JPH076766A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JPH076766A JPH076766A JP5168461A JP16846193A JPH076766A JP H076766 A JPH076766 A JP H076766A JP 5168461 A JP5168461 A JP 5168461A JP 16846193 A JP16846193 A JP 16846193A JP H076766 A JPH076766 A JP H076766A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 陰極板の耳を集合するストラップにおける露
出耳部が電解液から露出したときに生じる腐食断線を抑
制し、鉛−カルシウム系合金の圧延格子を用いた鉛蓄電
池の安全性と信頼性を向上する。 【構成】 ストラップ形成時に腐食の進行に関与する粒
界の大きい結晶組織のできやすい耳の露出位置の厚さ方
向の断面に、熱の履歴を受けていない繊維状結晶組織層
を残すように組織を形成する。
出耳部が電解液から露出したときに生じる腐食断線を抑
制し、鉛−カルシウム系合金の圧延格子を用いた鉛蓄電
池の安全性と信頼性を向上する。 【構成】 ストラップ形成時に腐食の進行に関与する粒
界の大きい結晶組織のできやすい耳の露出位置の厚さ方
向の断面に、熱の履歴を受けていない繊維状結晶組織層
を残すように組織を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池に関するもの
であり、さらに詳しくは、シート状鉛合金基材から成型
された格子耳を集合してストラップを形成する構成の鉛
蓄電池の改良に関するものである。
であり、さらに詳しくは、シート状鉛合金基材から成型
された格子耳を集合してストラップを形成する構成の鉛
蓄電池の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池は、一般に複数枚の同極性の極
板の格子の耳を合金の棚に集合溶接して群棚を構成し製
造される。その集合溶接する方法には、型内の溶融合金
に極板群の耳を倒立挿入し凝固させるキャストオン方式
や、極板の耳を櫛状の金型で挟持して上部に耳を突出さ
せた凹部を形成し、この凹部に鉛合金を溶融して流し込
むか、足し鉛の形で合金を耳の一部とともに火炎で溶解
するバーニング方式が採用されている。
板の格子の耳を合金の棚に集合溶接して群棚を構成し製
造される。その集合溶接する方法には、型内の溶融合金
に極板群の耳を倒立挿入し凝固させるキャストオン方式
や、極板の耳を櫛状の金型で挟持して上部に耳を突出さ
せた凹部を形成し、この凹部に鉛合金を溶融して流し込
むか、足し鉛の形で合金を耳の一部とともに火炎で溶解
するバーニング方式が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の構成の鉛蓄電
池においては、電池使用中に負極のストラップが電解液
から露出すると、ストラップの下の耳の付け根の近傍
で、急速に耳自体が腐食し断線するという腐食現象が従
来より散見されていた。さらに、近年になってカルシウ
ム電池やハイブリッド電池などメンテナンスフリー化へ
の取り組みが進み、負極格子に鉛−カルシウム−スズ合
金などのカルシウム合金系の圧延シートなどシート状鉛
合金が機械加工されて採用されるようになって、上記腐
食現象は一層増加する傾向にあることが判ってきた。こ
の現象は、ストラップから露出した領域で起こる腐食現
象であって、一般に対象になる溶接界面腐食と並んで確
率の高い現象である。また、溶接界面の状態を改善しよ
うとして十分熱量を与えるほどこの耳腐食は増加する傾
向にある。
池においては、電池使用中に負極のストラップが電解液
から露出すると、ストラップの下の耳の付け根の近傍
で、急速に耳自体が腐食し断線するという腐食現象が従
来より散見されていた。さらに、近年になってカルシウ
ム電池やハイブリッド電池などメンテナンスフリー化へ
の取り組みが進み、負極格子に鉛−カルシウム−スズ合
金などのカルシウム合金系の圧延シートなどシート状鉛
合金が機械加工されて採用されるようになって、上記腐
食現象は一層増加する傾向にあることが判ってきた。こ
の現象は、ストラップから露出した領域で起こる腐食現
象であって、一般に対象になる溶接界面腐食と並んで確
率の高い現象である。また、溶接界面の状態を改善しよ
うとして十分熱量を与えるほどこの耳腐食は増加する傾
向にある。
