JPH10162834A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JPH10162834A JPH10162834A JP8334637A JP33463796A JPH10162834A JP H10162834 A JPH10162834 A JP H10162834A JP 8334637 A JP8334637 A JP 8334637A JP 33463796 A JP33463796 A JP 33463796A JP H10162834 A JPH10162834 A JP H10162834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grid
- thickness
- casting
- lead
- electrode plate
- Prior art date
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- Pending
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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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鋳造法のみによって作製した格子の厚さ変動を
なくすことはできない。そのため、電池組立時に厚さの
異なったリテイナーマットを種々用意し、極板の厚さを
測定しながら良好な極板圧迫度が得られるように適切な
厚さのリテイナーマットと組み合わせて使用していた。
このような作業は大変煩雑で、さらに電池性能に大きな
影響を及ぼす電解液量も変動することから、さらなる高
性能の電池を得るためには、極板の基本である格子の厚
さをそろえることが必要であった。 【解決手段】鋳造法によって格子を作製した後、鉛合金
の組成と鋳造格子がおかれている雰囲気の温度によって
関係式から求められる時間以内に格子をプレスによって
所定の厚さにした後、所定の工程により作製した電極を
少なくとも一方に用いる。
なくすことはできない。そのため、電池組立時に厚さの
異なったリテイナーマットを種々用意し、極板の厚さを
測定しながら良好な極板圧迫度が得られるように適切な
厚さのリテイナーマットと組み合わせて使用していた。
このような作業は大変煩雑で、さらに電池性能に大きな
影響を及ぼす電解液量も変動することから、さらなる高
性能の電池を得るためには、極板の基本である格子の厚
さをそろえることが必要であった。 【解決手段】鋳造法によって格子を作製した後、鉛合金
の組成と鋳造格子がおかれている雰囲気の温度によって
関係式から求められる時間以内に格子をプレスによって
所定の厚さにした後、所定の工程により作製した電極を
少なくとも一方に用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛−カルシウム系合
金格子を用いた鉛蓄電池に関するものである。
金格子を用いた鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、鉛蓄電池は自動車用や産業用をは
じめとしてあらゆる分野で用いられており、軽量化、コ
ストダウン化、メンテナンスフリー化、長寿命化、品質
の安定化が強く求められている。
じめとしてあらゆる分野で用いられており、軽量化、コ
ストダウン化、メンテナンスフリー化、長寿命化、品質
の安定化が強く求められている。
【０００３】鉛蓄電池に用いられている格子合金は鉛−
アンチモン系と鉛−カルシウム（−錫）系に大別できる
が、特に、近年はメンテナスフリー特性が重要視されて
きており、鉛−カルシウム系合金がよく使用されるよう
になってきた。さらに、据置用や小型鉛電池を中心に流
動液のない密閉式鉛蓄電池が急激に増加しているが、こ
れら密閉式鉛蓄電池の格子はほとんどが鉛−カルシウム
（−錫）系合金を用いている。この鉛−カルシウム（−
錫）系合金の組成としては、機械的強度、耐食性、過放
電後の充電受入性等の観点からカルシウム含有量が０．
０４から０．１２重量％、錫含有量が３重量％以下のも
のがよく使用されており、製法上の都合や用途によって
はこれらにさらに０．００３〜０．０３重量％程度のア
ルミニウム、０．０１〜０．３重量％程度の銀、０．０
０５〜０．０３重量％程度のセレン等が適宜添加される
ことがある。
アンチモン系と鉛−カルシウム（−錫）系に大別できる
が、特に、近年はメンテナスフリー特性が重要視されて
きており、鉛−カルシウム系合金がよく使用されるよう
になってきた。さらに、据置用や小型鉛電池を中心に流
動液のない密閉式鉛蓄電池が急激に増加しているが、こ
れら密閉式鉛蓄電池の格子はほとんどが鉛−カルシウム
（−錫）系合金を用いている。この鉛−カルシウム（−
