JP2000106190A - 鉛蓄電池の製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池の製造方法Info
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Abstract
る格子体を鉛蓄電池の正極格子体として用いた時の格子
体結節部のクラックとこれによる電池寿命の低下を抑制
すること。 【解決手段】 一対の互いに対向しあう円盤状カッター
により鉛合金シートに千鳥状にスリット形成するととも
に、スリットにより形成される線条部を鉛合金シート面
に対して上下方向に交互に突出するよう塑性変形させる
ロータリーエキスパンド方法において、円盤状カッター
の円周上に平坦部を挟んで設けた凸状加工刃と平坦部に
対応して円盤状カッターの厚み方向に交互に薄肉部が構
成され、この薄肉部の側壁と凸状加工刃の刃面との間が
連続した曲面で構成されるようにする。
Description
法に関するものである。
て特に格子体の製造方法を鋳造方式による生産に加え
て、鉛合金の圧延体等のシート材に連続的にスリットを
形成しエキスパンド加工を施すエキスパンド工法が広く
用いられるようになってきている。
形成方法によってレシプロ方式と、特公昭60−295
73号公報や特公平8−256285号公報に記載され
ている様なロータリー方式に大別される。レシプロ方式
は、往復運動をするダイス刃によって鉛シートにスリッ
トを形成するものである。このようなレシプロ方式は、
その生産速度を向上させようとするとダイス刃の往復運
動の周期を短くする必要があり、一般にダイス刃は重量
が大であることからダイス刃自体の慣性によって生産速
度を向上させることは困難であった。さらに格子目を細
かく設計した場合、ダイス刃の一度の往復運動によって
形成されるスリット長が短くなるために、生産速度が極
端に落ちる欠点があった。
リー方式によるエキスパンド加工が用いられつつある。
ロータリー方式は、円盤状カッターの回転運動によって
スリット形成するために円盤状カッターの慣性をレシプ
ロ方式に比較してあまり考慮する必要がなく、円盤状カ
ッターの回転速度の増加が容易であることから、生産速
度の向上に関して有利である。
子の製造工程は、以下に記載するような2つの工程に区
分することができる。
手方向に沿って複数条の平行なスリットを千鳥状に形成
し、この平坦部は鉛合金シート幅方向に連続するよう形
成されるとともに、鉛シート幅方向に隣合うスリットに
より形成される線条部を、鉛シート厚み方向に上下かつ
交互に突出するよう塑性変形させる工程である。
うな、円周部に凸状加工刃1を所定ピッチで配置した円
盤状カッター2(2’)を、所定の間隔で複数枚重ね合
わせたロール3・3’の対に鉛合金シート4を通過さ
せ、鉛合金シート4に凸状加工刃1が押し付けられるこ
とにより、図2に示すような格子骨となる線条部5が鉛
合金シート4の面に対して上下方向に互いに逆向きの湾
曲状に塑性変形される。なお、図1のロール対3・3’
は円盤状カッター2が円盤状カッター2’間に位置する
よう位置決めされる。また、円盤状カッター2・2’に
形成された凸状加工刃1・1’は互いに対向するよう設
けられる。このような構成により、鉛合金シート4は回
転するロール対3・3’間を通過する間に円盤状カッタ
ー2・2’によりせん断を受け、スリットが千鳥状に形
成されるとともに図4に示したように凸状加工刃1に沿
って塑性加工を受け、鉛合金シート面に対して上下方向
に交互に線条部が突出するよう形成される。そして、図
5に示したように円盤状カッター2に設けられた凸状加
工刃1の間には平坦部9が形成されるとともに、この平
坦部9に対応した薄肉部10を円盤状カッター2の厚み
方向に交互に設けた。この薄肉部10は対向する円盤状
カッター2’にも同様に設けて、両者の薄肉部10が交
互に対向するよう構成する。この薄肉部10が対向した
部分は、鉛合金シート4の逃げ部となって図2に示す結
節部6aが形成され、薄肉部が対向しない部分では鉛合
金シート4はせん断により切断され(図2の位置7)ス
リットが千鳥状に形成される。このような従来の構成に
おいては、薄肉部10の側壁部12と凸状加工刃1の刃
面(凸状加工面12)の間にコーナー部11が形成され
ていた。
金シート4を幅方向に展開伸張して図3に示したような
格子体を形成する工程である。通常、これ以降の段階で
格子体に活物質ペーストが充填された後、所望の寸法に
切断して極板が形成される。
ー方式のエキスパンド格子の製造工程では、前記した第
1工程において鉛シート面の上下方向に線条部5を交互
に塑性変形させるために、第2工程での展開伸張時に結
節部6aがねじれるように塑性変形を受け、結節部6a
に微少なクラックが発生することがある。このようなク
ラックが入った格子体を鉛蓄電池の正極格子体として用
いた場合、クラックを起点として結節部での腐食が進行
することにより鉛蓄電池の容量低下、寿命低下が発生す