【０００４】いずれにしても減少した電解液の上部での
耳の腐食断線は、性能劣化だけでなくスパークの発生に
よる引火破裂にもつながる危険があるので、極力抑制す
ることが必要である。従って、本発明は、この種のスト
ラップにおける溶融領域から露出する耳自体の腐食断線
を抑制し、メンテナンスフリー鉛蓄電池の安全性を高め
ることを目的とする。
耳の腐食断線は、性能劣化だけでなくスパークの発生に
よる引火破裂にもつながる危険があるので、極力抑制す
ることが必要である。従って、本発明は、この種のスト
ラップにおける溶融領域から露出する耳自体の腐食断線
を抑制し、メンテナンスフリー鉛蓄電池の安全性を高め
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する具体
的手段として本発明は、鉛合金の圧延体を耳に持つ複数
枚の負極板の耳を集合した極板群のストラップを備える
構成において、少なくともストラップ下から露出する耳
の付け根近傍において、耳の厚さ方向の断面内に、スト
ラップから離れて露出する耳の高さの中央部とほぼ同等
の繊維状結晶を主体とする基材組織層を備える構造の鉛
蓄電池を提供する。
的手段として本発明は、鉛合金の圧延体を耳に持つ複数
枚の負極板の耳を集合した極板群のストラップを備える
構成において、少なくともストラップ下から露出する耳
の付け根近傍において、耳の厚さ方向の断面内に、スト
ラップから離れて露出する耳の高さの中央部とほぼ同等
の繊維状結晶を主体とする基材組織層を備える構造の鉛
蓄電池を提供する。
【０００６】
【作用】本発明は、前述の腐食現象のメカニズム、すな
わち圧延によりつくられた耳そのものの繊維状結晶主体
の組織の中に、ストラップ形成時の熱によって粗大な結
晶が生成し、その粒界が腐食に関与するというメカニズ
ム、さらには、同じストラップから露出した耳の連続体
でありながら熱の影響が少ない耳の高さの中央部ではた
とえ腐食の起こりやすい電解液のしみ上がり状態にあっ
ても、腐食が起こりにくいという事実の発見に基づいて
いる。本発明による結晶組織を備えることによって、上
記耳の付け根近傍の厚さ断面方向の断線に至る腐食を抑
制することができる。
わち圧延によりつくられた耳そのものの繊維状結晶主体
の組織の中に、ストラップ形成時の熱によって粗大な結
晶が生成し、その粒界が腐食に関与するというメカニズ
ム、さらには、同じストラップから露出した耳の連続体
でありながら熱の影響が少ない耳の高さの中央部ではた
とえ腐食の起こりやすい電解液のしみ上がり状態にあっ
ても、腐食が起こりにくいという事実の発見に基づいて
いる。本発明による結晶組織を備えることによって、上
記耳の付け根近傍の厚さ断面方向の断線に至る腐食を抑
制することができる。
【０００７】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の組織構成を実現するための一実施例
において、極板の耳に櫛状金型をセットした状態を示す
要部断面側面図である。図２及び図３は本発明のストラ
ップの耳の付け根近傍の結晶組織を拡大した模式図であ
り、図２は耳付け根部が少量のストラップ合金で覆われ
た構成を示し、図３はストラップ付け根部がストラップ
本体の平面部から直接突出した構成例を示している。図
４は従来例において、溶接時の熱に対する管理が不十分
のまま溶接界面を十分に溶接するように加熱して製造さ
れたストラップの耳の付け根近傍の組織の例を示してい
る。
る。図１は本発明の組織構成を実現するための一実施例
において、極板の耳に櫛状金型をセットした状態を示す
要部断面側面図である。図２及び図３は本発明のストラ
ップの耳の付け根近傍の結晶組織を拡大した模式図であ
り、図２は耳付け根部が少量のストラップ合金で覆われ
た構成を示し、図３はストラップ付け根部がストラップ
本体の平面部から直接突出した構成例を示している。図
４は従来例において、溶接時の熱に対する管理が不十分
のまま溶接界面を十分に溶接するように加熱して製造さ
れたストラップの耳の付け根近傍の組織の例を示してい
る。
【０００８】これらの図において、１は負極板、２は格
子の耳、３は櫛状金型、４は凹部、５は鉛合金の足し鉛
であり、バーナの火炎で凹部４の合金の全部または一部
を溶解する。また、６は金型冷却管、７は耳の付け根に
設けた金型の切り欠き部であって、本発明の構成を実現
する手段の一例である。８は耳高さｈの中央位置Ｈ近傍
の圧延による繊維状結晶主体の組織、９は熱によって生
成された粗大粒子で、ときには繊維状組織をこえて成長
する。１０はその粒界である。１１は耳付け根の先端部