錫）系合金の組成としては、機械的強度、耐食性、過放
電後の充電受入性等の観点からカルシウム含有量が０．
０４から０．１２重量％、錫含有量が３重量％以下のも
のがよく使用されており、製法上の都合や用途によって
はこれらにさらに０．００３〜０．０３重量％程度のア
ルミニウム、０．０１〜０．３重量％程度の銀、０．０
０５〜０．０３重量％程度のセレン等が適宜添加される
ことがある。
【０００４】一方、密閉式鉛蓄電池の大部分は電解液の
保持材として直径１ミクロン程度の微細なガラス繊維か
らなるマット状のもの、いわゆるリテイナーマットを使
用しており、流動液がなく、メンテナンスも不要であ
り、従来の流動液のある開放形鉛蓄電池に比べ、その取
り扱いが非常に容易になってきている。しかし、流動液
がないため、その性能はいかに正極板とリテイナーマッ
トあるいは負極板とリテイナーマットとの接触を良好に
せしめ、放電時あるいは充電時の反応を速やかに進行さ
せるかが問題であった。すなわち、正極板、負極板およ
びそれらの間に挿入されているリテイナーマットからな
る極板群をいかにある程度以上の圧迫力で均一に圧迫
し、正極板とリテイナーマットとの間、および負極板と
リテイナーマットとの間の電解液の移動を何らの妨害な
しに速やかに進行させるかが重要であった。
保持材として直径１ミクロン程度の微細なガラス繊維か
らなるマット状のもの、いわゆるリテイナーマットを使
用しており、流動液がなく、メンテナンスも不要であ
り、従来の流動液のある開放形鉛蓄電池に比べ、その取
り扱いが非常に容易になってきている。しかし、流動液
がないため、その性能はいかに正極板とリテイナーマッ
トあるいは負極板とリテイナーマットとの接触を良好に
せしめ、放電時あるいは充電時の反応を速やかに進行さ
せるかが問題であった。すなわち、正極板、負極板およ
びそれらの間に挿入されているリテイナーマットからな
る極板群をいかにある程度以上の圧迫力で均一に圧迫
し、正極板とリテイナーマットとの間、および負極板と
リテイナーマットとの間の電解液の移動を何らの妨害な
しに速やかに進行させるかが重要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来は片面側での凹凸
差が０．３〜０．５ｍｍもあった正極板および負極板の
凹凸を少なくし、正・負極板とリテイナーマットとの接
触をよくするため、充填後のロールプレスの表面形状を
凹凸の少ないものに変更することによって、片面側での
凹凸差を０．２５ｍｍ程度以下にするようになってき
た。これによって、正・負極板とリテイナーマットとの
接触が良好になり、性能も比較的安定してきた。
差が０．３〜０．５ｍｍもあった正極板および負極板の
凹凸を少なくし、正・負極板とリテイナーマットとの接
触をよくするため、充填後のロールプレスの表面形状を
凹凸の少ないものに変更することによって、片面側での
凹凸差を０．２５ｍｍ程度以下にするようになってき
た。これによって、正・負極板とリテイナーマットとの
接触が良好になり、性能も比較的安定してきた。
【０００６】しかしながら、ペーストを充填する基体で
ある格子の厚さが変動することが多く、そのため、１枚
の極板をとりあげると、その凹凸はかなり減少したが、
極板のロットごとに極板厚さが変動することがあった。
鋳造格子の厚さが変動するのは、格子鋳造時に鋳型に塗
布する離型剤（水、水ガラスとコルク粉、ベントナイト
粉等との混合物）の厚さが塗布するたびに異なることや
塗布された離型剤が徐々にはがれること等によるもので
ある。塗布する離型剤の厚さを一定にするため、従来は
人手によってなされていた塗布作業を機械で行うこと
や、塗布した離型剤がはがれにくいように、リン酸アル
ミニウムを混合した離型剤を使用するなど、種々工夫さ
れてきてはいるが、格子の厚さ変動をなくすことはでき
ない。そのため、電池組立時に、厚さの異なったリテイ
ナーマットを種々用意し、極板の厚さを測定しながら良
好な極板圧迫度が得られるように適切な厚さのリテイナ
ーマットを使用していた。このような作業は大変煩雑
で、さらに電池性能に大きな影響を及ぼす電解液量も変
動することから、さらなる高性能の電池を得るために
は、極板の基本である格子の厚さをそろえることが必要
であった。
ある格子の厚さが変動することが多く、そのため、１枚
の極板をとりあげると、その凹凸はかなり減少したが、
極板のロットごとに極板厚さが変動することがあった。
鋳造格子の厚さが変動するのは、格子鋳造時に鋳型に塗
布する離型剤（水、水ガラスとコルク粉、ベントナイト
粉等との混合物）の厚さが塗布するたびに異なることや
塗布された離型剤が徐々にはがれること等によるもので
ある。塗布する離型剤の厚さを一定にするため、従来は
人手によってなされていた塗布作業を機械で行うこと
や、塗布した離型剤がはがれにくいように、リン酸アル
ミニウムを混合した離型剤を使用するなど、種々工夫さ
れてきてはいるが、格子の厚さ変動をなくすことはでき
