JP2002170550A

JP2002170550A - 密閉形鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2002170550A
Application number: JP2000365471A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Arakawa; 正博荒川; Takeshi Kameda; 毅亀田
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】蓋端子部と端子ポールとの接合が良好かつ容
易にでき、生産費用が安価で接合部が腐食しない品質の
優れた密閉形鉛蓄電池を提供する。【構成】本発明は、非カルシウム系鉛合金からなる蓋
端子部６に、カルシウム系鉛合金からなるストラップ部
２a,２bから立ち上がる端子ポール３が溶接されてなる
密閉形鉛蓄電池であって、前記端子ポール３は、前記蓋
端子部６と溶接される先端部３aがアンチモンもカルシ
ウムも含まない鉛合金からなり、下部３bがカルシウム
系鉛合金からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蓄電池、特に電解液
を規制した密閉形鉛蓄電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の密閉形鉛蓄電池、例えば自動車用
密閉形鉛蓄電池は、格子体にカルシウム系を主体とした
非アンチモン系鉛合金で構成することにより、充電時の
水素過電圧を抑制し、発生酸素を負極で吸収反応させる
ことで、水系のリサイクルを成立させ、電解液の枯渇を
防止している。このように格子体を、カルシウムを主体
とした非アンチモン系鉛合金で構成すると、この格子体
の耳部を複数連結するストラップ部もカルシウムを主体
とした非アンチモン系鉛合金で構成される。また、端子
ポールやセル間接続するための中間ポール部も、ストラ
ップ部と同種の非アンチモン系鉛合金、または、アンチ
モンもカルシウムも含まない鉛合金系で構成される。

【０００３】一方、蓋部にインサート成形された端子貫
通口を有する蓋端子部は、通常はアンチモンを含む鉛合
金で構成され、前記貫通口に前記端子ポールを挿入し、
該貫通口上部で蓋端子部と端子ポールとを溶接する構造
である。このとき前記端子ポールがカルシウムを含む鉛
合金であると、アンチモンとカルシウム溶融部におい
て、電気化学的な選択によりアンチモン部位が異常腐食
を引き起こして崩落し、場合により該部に充電等の電流
が流れる際に、腐食崩落部の酸化膜を破るスパークの発
生により、電池内部で充電時の発生ガスに引火する場合
がある。

【０００４】そのため従来の密閉形鉛蓄電池では、端子
ポールがカルシウムを含まない鉛合金で構成され、前記
蓋端子部がアンチモン系であって、カルシウムを含まな
い鉛合金とするか、または、カルシウム系であって、ア
ンチモンを含まない鉛合金としていた。

【０００５】しかしながら、前記蓋端子部は、アンチモ
ン系鉛合金の場合は、非カルシウム系鉛合金からなる端
子ポールを、カルシウム系鉛合金からなる格子体との間
にストラップ部を形成して溶接により繋ぐという作業工
程が必要なため、大量生産には不向きであった。

【０００６】一方大量生産を実施するためには、格子体
と同種の鉛合金を用いてキャストオンストラップと称す
る方式により、ストラップ部と端子ポールとセル間接続
中間ポールとを同時に作製する。この方式で作製した端
子ポールは、カルシウム系合金からなり、前記蓋端子部
を非アンチモンのカルシウム系鉛合金とすると、アンチ
モンとカルシウムが溶融部に同時に介在しないので、腐
食崩落による問題を防止することができる。しかし、端
子ポールと前記蓋端子部を溶接する場合は、カルシウム
系特有の酸化膜の発生、酸化膜の巻き込み、不十分な融
合により、充分な溶接状態が得られず、該部から電解液
が浸透したり、極小の孔が残ることで気密性や液密性の
密閉機能が損なわれた。これを防止するには、熟練度の
高い作業が必要であり、生産性が低くなるという問題点
があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように前記蓋
端子部にアンチモンを含む鉛合金を用いた場合、端子ポ
ールにカルシウムを含まない鉛合金を用い、該ポールと
一体になったストラップ部と、カルシウム系鉛合金から
なる格子体との接続は溶接で行う必要があり、非生産的
であった。

【０００８】一方キャストオンストラップ方式を採用す
るには、端子ポールにカルシウム系鉛合金を用いなけれ
ばならず、、蓋端子部を同種のカルシウム系鉛合金をと
すると、端子ポールと蓋端子部との溶接作業は、溶融状
態の悪い同士の合金で溶接するため、品質的に劣るか、
生産性が低下し、蓋端子部をアンチモン系鉛合金とする
と、前記した腐食が生じるという問題点があった。

【０００９】このように従来方式は、格子体とストラッ
プとの接続を溶接方式にすると、非生産的になり、生産
性の高いキャストオン方式を採用すると、端子ポールと
蓋端子部との溶接が非生産的になるか、あるいは品質的
に劣るという欠点があった。

【００１０】

【問題を解決しようとする手段】本発明はこれらの欠点
を解消するため、非カルシウム系鉛合金からなる蓋端子
部６に、カルシウム系鉛合金からなる格子体の耳部を連
結するストラップ部２a,２bから立ち上がる端子ポール
３が溶接されてなる密閉形鉛蓄電池において、前記端子
ポール３は、前記蓋端子部６と溶接される先端部3aがア
ンチモンもカルシウムも含まない鉛合金からなり、下部
3bがカルシウム系鉛合金からなることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態につい
て、図面を用いて具体的に説明する。