を覆う少量の覆い部である。ここで、本発明における棚
下から露出する位置とは、Ｋで示した位置であり、覆い
部１１があるときは覆い部の先端を意味する。
子の耳、３は櫛状金型、４は凹部、５は鉛合金の足し鉛
であり、バーナの火炎で凹部４の合金の全部または一部
を溶解する。また、６は金型冷却管、７は耳の付け根に
設けた金型の切り欠き部であって、本発明の構成を実現
する手段の一例である。８は耳高さｈの中央位置Ｈ近傍
の圧延による繊維状結晶主体の組織、９は熱によって生
成された粗大粒子で、ときには繊維状組織をこえて成長
する。１０はその粒界である。１１は耳付け根の先端部
を覆う少量の覆い部である。ここで、本発明における棚
下から露出する位置とは、Ｋで示した位置であり、覆い
部１１があるときは覆い部の先端を意味する。
【０００９】上記の構成において、冷却管６を備えた金
型を用いる場合は、金型に接する耳の付け根は放熱によ
って熱が削減される。また、切り欠き部７を備えた金型
を用いる場合は、熱の履歴の大きい部分を覆い部１１で
覆い、その切り欠き部の溶融熱による熱の履歴は溶融物
が少量に制限されることによって削減される。この他、
表面処理あるいはフラックスや低融点物質の耳表面への
適用によって溶解温度を下げ、熱の履歴を削減する方法
やこれらの組み合わせによって、耳露出部Ｋの近傍に粗
大な組織の生成が少ない組織層８を形成することができ
る。一方、キャストオン方式によるときは、フラックス
や低融点物質などで溶融エネルギを下げる工夫の他、冷
却風や冷却体によって耳から放熱しつつストラップ形成
するなどの方法が有効な手段の例である。
型を用いる場合は、金型に接する耳の付け根は放熱によ
って熱が削減される。また、切り欠き部７を備えた金型
を用いる場合は、熱の履歴の大きい部分を覆い部１１で
覆い、その切り欠き部の溶融熱による熱の履歴は溶融物
が少量に制限されることによって削減される。この他、
表面処理あるいはフラックスや低融点物質の耳表面への
適用によって溶解温度を下げ、熱の履歴を削減する方法
やこれらの組み合わせによって、耳露出部Ｋの近傍に粗
大な組織の生成が少ない組織層８を形成することができ
る。一方、キャストオン方式によるときは、フラックス
や低融点物質などで溶融エネルギを下げる工夫の他、冷
却風や冷却体によって耳から放熱しつつストラップ形成
するなどの方法が有効な手段の例である。
【００１０】鉛−カルシウム系合金の場合、圧延シート
は組成によっては常温環境でも再結晶が起きるが、実際
には１００℃以下での時効硬化過程で発達するデンドラ
イトは、その大きさや数においてストラップの熱で発生
する程度とは比較にならない程穏やかである。また、そ
の粒界も顕微鏡レベルで不鮮明であって、繊維状結晶組
織によって断線方向の腐食は抑制され、腐食断線に寄与
する可能性は極めて少ない。実質的には、耳の高さのお
よそ中央部では時効時の不鮮明な少量のデンドライトが
混在していてもＨ位置でのこの種の腐食は起こらない。
したがって、Ｋ位置より下の露出耳のうち最も熱の影響
を受けたＫ近傍にＨ近傍の組織があれば断線をくいとめ
る効果が生まれる。その層の厚さは多ければ多いほどよ
いが、９０℃以上の厳しい使用温度においてほぼ完全に
断線を抑制するには、耳厚さの１／３以上を占めること
が望ましい。もちろん１００％がＨ位置の組織であれば
好ましいことはいうまでもない。逆に言えば、表面部に
粗大な組織が生成発達しても熱履歴による粗大な粒界が
繊維状組織をこえて耳の表裏の間を連結しなければ、実
質的には断線の確率は極めて小さいと言える。
は組成によっては常温環境でも再結晶が起きるが、実際
には１００℃以下での時効硬化過程で発達するデンドラ
イトは、その大きさや数においてストラップの熱で発生
する程度とは比較にならない程穏やかである。また、そ
の粒界も顕微鏡レベルで不鮮明であって、繊維状結晶組
織によって断線方向の腐食は抑制され、腐食断線に寄与
する可能性は極めて少ない。実質的には、耳の高さのお
よそ中央部では時効時の不鮮明な少量のデンドライトが
混在していてもＨ位置でのこの種の腐食は起こらない。
したがって、Ｋ位置より下の露出耳のうち最も熱の影響
を受けたＫ近傍にＨ近傍の組織があれば断線をくいとめ
る効果が生まれる。その層の厚さは多ければ多いほどよ
いが、９０℃以上の厳しい使用温度においてほぼ完全に
断線を抑制するには、耳厚さの１／３以上を占めること
が望ましい。もちろん１００％がＨ位置の組織であれば
好ましいことはいうまでもない。逆に言えば、表面部に
粗大な組織が生成発達しても熱履歴による粗大な粒界が