ない。そのため、電池組立時に、厚さの異なったリテイ
ナーマットを種々用意し、極板の厚さを測定しながら良
好な極板圧迫度が得られるように適切な厚さのリテイナ
ーマットを使用していた。このような作業は大変煩雑
で、さらに電池性能に大きな影響を及ぼす電解液量も変
動することから、さらなる高性能の電池を得るために
は、極板の基本である格子の厚さをそろえることが必要
であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、カルシウム含有量に対する錫含有量の
比と鋳造後の格子がおかれている雰囲気の温度から求め
られる時間以内に鋳造後の格子をプレスすることによ
り、耐食性が高く厚さのそろった格子を作製することが
できる。
めに、本発明は、カルシウム含有量に対する錫含有量の
比と鋳造後の格子がおかれている雰囲気の温度から求め
られる時間以内に鋳造後の格子をプレスすることによ
り、耐食性が高く厚さのそろった格子を作製することが
できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、鋳造法によって作製し
た鉛−カルシウム−錫系合金または鉛−カルシウム系合
金からなる格子を、鋳造後、プレスによって所定の厚さ
にした後、所定の寸法に切断し、しかる後ペーストを充
填し、充填後のロールプレスによって極板の片面側での
凹凸差が０．２５ｍｍ以下のペースト式極板を正極およ
び負極の内、少なくともいずれか一方に用いた鉛蓄電池
において、上記格子のカルシウム含有量が０．０４から
０．１２重量％、錫含有量が３重量％以下であって、
（１）上記格子がおかれている雰囲気の温度が２７３Ｋ
より高い温度の場合には、カルシウム含有量に対する錫
含有量の比（Ｓｎ／Ｃａ）が９未満の場合には鋳造後 ｔ1＝７５６０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ1：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） で示されるｔ1（時間）以内に、カルシウム含有量に対
する錫含有量の比（Ｓｎ／Ｃａ）が９以上の場合には鋳
造後 ｔ2＝１５１２０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ2：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） で示されるｔ2（時間）以内に、（２）温度が２７３Ｋ
以下の場合にはいずれの合金の場合にも３０日以内に、
プレスすることによって性能の安定した優れた鉛蓄電池
を提供するものである。
た鉛−カルシウム−錫系合金または鉛−カルシウム系合
金からなる格子を、鋳造後、プレスによって所定の厚さ
にした後、所定の寸法に切断し、しかる後ペーストを充
填し、充填後のロールプレスによって極板の片面側での
凹凸差が０．２５ｍｍ以下のペースト式極板を正極およ
び負極の内、少なくともいずれか一方に用いた鉛蓄電池
において、上記格子のカルシウム含有量が０．０４から
０．１２重量％、錫含有量が３重量％以下であって、
（１）上記格子がおかれている雰囲気の温度が２７３Ｋ
より高い温度の場合には、カルシウム含有量に対する錫
含有量の比（Ｓｎ／Ｃａ）が９未満の場合には鋳造後 ｔ1＝７５６０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ1：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） で示されるｔ1（時間）以内に、カルシウム含有量に対
する錫含有量の比（Ｓｎ／Ｃａ）が９以上の場合には鋳
造後 ｔ2＝１５１２０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ2：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） で示されるｔ2（時間）以内に、（２）温度が２７３Ｋ
以下の場合にはいずれの合金の場合にも３０日以内に、
プレスすることによって性能の安定した優れた鉛蓄電池
を提供するものである。
【０００９】
【実施例１】以下、本発明を実施例に基づいて説明す
る。
る。
【００１０】まず、格子を作製した。作製の手順は次の
通りである。
通りである。
【００１１】水ガラス、コルク粉、ベントナイト粉、リ
ン酸アルミニウム、水からなる離型剤を塗布した鋳鉄製
の鋳型を用い、Pb-0.065重量%Ca-1.5重量%Sn-0.007重量
%Alからなる、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ２．
７ｍｍ（周囲の額縁部での目標値）、耳部の大きさ幅９
ｍｍ、高さ１５ｍｍの格子を鋳造した。鋳造時の鋳型温
度は２００±１０℃、鉛合金溶湯の温度は５００±１０
℃であった。