る。
の物性によってその発生頻度が異なる。特に近年、鉛蓄
電池の寿命向上を目的として、正極格子体に用いる鉛合
金中のスズ量を増加させることが行われている。鉛合金
中のスズ量の増加は鉛合金自体の耐食性・強度を向上さ
せるものの、伸び率を低下させるためにエキスパンド加
工時に塑性変形だけでなく、クラックの発生という形で
破断が進行することがあり、スズの増量による寿命向上
効果が意図に反して損なわれることがあった。
パンド格子体を正極格子として用いた鉛蓄電池におい
て、ロータリーエキスパンド格子の網目の結節部でのク
ラックの発生を抑制することにより、これによる鉛蓄電
池の寿命低下を抑制することを目的とするものである。
するために、互いに平行な複数条のスリットを断続的に
鉛合金シートの長手方向に沿って千鳥状となるよう形成
するとともに、互いに平行に隣接しあうスリットにより
形成される線条部を鉛合金シート面から表裏両方向に交
互に凸状に突出するよう塑性変形させた後、この鉛合金
シートを幅方向へ展開伸張することにより形成した網目
部を格子体として用いる鉛蓄電池の製造方法において、
前記の断続的に形成されるスリットはその円周上から間
隔を設けて突出する凸状加工面を備えた円盤状カッター
を間隔を設けて積層したロールからなるロール対に前記
鉛合金シートを通過させることにより形成され、前記凸
状加工面の間には前記のスリットの断続部に対応するよ
う平坦部を設けその平坦部に対応する両方の側壁に交互
に円周径の外側方向に薄くなるよう傾斜した薄肉部を設
けるとともに、薄肉部の側壁と前記凸状加工刃面とが連
続した曲面である円盤状カッターを用いることを特徴と
する鉛蓄電池の製造方法を開示するものである。
107〜6.9×107N/mm2であり、伸び率が5〜
13%以上である圧延シートを用いる場合に有効であ
る。また、特に鉛合金シートとして錫を0.6〜2.0
重量%含有する場合であれば、鉛蓄電池の寿命特性向上
効果を顕著に得ることができる。
ータリーエキスパンド格子の結節部6aのクラックは前
記したロータリーエキスパンド工程で用いる円盤状カッ
ターにおける凸状加工刃と、その間に設けた薄肉部の形
状によって発生の有無が左右されることを見出したもの
である。すなわち、図6に示したように間隔を設けて配
置した円盤状カッター19の凸状加工刃14の刃面(凸
状加工面13)と平坦部15に対応して交互に設けた薄
肉部16の側壁部17との間を連続した曲面(R部1
8)としたものである。このような構成により、対向す
る薄肉部16により形成される結節部6bでのクラック
の発生を防止することができる。これは、図4に示した
従来の構成において鉛合金シート4が薄肉部9に逃げる
過程において側壁部14とのコーナー部11で急激な折
り曲げの変位により鉛合金シートに微少なクラックが発
生していたものを、本発明では図7に示したように凸状
加工面13と薄肉部16の側壁部17との間をR面等の
連続した曲面とすることにより、図8に示すように、前
記したような結節部6aに発生していたクラックの発生
を抑制するとともに、このようなクラックに起因する正
極格子体の腐食とこれによる鉛蓄電池の寿命低下抑制が
可能となる。
命向上を目的として鉛合金シートに添加する錫が増加す
ると、鉛合金シート自体の強度が増加するとともに変形
時の伸び量が低下するためにより発生しやすくなる。よ
って、鉛合金シート中の錫量が0.0〜2.0wt%、
引張強度が3.9×107〜6.9×107N/mm2、
伸び率が5〜13%であるものがより本発明の効果を顕
著に得ることができる。
て、図5に示した従来の円盤状カッターと図6に示した
本発明の円盤状カッターを用いて鉛蓄電池用の正極エキ
スパンド格子8・19を作成した。なお、本発明の円盤
状カッターにおける薄肉部16の側壁部17と凸状加工
面13との間にR1のR部を形成した(図6参照)。鉛
合金シートとしては合金A(Pb−0.06wt%Ca
−0.4wt%Sn)、合金B(Pb−0.06wt%
Ca−0.6wt%Sn)、合金C(Pb−0.06w
t%Ca−2.0wt%Sn)、および合金D(Pb−
0.06wt%Ca−2.5wt%Sn)からなる鋳造
板(15mm厚み)をそれぞれ冷間圧延し厚み1.0m
mの鉛合金シートA、BおよびCを作成した。これら鉛
合金シートのエージング後の引張強度および伸び率は表
1に示した通りであった。
D)について、それぞれ図5に示した従来の円盤状カッ
ターおよび図6に示した本発明による円盤状カッターを
用いてロータリーエキスパンド法による鉛蓄電池用の正
極格子体を作成した。なお、エキスパンド加工における
スリットは従来通り圧延方向に沿って形成した。そし
て、エキスパンド網目部の結節部でのクラックの発生状
態を実態顕微鏡で観察した。これらの結果を表2に示
す。
状カッターを用いたエキスパンド格子体は結節部のクラ
ック発生を抑制することが確認できた。クラック発生を
抑制するという効果においては鉛合金中の錫濃度は0.