繊維状組織をこえて耳の表裏の間を連結しなければ、実
質的には断線の確率は極めて小さいと言える。
【００１１】上記の効果をさらに明らかにするために、
耳に鉛−０．１％カルシウム−０．５％スズ合金の圧延
シートを用い、ストラップの足し鉛に鉛−３％スズ合金
を用いた実施例によって得られた構成Ａ，Ｂと図４の従
来の構成Ｃの電池を構成し、正負両極にセルあたり２．
４Ｖを加えて６０℃で３０日の過充電後、ストラップの
付け根部を約１〜３ｍｍ露出するまで液面を下げて８０
℃で過充電を続け、露出部耳断線の確率を調べた。その
結果、従来例では、３週間後３０％の断線発生率であっ
たのに対して、本発明のＡ、Ｂはいずれもこの時点での
断線発生はなかった。なお、エッチングして腐食状況を
顕微鏡で観察したところ、従来例ではＨ位置には存在し
ない大きな粒界に沿って腐食断線した状況が観察され
た。一方、Ａ、ＢではＫ位置の表面近傍にＣ同様の粒界
腐食が進行してはいたが、Ｈ位置近傍と同等の繊維状組
織の中央層のところで大きな粒界が不連続となり、腐食
のさらなる侵入が阻止されていた。
耳に鉛−０．１％カルシウム−０．５％スズ合金の圧延
シートを用い、ストラップの足し鉛に鉛−３％スズ合金
を用いた実施例によって得られた構成Ａ，Ｂと図４の従
来の構成Ｃの電池を構成し、正負両極にセルあたり２．
４Ｖを加えて６０℃で３０日の過充電後、ストラップの
付け根部を約１〜３ｍｍ露出するまで液面を下げて８０
℃で過充電を続け、露出部耳断線の確率を調べた。その
結果、従来例では、３週間後３０％の断線発生率であっ
たのに対して、本発明のＡ、Ｂはいずれもこの時点での
断線発生はなかった。なお、エッチングして腐食状況を
顕微鏡で観察したところ、従来例ではＨ位置には存在し
ない大きな粒界に沿って腐食断線した状況が観察され
た。一方、Ａ、ＢではＫ位置の表面近傍にＣ同様の粒界
腐食が進行してはいたが、Ｈ位置近傍と同等の繊維状組
織の中央層のところで大きな粒界が不連続となり、腐食
のさらなる侵入が阻止されていた。
【００１２】この効果はすでに明らかなように、足し鉛
の合金種類には関係なく、耳の中の組織構造を如何に適
切にするかにかかっており、熱履歴によって大きな粒界
が生成する可能性のある圧延組織の耳を備えた格子を用
いる限り、足し鉛に鉛−アンチモン合金を用いた場合や
その他の合金成分を添加した場合も有効である。また、
本実施例では熱履歴によって最も粗大な結晶粒になりや
すいロール式圧延シートの耳を用いたが、熱履歴により
粗大な組織ができやすいドラム式などのその他のシート
状合金にも有効である。
の合金種類には関係なく、耳の中の組織構造を如何に適
切にするかにかかっており、熱履歴によって大きな粒界
が生成する可能性のある圧延組織の耳を備えた格子を用
いる限り、足し鉛に鉛−アンチモン合金を用いた場合や
その他の合金成分を添加した場合も有効である。また、
本実施例では熱履歴によって最も粗大な結晶粒になりや
すいロール式圧延シートの耳を用いたが、熱履歴により
粗大な組織ができやすいドラム式などのその他のシート
状合金にも有効である。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明は圧延によって形
成された鉛−カルシウム系合金の負極の耳の腐食を抑制
し、鉛蓄電池の信頼性と安全性を高めるものであって、
メンテナンスフリー電池の一層の普及に極めて有用であ
る。
成された鉛−カルシウム系合金の負極の耳の腐食を抑制
し、鉛蓄電池の信頼性と安全性を高めるものであって、
メンテナンスフリー電池の一層の普及に極めて有用であ
る。
【図１】本発明の一実施例において極板の耳に櫛状金型
をセットした状態を示す要部断面側面図である。
をセットした状態を示す要部断面側面図である。
【図２】本発明の一実施例におけるストラップの耳の付
け根近傍の結晶組織を示す模式図である。
け根近傍の結晶組織を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施例におけるストラップの耳の
付け根近傍の結晶組織を示す模式図である。
付け根近傍の結晶組織を示す模式図である。
【図４】従来のストラップの耳の付け根近傍の結晶組織
を示す模式図である。
を示す模式図である。
１ 負極板 ２ 格子の耳 ３ 櫛状金型 ４ 凹部 ５ 鉛合金の足し鉛 ６ 金型冷却管 ７ 耳の付け根に設けた金型の切り欠き部 ８ 耳の高さの中央位置近傍の圧延による繊維状結晶
主体の組織 ９ 熱影響部の粗大粒子 １０ 熱影響部の粗大粒子の粒界 １１ 覆い部 ｈ 耳の高さ Ｈ 耳の高さの中央位置 Ｋ 耳の露出位置