ン酸アルミニウム、水からなる離型剤を塗布した鋳鉄製
の鋳型を用い、Pb-0.065重量%Ca-1.5重量%Sn-0.007重量
%Alからなる、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ２．
７ｍｍ（周囲の額縁部での目標値）、耳部の大きさ幅９
ｍｍ、高さ１５ｍｍの格子を鋳造した。鋳造時の鋳型温
度は２００±１０℃、鉛合金溶湯の温度は５００±１０
℃であった。
【００１２】次に、この格子を室温で、１時間放置した
後、約５０℃に加熱した平板プレスを用いて２．２ｍｍ
までプレスした。平板プレスには平坦な面を有する２枚
の鋼鉄製ブロックを用い、これらの間に格子を置き、加
圧することによって所定の厚さとした。厚さは鋼鉄製の
厚さ２．２ｍｍの薄板を格子の外側に置くことによって
制御した。鉛合金は鋼鉄製の薄板に比べるとかなり柔ら
かいため鋼鉄製の薄板でプレス後の厚さを制御すること
が可能であった。平板プレスによって格子はわずかに変
形したが、その後、鋳造時の湯口や捨て桟部を切断し、
所定の寸法にした。
後、約５０℃に加熱した平板プレスを用いて２．２ｍｍ
までプレスした。平板プレスには平坦な面を有する２枚
の鋼鉄製ブロックを用い、これらの間に格子を置き、加
圧することによって所定の厚さとした。厚さは鋼鉄製の
厚さ２．２ｍｍの薄板を格子の外側に置くことによって
制御した。鉛合金は鋼鉄製の薄板に比べるとかなり柔ら
かいため鋼鉄製の薄板でプレス後の厚さを制御すること
が可能であった。平板プレスによって格子はわずかに変
形したが、その後、鋳造時の湯口や捨て桟部を切断し、
所定の寸法にした。
【００１３】なお、比較のため、同じ形状で目標厚さが
２．２ｍｍの格子を、同じ合金組成で鋳造によって作製
した。
２．２ｍｍの格子を、同じ合金組成で鋳造によって作製
した。
【００１４】その後、常法に従って、通常のボールミル
式鉛粉を水と希硫酸とで混練して正極ペーストを作製
し、これらのペーストを上記の鋳造後平板プレスした格
子および鋳造したままの格子に充填し、凸部と凹部との
差が０．３ｍｍの格子状の凹凸表面に綿布を巻いたロー
ルプレスでプレスした後、凸部と凹部との差が０．０５
ｍｍの格子状の凹凸表面に綿布を巻いたロールプレスで
プレスすることによって格子とペーストとの密着性を上
げると同時に、極板表面の凹凸を約０．１ｍｍ以下とし
た。その後、４５℃恒温室中で熟成および乾燥を施し
て、未化成正極板を得た。なお、充填時には、格子表面
がペーストで覆われるように充填厚さの目標値が２．４
ｍｍとなるようにペースト充填量を調整した。
式鉛粉を水と希硫酸とで混練して正極ペーストを作製
し、これらのペーストを上記の鋳造後平板プレスした格
子および鋳造したままの格子に充填し、凸部と凹部との
差が０．３ｍｍの格子状の凹凸表面に綿布を巻いたロー
ルプレスでプレスした後、凸部と凹部との差が０．０５
ｍｍの格子状の凹凸表面に綿布を巻いたロールプレスで
プレスすることによって格子とペーストとの密着性を上
げると同時に、極板表面の凹凸を約０．１ｍｍ以下とし
た。その後、４５℃恒温室中で熟成および乾燥を施し
て、未化成正極板を得た。なお、充填時には、格子表面
がペーストで覆われるように充填厚さの目標値が２．４
ｍｍとなるようにペースト充填量を調整した。
【００１５】同様にPb-0.065重量%Ca-0.5重量%Sn-0.01
重量%Alからなる縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ
（周囲の額縁部）１．７ｍｍ、耳部の大きさ幅９ｍｍ、
高さ１５ｍｍの格子を鋳造した後、１．５ｍｍの厚さま
で平板プレスし、その後、上記と同様に負極板を得た。
負極板には通常使用される無機および有機エキスパンダ
ーとして、それぞれＢａＳＯ4 およびリグニンを添加し
た。
重量%Alからなる縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ
（周囲の額縁部）１．７ｍｍ、耳部の大きさ幅９ｍｍ、
高さ１５ｍｍの格子を鋳造した後、１．５ｍｍの厚さま
で平板プレスし、その後、上記と同様に負極板を得た。
負極板には通常使用される無機および有機エキスパンダ
ーとして、それぞれＢａＳＯ4 およびリグニンを添加し
た。
【００１６】ここで、まず、正極用の格子で、鋳造した
ままの格子および鋳造後プレスした格子の厚さ測定結果
を表１に示す。厚さは格子周囲の額縁部で測定した。
ままの格子および鋳造後プレスした格子の厚さ測定結果
を表１に示す。厚さは格子周囲の額縁部で測定した。
【００１７】
【表１】 表１から明らかなように、鋳造しただけでは最大値と最
小値とでは約１５％もの厚さのばらつきがみられたが、
プレスした格子では最大値と最小値との差は約３％と格
段に小さくなっていた。
小値とでは約１５％もの厚さのばらつきがみられたが、
プレスした格子では最大値と最小値との差は約３％と格
