。しかし、非アンチモン
系鉛合金の場合には、収縮によって格子の額縁や棧の一
部に大きな空孔を、また結晶粒間には隙間を生じる。こ
のため非アンチモン系鉛合金は粒間腐食が甚だしいと考
えられる。
系鉛合金は一般に樹枝状結晶ではなく、結晶は大きく、
粒界はのこぎり刃状である。鋳造時の鉛合金溶湯は、凝
固時に容積が収縮する。これはＰb −Ｓb 系合金の場合
には、樹枝状晶の間隙の微少な空孔となっつて分布し、
結晶の粒界には隙間を生じない。しかし、非アンチモン
系鉛合金の場合には、収縮によって格子の額縁や棧の一
部に大きな空孔を、また結晶粒間には隙間を生じる。こ
のため非アンチモン系鉛合金は粒間腐食が甚だしいと考
えられる。
【０００８】本発明は、腐食速度の小さな非アンチモン
系鉛合金の鋳造格子において、格子組織を改質し、結晶
粒間の間隙を無くすることによって、粒間腐食の無い、
耐食性の優れた格子を得ようとするものである。
系鉛合金の鋳造格子において、格子組織を改質し、結晶
粒間の間隙を無くすることによって、粒間腐食の無い、
耐食性の優れた格子を得ようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の鋳型を
閉じる工程、鉛合金溶湯を鋳型内に注入する工程、放冷
または強制冷却して鉛合金溶湯を凝固させ格子を形成す
る工程、一対の鋳型によって格子を厚さ方向に押圧する
工程、および一対の鋳型を開いて格子を取り出す工程か
らなる非アンチモン系鉛合金からなる鉛蓄電池用格子の
製造方法であり、結晶粒間の間隙を無くするものであ
る。
閉じる工程、鉛合金溶湯を鋳型内に注入する工程、放冷
または強制冷却して鉛合金溶湯を凝固させ格子を形成す
る工程、一対の鋳型によって格子を厚さ方向に押圧する
工程、および一対の鋳型を開いて格子を取り出す工程か
らなる非アンチモン系鉛合金からなる鉛蓄電池用格子の
製造方法であり、結晶粒間の間隙を無くするものであ
る。
【００１０】
【作用】鋳型内で凝固し、結晶粒間に間隙を有する非ア
ンチモン系鉛合金からなる格子を、一対の鋳型によって
格子の厚さ方向に押圧することによって、格子の額縁や
棧は鋳型に彫り込まれた凹部空間内で四周から押圧さ
れ、結晶粒はほぼその形態を保ったままで、粒間の間隙
が無くなる。結晶粒間に間隙がなく、結晶粒が密着して
いる非アンチモン系鉛合金の鋳造格子は、腐食速度が小
さく、粒間腐食が無いので、耐久性の優れた格子が得ら
れる。
ンチモン系鉛合金からなる格子を、一対の鋳型によって
格子の厚さ方向に押圧することによって、格子の額縁や
棧は鋳型に彫り込まれた凹部空間内で四周から押圧さ
れ、結晶粒はほぼその形態を保ったままで、粒間の間隙
が無くなる。結晶粒間に間隙がなく、結晶粒が密着して
いる非アンチモン系鉛合金の鋳造格子は、腐食速度が小
さく、粒間腐食が無いので、耐久性の優れた格子が得ら
れる。
【００１１】
【実施例】Ｐb −0.08％Ｃa −0.5 ％Ｓn −0.01％Ａl
合金を用いて以下の鋳造実験を行った。鋳型は鋳鉄性
で、対向して接する面に鋳造する格子形状に合わせて彫
り込んだ一対の開閉鋳型からなっている。この鋳型の対
向面、すなわち、格子状に凹部を彫り込んだ面には離型
剤を塗布した。離型剤は水に水ガラスとコルク粉末、炭
酸カルシウム、カーボン粉末および少量の添加剤を溶解
あるいは懸濁させたものを加熱した鋳型に噴射して付着
させたものである。鋳型面に付着した離型剤は、断熱性
および弾力性のある多孔体の層を形成しており、適度な
強度で付着していなければならない。この離型剤の機
能、鋳造時に流入する鉛合金溶湯が鋳型によって急冷さ
れて格子状彫り込みの全面に溶湯が充満する前に凝固し
てしまう、すなわち格子の棧切れを生じることを防ぐ。
合金を用いて以下の鋳造実験を行った。鋳型は鋳鉄性
で、対向して接する面に鋳造する格子形状に合わせて彫
り込んだ一対の開閉鋳型からなっている。この鋳型の対
向面、すなわち、格子状に凹部を彫り込んだ面には離型
剤を塗布した。離型剤は水に水ガラスとコルク粉末、炭
酸カルシウム、カーボン粉末および少量の添加剤を溶解
あるいは懸濁させたものを加熱した鋳型に噴射して付着
させたものである。鋳型面に付着した離型剤は、断熱性
および弾力性のある多孔体の層を形成しており、適度な
強度で付着していなければならない。この離型剤の機
能、鋳造時に流入する鉛合金溶湯が鋳型によって急冷さ
れて格子状彫り込みの全面に溶湯が充満する前に凝固し
てしまう、すなわち格子の棧切れを生じることを防ぐ。
【００１２】また、溶湯が流入するときに、そこに存在
する空気と置換する必要があるが、離型剤の多孔層を通
って空気を押出す機能がある。さらに、離型剤層の弾力
性で、鋳型の対向面へ溶湯がはみだして、格子棧にバリ
ができるのを防いでいる。
する空気と置換する必要があるが、離型剤の多孔層を通
って空気を押出す機能がある。さらに、離型剤層の弾力
性で、鋳型の対向面へ溶湯がはみだして、格子棧にバリ
ができるのを防いでいる。
【００１３】離型剤層は50〜100 ミクロン（μｍ）の厚
さとし、150 ℃に加熱した一対の閉じた鋳型に480 ℃の
Ｐb −0.08％Ｃa −0.5 ％Ｓn 合金溶湯を上部から注入
し、重力で流下させて格子を鋳造した。従来技術による
鋳造格子は溶湯注入後６秒間保って冷却・凝固したもの
を、鋳型を開いて取り出した。本発明になる鋳造格子
は、溶湯注入後６秒間保って冷却・凝固した格子を、一