6〜2.0wt%が適当であった。特に格子A(錫濃度
が0.5wt%の従来例)はクラックの発生率がもとも
と低いために他のものと比較してその効果は顕著ではな
かった。
酸化物(PbO、Pb3O4)とを主体とする混合粉体を
水および希硫酸で混練した活物質ペーストを充填、熟成
乾燥して正極板とした。この正極板と常法による負極板
および微孔性のポリエチレンを主体とするセパレータと
を組み合わせて自動車用の鉛蓄電池(55D23形)を
作成した。これらの電池についてJIS規格(D530
1)での軽負荷寿命試験を75℃中の気相雰囲気下で行
った。表3にこれらの電池の構成と前記の軽負荷寿命試
験結果を示す。なお、寿命試験結果は電池A(従来例)
の寿命を100とした時の指数で表記した。
カッターを用いたロータリーエキスパンド格子を正極格
子に用いることにより、鉛蓄電池の寿命特性の低下を抑
制できることがわかる。また、これは同時に格子体の結
節部でのクラック発生を抑制できたことによるものであ
る。
3O4を含有した構成について記載したが、本発明の効果
は格子体結節部のクラック抑制からもたらされることか
ら活物質中にPb3O4を含有しない構成でも効果が得ら
れることは言うまでもない。
よび錫の量のみ規定したが、それ以外のAg、Bi、A
l、S、Ni、Cu、Sb、Seと言った不可避不純物
を0.00001〜0.001wt%程度含有しても本
発明の効果を得る上で差し支えない。
ータリーエキスパンド格子体を用いた鉛蓄電池について
課題となる格子体結節部のクラックとこれによる電池寿
命の低下を抑制することが可能となることから、工業
上、極めて有効である。
工程を示す図
により鉛合金シートにスリット形成された状態を示す図
を示す図
進行状態を示す図
る円盤状カッターを示す図
いる円盤状カッターを示す図
の進行状態を示す図
体を示す図
Claims (5)
- 【請求項1】 互いに平行な複数条のスリットを断続的
に鉛合金シートの長手方向に沿って千鳥状となるよう形
成するとともに、互いに平行に隣接しあうスリットによ
り形成される線条部を鉛合金シート面から表裏両方向に
交互に凸状に突出するよう塑性変形させた後、この鉛合
金シートを幅方向へ展開伸張することにより形成した網
目部を格子体として用いる鉛蓄電池の製造方法におい
て、前記の断続的に形成されるスリットはその円周上か
ら間隔を設けて突出する凸状加工面を備えた円盤状カッ
ターを間隔を設けて積層したロールからなるロール対に
前記鉛合金シートを通過させることにより形成され、前
記凸状加工面の間には前記のスリットの断続部に対応す
るよう平坦部を設けその平坦部に対応する両方の側壁に
交互に円周径の外側方向に薄くなるよう傾斜した薄肉部
を設けるとともに、薄肉部の側壁と前記凸状加工刃面と
が連続した曲面である円盤状カッターを用いることを特
徴とする鉛蓄電池の製造方法。 - 【請求項2】 前記鉛合金シートの引張強度が3.9×
107〜6.9×107N/mm2である圧延シートを用
いることを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池の製造方
法。 - 【請求項3】 前記鉛合金シートの伸び率が5〜13%
以下であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載
の鉛蓄電池の製造方法。 - 【請求項4】 前記の鉛合金シートは錫を0.6〜2.
0重量%含有することを特徴とする請求項1、2あるい
は3のいずれかに記載の鉛蓄電池の製造方法。 - 【請求項5】 円周上から間隔を設けて突出する凸状加
工面を備えられた円盤状カッターが、間隔を設けて積層
されたロールが複数かみ合わせられたロール対であっ
て、前記凸状加工面の間には平坦部が設けられ、この平
坦部に対応して交互に円周径の外側方向に薄くなるよう
傾斜した薄肉部を隣接する円盤状カッターの側壁に設け
るとともに、前記薄肉部と前記凸状加工面とが連続した
曲面でつなげられている円盤状カッターを用いたロール
対を備えたことを特徴とする金属板の加工装置。
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---|---|---|---|
JP27337098A JP4288730B2 (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 鉛蓄電池の製造方法および鉛蓄電池用格子の製造装置 |
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ID=17526965
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JP27337098A Expired - Lifetime JP4288730B2 (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 鉛蓄電池の製造方法および鉛蓄電池用格子の製造装置 |
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- 1998-09-28 JP JP27337098A patent/JP4288730B2/ja not_active Expired - Lifetime
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