段に小さくなっていた。
【００１８】充填後の正極板の厚さ測定結果を表２に示
す。厚さは極板中央で測定した。
す。厚さは極板中央で測定した。
【００１９】
【表２】 表２から明らかなように、鋳造したままの格子を使用し
た極板では最大値と最小値との差が約１７％にも達して
いたのに対し、プレスした格子を使用したものでは最大
値と最小値との差は約５％と格段に小さくなっていた。
た極板では最大値と最小値との差が約１７％にも達して
いたのに対し、プレスした格子を使用したものでは最大
値と最小値との差は約５％と格段に小さくなっていた。
【００２０】充填後の負極板厚さについても、正極板と
同様の傾向がみられた。
同様の傾向がみられた。
【００２１】次にこれらの正・負極板をそれぞれ４枚お
よび５枚使用し、厚さ１．７ｍｍのリテイナーマットで
正極板をＵ字状にくるむようにして極板群を作製し、こ
れを所定の電槽に挿入し、その後、常法にしたがって密
閉電池とした。極板群作製時の極板間距離はいずれの場
合にも一定とした。極板群作製時の圧迫度および電池試
験結果をそれぞれ表３および図１に示す。なお、電池試
験は５ｈＲ放電（終止電圧１．７０Ｖ／セル）後、放電
電流と同じ電流で放電電気量の１１５％を充電するとい
うサイクルを繰り返した。試験開始時の電解液比重は
１．２６（２０℃換算）、試験温度は２５℃、作製した
電池個数は各１０個、試験電池は各１０個の内、圧迫度
が最大のもの、最小のもの、中間のものの各３個とし
た。
よび５枚使用し、厚さ１．７ｍｍのリテイナーマットで
正極板をＵ字状にくるむようにして極板群を作製し、こ
れを所定の電槽に挿入し、その後、常法にしたがって密
閉電池とした。極板群作製時の極板間距離はいずれの場
合にも一定とした。極板群作製時の圧迫度および電池試
験結果をそれぞれ表３および図１に示す。なお、電池試
験は５ｈＲ放電（終止電圧１．７０Ｖ／セル）後、放電
電流と同じ電流で放電電気量の１１５％を充電するとい
うサイクルを繰り返した。試験開始時の電解液比重は
１．２６（２０℃換算）、試験温度は２５℃、作製した
電池個数は各１０個、試験電池は各１０個の内、圧迫度
が最大のもの、最小のもの、中間のものの各３個とし
た。
【００２２】
【表３】 表３から明らかなように、プレスした格子を用いたもの
では極板群作製時の圧迫度が最低のもので２５ｋｇｆ／
ｄｍ2 で、最大のものでも３７ｋｇｆ／ｄｍ2となって
おり、安定した圧迫度が得られていることがわかる。一
方、鋳造したままの格子を用いたものでは、今回は厚さ
一定のリテイナーマットを使用したため、平均値ではプ
レスした格子を用いたものとあまり変わらないものの、
圧迫度が最低のもので９ｋｇｆ／ｄｍ2 、最大のもので
は６７ｋｇｆ／ｄｍ2 となっており、ほとんど圧迫が利
いていないものや、圧迫が強すぎて挿入に困難をきたす
ようなものまで様々な電池が得られた。
では極板群作製時の圧迫度が最低のもので２５ｋｇｆ／
ｄｍ2 で、最大のものでも３７ｋｇｆ／ｄｍ2となって
おり、安定した圧迫度が得られていることがわかる。一
方、鋳造したままの格子を用いたものでは、今回は厚さ
一定のリテイナーマットを使用したため、平均値ではプ
レスした格子を用いたものとあまり変わらないものの、
圧迫度が最低のもので９ｋｇｆ／ｄｍ2 、最大のもので
は６７ｋｇｆ／ｄｍ2 となっており、ほとんど圧迫が利
いていないものや、圧迫が強すぎて挿入に困難をきたす
ようなものまで様々な電池が得られた。
【００２３】図１に示す充放電サイクル寿命試験結果か
ら明らかなように、プレスした格子を用いた電池（Ｎ
ｏ．１；圧迫度最大 ３７ｋｇｆ／ｄｍ2 、Ｎｏ．２；
圧迫度平均 ３１ｋｇｆ／ｄｍ2 、Ｎｏ．３；圧迫度最
小 ２５ｋｇｆ／ｄｍ2 ）では、いずれの電池の寿命も
４００〜４５０サイクルと安定していたのに対し、鋳造
したままの格子を用いた電池では、平均的な圧迫度およ
び最大圧迫度を示した電池（Ｎｏ．４；圧迫度最大 ６
７ｋｇｆ／ｄｍ2 、Ｎｏ．５；圧迫度平均 ２８ｋｇｆ
／ｄｍ2 ）では、プレスした格子を用いた電池と同程度
の寿命性能を示したが、圧迫度の小さい電池（Ｎｏ．
６；圧迫度最小 ９ｋｇｆ／ｄｍ2 ）では約２７０サイ
クルと他の電池に比べ短寿命であった。
ら明らかなように、プレスした格子を用いた電池（Ｎ
ｏ．１；圧迫度最大 ３７ｋｇｆ／ｄｍ2 、Ｎｏ．２；
圧迫度平均 ３１ｋｇｆ／ｄｍ2 、Ｎｏ．３；圧迫度最
小 ２５ｋｇｆ／ｄｍ2 ）では、いずれの電池の寿命も
４００〜４５０サイクルと安定していたのに対し、鋳造
したままの格子を用いた電池では、平均的な圧迫度およ
び最大圧迫度を示した電池（Ｎｏ．４；圧迫度最大 ６
７ｋｇｆ／ｄｍ2 、Ｎｏ．５；圧迫度平均 ２８ｋｇｆ
／ｄｍ2 ）では、プレスした格子を用いた電池と同程度
の寿命性能を示したが、圧迫度の小さい電池（Ｎｏ．
６；圧迫度最小 ９ｋｇｆ／ｄｍ2 ）では約２７０サイ
クルと他の電池に比べ短寿命であった。