主体の組織 ９ 熱影響部の粗大粒子 １０ 熱影響部の粗大粒子の粒界 １１ 覆い部 ｈ 耳の高さ Ｈ 耳の高さの中央位置 Ｋ 耳の露出位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 宣行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 シート状鉛合金基材を加工した耳を持つ
複数枚の負極板の耳を集合して構成した極板群のストラ
ップを備え、少なくともストラップ下から露出する耳の
付け根近傍において、耳の厚さ方向の断面内に、ストラ
ップから離れて露出する耳の高さの中央部とほぼ同等の
結晶組織を主体とする基材組織層を有することを特徴と
する鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記基材組織層が、繊維状の圧延組織で
あって、耳の厚さの少なくとも１／３以上を占めること
を特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。 - 【請求項３】 前記露出する耳の付け根近傍における耳
の断面は、耳の基材組織層の圧延繊維状組織をこえて溶
接の熱履歴により生成した結晶の粒界で連続していない
ことを特徴とする請求項１または２記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16846193A JP3417976B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16846193A JP3417976B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076766A true JPH076766A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3417976B2 JP3417976B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=15868547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16846193A Expired - Fee Related JP3417976B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417976B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045956A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Gs Yuasa Corporation | 鉛蓄電池およびその製造方法 |
| JP2009064720A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 鉛蓄電池 |
| JP2011181321A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Panasonic Corp | 鉛蓄電池 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP16846193A patent/JP3417976B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045956A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Gs Yuasa Corporation | 鉛蓄電池およびその製造方法 |
| JP2009064720A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 鉛蓄電池 |
| JP2011181321A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Panasonic Corp | 鉛蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3417976B2 (ja) | 2003-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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