対の鋳型内に保持したままで、さらに鋳型の外側から格
子の厚さ方向に２秒間押圧し、その後で鋳型を開いて格
子を取り出した。なお、格子の寸法は145 ×125mm で厚
さは2.0mm であるが、従来法による格子と凝固後に鋳型
で押圧した本発明格子とで、厚さの計測値に差は認めら
れなかった。
さとし、150 ℃に加熱した一対の閉じた鋳型に480 ℃の
Ｐb −0.08％Ｃa −0.5 ％Ｓn 合金溶湯を上部から注入
し、重力で流下させて格子を鋳造した。従来技術による
鋳造格子は溶湯注入後６秒間保って冷却・凝固したもの
を、鋳型を開いて取り出した。本発明になる鋳造格子
は、溶湯注入後６秒間保って冷却・凝固した格子を、一
対の鋳型内に保持したままで、さらに鋳型の外側から格
子の厚さ方向に２秒間押圧し、その後で鋳型を開いて格
子を取り出した。なお、格子の寸法は145 ×125mm で厚
さは2.0mm であるが、従来法による格子と凝固後に鋳型
で押圧した本発明格子とで、厚さの計測値に差は認めら
れなかった。
【００１４】この格子を用いて正極板４枚、負極板５枚
からなる電池を組立て、ＪＩＳＤ５３０１の軽負荷寿命
試験を行った。その結果を表１に示す。
からなる電池を組立て、ＪＩＳＤ５３０１の軽負荷寿命
試験を行った。その結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】寿命性能は、本発明になる格子を用いた電
池では約２倍であり、極めて耐久性に優れている。ま
た、この電池を解体して正極格子を調べたところ、本発
明になる電池では、格子の棧切れおよび伸びによる変形
が従来法による格子よりも軽微であった。
池では約２倍であり、極めて耐久性に優れている。ま
た、この電池を解体して正極格子を調べたところ、本発
明になる電池では、格子の棧切れおよび伸びによる変形
が従来法による格子よりも軽微であった。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明になる非ア
ンチモン鉛合金からなる鋳造格子は、格子の結晶粒間の
腐食が少なくて、深い放電や高温使用の電池に対しても
優れた耐久性を有するので、電解液の水の減少が少ない
メンテナンス・フリー電池の長寿命化が可能である。
ンチモン鉛合金からなる鋳造格子は、格子の結晶粒間の
腐食が少なくて、深い放電や高温使用の電池に対しても
優れた耐久性を有するので、電解液の水の減少が少ない
メンテナンス・フリー電池の長寿命化が可能である。
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の鋳型を閉じる工程、鉛合金溶湯を
鋳型内に注入する工程、放冷または強制冷却して鉛合金
溶湯を凝固させ格子を形成する工程、一対の鋳型によっ
て格子を厚さ方向に押圧する工程、および一対の鋳型を
開いて格子を取り出す工程からなる非アンチモン系鉛合
金からなる鉛蓄電池用格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046016A JP2785633B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 鉛蓄電池用格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046016A JP2785633B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 鉛蓄電池用格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06236761A true JPH06236761A (ja) | 1994-08-23 |
| JP2785633B2 JP2785633B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=12735258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5046016A Expired - Lifetime JP2785633B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 鉛蓄電池用格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785633B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016006412A (ja) * | 2014-05-26 | 2016-01-14 | 株式会社Ｇｓユアサ | センサ |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP5046016A patent/JP2785633B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016006412A (ja) * | 2014-05-26 | 2016-01-14 | 株式会社Ｇｓユアサ | センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2785633B2 (ja) | 1998-08-13 |
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