【００２４】以上の結果から、鋳造後にプレスした格子
を用いることによって非常に安定したサイクル寿命の電
池を得られることが明らかである。
を用いることによって非常に安定したサイクル寿命の電
池を得られることが明らかである。
【００２５】
【実施例２】次に鋳造後、プレスするまでの放置温度や
放置期間と電池性能、特に正極格子の伸びおよび耐食性
との関係について調べた。これは、鉛−カルシウム−錫
系合金は金属間化合物が徐々に析出することによって機
械的強度が増加するタイプの合金であるため、析出が完
了してからのプレスは耐食性によくない影響を与えるこ
とが懸念されたからである。
放置期間と電池性能、特に正極格子の伸びおよび耐食性
との関係について調べた。これは、鉛−カルシウム−錫
系合金は金属間化合物が徐々に析出することによって機
械的強度が増加するタイプの合金であるため、析出が完
了してからのプレスは耐食性によくない影響を与えるこ
とが懸念されたからである。
【００２６】そこで、まず、格子を作製した。作製の手
順は実施例１と同じであるが、合金組成は表４の通りと
した。
順は実施例１と同じであるが、合金組成は表４の通りと
した。
【００２７】
【表４】 次に、実施例１と同様に、これらの格子を表５に示す温
度で、表６に示す期間放置した後、プレスし、さらにペ
ーストの充填・熟成および乾燥を行った。
度で、表６に示す期間放置した後、プレスし、さらにペ
ーストの充填・熟成および乾燥を行った。
【００２８】
【表５】
【表６】 これらの未化成正極板１枚とその両側に圧延シートをエ
キスパンド加工した格子を用いた通常の未化成負極板各
１枚とを試験用セルにセットし、ついで、これらの試験
用電池に化成（３Ａで２０時間）を施した。
キスパンド加工した格子を用いた通常の未化成負極板各
１枚とを試験用セルにセットし、ついで、これらの試験
用電池に化成（３Ａで２０時間）を施した。
【００２９】その後、７５℃水槽中で、２．０Ａで連続
過充電を３週間行った。試験後、正極板をセルから取り
出し、格子の伸びおよび腐食の程度を調べた。
過充電を３週間行った。試験後、正極板をセルから取り
出し、格子の伸びおよび腐食の程度を調べた。
【００３０】図２は、試料Ｎｏ．３（Pb-0.06重量%Ca-
1.0重量%Sn） について正極格子の伸びおよび腐食状態
から判断し、良好と考えられる放置温度および放置期間
に○印を、よくないと考えられる放置温度および放置期
間に×印をつけたものである。
1.0重量%Sn） について正極格子の伸びおよび腐食状態
から判断し、良好と考えられる放置温度および放置期間
に○印を、よくないと考えられる放置温度および放置期
間に×印をつけたものである。
【００３１】このような図を各合金について作成し、そ
れをまとめるとＳｎ／Ｃａ比（ＳｎおよびＣａの重量％
の比率）によって大きく２種類に大別できた。結果を図
３に示す。図中の曲線ａおよびｂは図２の○印と×印と
の境界に相当するものである。
れをまとめるとＳｎ／Ｃａ比（ＳｎおよびＣａの重量％
の比率）によって大きく２種類に大別できた。結果を図
３に示す。図中の曲線ａおよびｂは図２の○印と×印と
の境界に相当するものである。
【００３２】図３の曲線ａはＳｎ／Ｃａ比が９以上の場
合、曲線ｂはＳｎ／Ｃａ比が９未満の場合の結果であ
り、それぞれ曲線の右上側が伸びや腐食が大きい領域、
左下側が伸びや腐食が少ない領域である。
合、曲線ｂはＳｎ／Ｃａ比が９未満の場合の結果であ
り、それぞれ曲線の右上側が伸びや腐食が大きい領域、
左下側が伸びや腐食が少ない領域である。
【００３３】これらの結果から、鋳造後、プレスするま
での放置温度や放置期間と電池性能、特に正極格子の伸
びおよび耐食性との間には強い関係があることが明らか
になった。すなわち、Ｓｎ／Ｃａ比が９以上の場合、図
３の曲線ａより左下側の領域の温度および放置期間であ
れば伸びや腐食が少ないが、この曲線ａより右上側の領
域の温度および放置期間であれば伸びや腐食が大きかっ
た。この曲線は、次の式で近似できた。 ｔ2＝１５１２０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ2：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） また、Ｓｎ／Ｃａ比が９未満の場合、図３の曲線ｂより
左下側の領域の温度および放置期間であれば伸びや腐食
が少ないが、この曲線ｂより右上側の領域の温度および
放置期間であれば伸びや腐食が大きかった。この曲線
は、次の式で近似できた。 ｔ1＝７５６０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ1：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） なお、Ｃａ量が非常に少ないもの（試料Ｎｏ．１）およ
びＣａ量が０．１２重量％を超えるもの（試料Ｎｏ．
７）は、放置期間にかかわらず伸びが大きく、腐食も激
しかった。
での放置温度や放置期間と電池性能、特に正極格子の伸
びおよび耐食性との間には強い関係があることが明らか
になった。すなわち、Ｓｎ／Ｃａ比が９以上の場合、図
３の曲線ａより左下側の領域の温度および放置期間であ
れば伸びや腐食が少ないが、この曲線ａより右上側の領
域の温度および放置期間であれば伸びや腐食が大きかっ
た。この曲線は、次の式で近似できた。 ｔ2＝１５１２０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ2：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） また、Ｓｎ／Ｃａ比が９未満の場合、図３の曲線ｂより
左下側の領域の温度および放置期間であれば伸びや腐食
が少ないが、この曲線ｂより右上側の領域の温度および
放置期間であれば伸びや腐食が大きかった。この曲線
は、次の式で近似できた。 ｔ1＝７５６０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ1：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） なお、Ｃａ量が非常に少ないもの（試料Ｎｏ．１）およ
びＣａ量が０．１２重量％を超えるもの（試料Ｎｏ．
７）は、放置期間にかかわらず伸びが大きく、腐食も激
しかった。
【００３４】また、放置温度が２７３Ｋより低い場合に
は、Ｓｎ／Ｃａ比に関係なく放置期間を３０日（７２０
時間）以内とすれば格子の伸び、腐食とも問題ないこと
が明らかである。
は、Ｓｎ／Ｃａ比に関係なく放置期間を３０日（７２０
時間）以内とすれば格子の伸び、腐食とも問題ないこと
が明らかである。
【００３５】上記実施例では、平板プレスには平坦な面
を有する２枚の鋼鉄製ブロックを用い、これらの間に格
子を置き、加圧することによって所定の厚さとしたが、
１組またはそれ以上の組数のロールプレス機でプレスす
ることも可能である。ロールプレス機であれば鋳造機に
取り付け、鋳造後直ちに取り付けたロールプレス機でプ
レスすることが可能となる。ただし、この場合には圧下
率（プレス後の厚さ／元の厚さ）を小さくしすぎると格
子、特にロールプレスの回転方向と平行な部分の変形が
大きくなってしまうので、圧下率は８５〜９７％が望ま
しい。ロールプレスによって格子が反る場合には、矯正
用のロールを設けることが望ましい。
を有する２枚の鋼鉄製ブロックを用い、これらの間に格
子を置き、加圧することによって所定の厚さとしたが、
１組またはそれ以上の組数のロールプレス機でプレスす
ることも可能である。ロールプレス機であれば鋳造機に
取り付け、鋳造後直ちに取り付けたロールプレス機でプ
レスすることが可能となる。ただし、この場合には圧下
率（プレス後の厚さ／元の厚さ）を小さくしすぎると格
子、特にロールプレスの回転方向と平行な部分の変形が
大きくなってしまうので、圧下率は８５〜９７％が望ま
しい。ロールプレスによって格子が反る場合には、矯正
用のロールを設けることが望ましい。
【００３６】
【発明の効果】以上、実施例で述べたように、本発明に
よる鉛畜電池は、耐食性が損なわれることなく、高品質
で、かつ安定したものであり、その工業的価値は甚だ大
なるものである。
よる鉛畜電池は、耐食性が損なわれることなく、高品質
で、かつ安定したものであり、その工業的価値は甚だ大
なるものである。
【図１】充放電サイクル寿命性能
【図２】過充電試験後の正極格子の伸びおよび腐食状態
と放置温度・期間との関係（Pb-0.06重量%Ca-1.0重量%S
n）
と放置温度・期間との関係（Pb-0.06重量%Ca-1.0重量%S
n）
【図３】過充電試験後の正極格子の伸びおよび腐食状態
と放置温度・期間との関係
と放置温度・期間との関係
Claims (5)
- 【請求項１】鋳造法によって作製した鉛−カルシウム−
錫系合金または鉛−カルシウム系合金からなる格子を、
鋳造後、プレスによって所定の厚さにした後、所定の寸
法に切断し、しかる後ペーストを充填し、充填後のロー
ルプレスによって極板の片面側での凹凸差が０．２５ｍ
ｍ以下のペースト式極板を正極および負極の内、少なく
ともいずれか一方に用いた鉛蓄電池において、 該格子のカルシウム含有量が０．０４から０．１２重量
％、錫含有量が３重量％以下であって、 （１）該格子がおかれている雰囲気の温度が２７３Ｋよ
り高い温度の場合には、 カルシウム含有量に対する錫含有量の比（Ｓｎ／Ｃａ）
が９未満の場合には鋳造後 ｔ1＝７５６０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ1：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） で示されるｔ1（時間）以内に、 カルシウム含有量に対する錫含有量の比（Ｓｎ／Ｃａ）
が９以上の場合には鋳造後 ｔ2＝１５１２０／（Ｔ−２７３）1.5 ｔ2：時間 Ｔ ：鋳造格子がおかれている雰囲気の温度（Ｋ） で示されるｔ2（時間）以内に、 （２）温度が２７３Ｋ以下の場合にはいずれの合金の場
合にも３０日以内に、プレスした格子を備えることを特
徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】平板プレスによって格子の厚さをプレス前
の厚さの６０〜９７％とした格子を備えることを特徴と
する請求項１に記載の鉛蓄電池。 - 【請求項３】鋳造後、ロールプレスで連続的にプレスし
た格子を備えることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄
電池。 - 【請求項４】鋳造後、ロールプレスで連続的に格子をプ
レスした後、反った格子を矯正ロールで矯正することを
特徴とする請求項１または３に記載の鉛蓄電池。 - 【請求項５】ロールプレスによって格子の厚さをプレス
前の厚さの８５〜９７％とした格子を備えることを特徴
とする請求項３または４に記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334637A JPH10162834A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334637A JPH10162834A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162834A true JPH10162834A (ja) | 1998-06-19 |
| JPH10162834A5 JPH10162834A5 (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=18279609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8334637A Pending JPH10162834A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10162834A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196283A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2016126924A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 株式会社Ｇｓユアサ | 制御弁式鉛蓄電池 |
| WO2020100213A1 (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | 日立化成株式会社 | 電極板、格子体及び鉛蓄電池 |
| WO2022113634A1 (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
-
1996
- 1996-11-28 JP JP8334637A patent/JPH10162834A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006196283A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2016126924A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 株式会社Ｇｓユアサ | 制御弁式鉛蓄電池 |
| WO2020100213A1 (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | 日立化成株式会社 | 電極板、格子体及び鉛蓄電池 |
| JPWO2020100213A1 (ja) * | 2018-11-13 | 2021-10-07 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 電極板、格子体及び鉛蓄電池 |
| WO2022113634A1 (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
| JPWO2022113634A1 (ja) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050701 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060328 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070808 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090129 |