【００１２】図1は、本発明の一実施形態を示す断面図
であり、１は正極板１aと負極板1bの間に微細ガラスマ
ットからなるセパレータ1cを挟んで積層した極板群であ
る。前記正極板１aと負極板１bは、格子体が共にPb-Ca
系合金からなり、同極性の複数の格子体耳部がPb-Ca系
合金からなるストラップ部２a,2bで連結されている。そ
して、一方のストラップ２aから端子ポール３が立ち上
がり、他方のストラップ２bから中間ポール４が立ち上
がっている。前記端子ポール３は、先端部3aがPb-Sn合
金からなり、下部がPb-Ca系合金からなる。該先端部3a
は、周囲が蓋端子部６と接合されて、電池内部を外部か
ら液密、気密的に遮断している。該蓋端子部６は、Pb-S
b合金からなり、蓋５にインサート成形されている。な
お、７は電槽である。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の製造方法について説明する。

【００１４】先ず、常法により極板群１を作製すると共
に、図２に示すキャストオンストラップ（COS）鋳型８
の端子ポール作製部分にPb-Sn合金の溶湯を注入し、図
３(a)のようなストラップ付きの端子ポール３を作製
し、図３(a)の一点鎖線部分で切断して図３（b）のよう
に先端部３aと下部３bに分離する。そして、この先端部
３aを鋳型８の端子ポール部に挿入する。なお、残部3ｂ
は、釜戻しして再使用する。

【００１５】次に、前記極板群を図示しないがそれを保
持するホルダー金具に収納し、図４のように前記COS鋳
型８の上方に配置する。次に、前記鋳型８内にカルシウ
ム系鉛合金の溶湯を、注湯または溶融炉から汲み込み、
前記極板群１の耳部を鋳型８内のストラップ形成部に挿
入し、冷却固化して所定のストラップ部を形成する。同
時に、該鋳型８で端子ポール３と中間ポール４も形成す
る。

【００１６】このように製作されたストラップ部付きの
極板群１を電槽内に挿入する。次いで、相隣る異極性の
中間ポール４同士を隔壁の貫通孔を介してセル間接続
し、電槽７上部に蓋５を取り付ける。この際、蓋端子部
６に前記端子ポール３を挿入し、該ポールの先端部３a
と蓋端子部６を溶接により接合し、電池の内外を液密、
気密的に隔離する。このようにして図１のような本発明
の電池を完成する。

【００１７】なお、図３における端子ポール３の切断位
置は、蓋端子部の高さに蓋から突出する部分の長さを加
えた寸法より少なくとも長くなる位置に設定することが
必要である。何故なら、切断された先端部３aが短い
と、蓋端子部と端子ポールの溶接部に異種の合金が融合
することになり、本来の機能が発揮されないためであ
る。また、溶接熱で切断接合面の解離を招くこととなる
ためである。

【００１８】次に本発明の端子ポールの引っ張り強度に
ついて調査した。その結果を表１に示す。

【００１９】表1は、切断接合面を含む部位を中央に配
し、その両端部をチャッキングして、引っ張り試験を実
施した結果を示す。比較のため、従来の接合していない
単一合金によりCOSを行った端子についても実施した。
試験数は共に10本のサンプルを用いた。またCOS直後の
鉛合金は、強度に不安定性があるため、1日の時効硬化
を待って計測した。なお、端子ポール下部３bは、Pb−C
a−Snの３元合金を用い、端子ポールの先端部3ａは、Pb
−Snの２元合金とした。また、それぞれの鉛に対する組
成比率は通常の範囲としているが、先端部3ａに用いた
２元合金の錫量は、ここでは２重量％とした。また、本
実施例はPb−Ca−Snの３元合金としているが、その他の
組成による合金並びに、２元・３元以上の合金にあって
もよい。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から明らかな通り、強度は比較品のそ
れに対し、約95％であった。これは、接合母材（端子ポ
ール下部）がカルシウムを含む３元合金に対し、先端部
３aはPb−Snの２元合金であるため、本質的に強度が弱
いことに起因していると思われる。この程度の違いは、
実用上何ら問題とならない。

【００２２】次に、先端部のカルシウム含有量について
測定部位を変え、計測した結果を表2に示す。

【００２３】

【表2】

【００２４】表２のように端子ポール先端部にはカルシ
ウムが含まれていないので、先端部と蓋端子部との接合
状態が優れ、生産性も優れる。次に上記手段の外、同様
の効果を達成するため、他の実施例を示す。図２または
図４のCOS鋳型2に、極板群のストラップを形成する直前
に、端子ポール先端部に先端部相当のPb−Sn２元合金の
鉛溶湯を流し込み、その後、通常のPb−Ca−Sn３元合金
の鉛溶湯を流し込む。この際、先に流し込んだ２元の鉛
溶湯に、流動性が残っていると、次の３元合金の流下に
より混合し合うため、やや時間を置き表面部が硬化を呈
する状態が好ましい。それら硬化状態は、経験的に知り
得るため、時間管理が可能となり、一連の作業工程を自
動化することが容易である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、蓋端子部と端子
ポールがアンチモン系鉛合金とカルシウム系鉛合金の接
合でなく、カルシウム系鉛合金同士の接合でもないの
で、これら接合を良好かつ容易にできると共に端子ポー
ルをCOS方式で製作できるので、製造費用が安価であ
り、品質の優れた安全な密閉形鉛蓄電池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る鋳型示す側面図である。

【図３】本発明に係る端子ポールの製造方法を示し、
（a）は端子ポールの切断前、（b）は切断後の説明図で
ある。

【図４】本発明のCOS方式による製造方法を示す説明図
である。

【符号の説明】

２a,２b ストラップ部 3 端子ポール 3a 端子ポールの先端部 3b 端子ポールの下部６蓋端子部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非カルシウム系鉛合金からなる蓋端子部
（６）に、カルシウム系鉛合金からなるストラップ部
（２a,２b）から立ち上がる端子ポール（３）が溶接さ
れてなる密閉形鉛蓄電池において、前記端子ポール
（３）は、前記蓋端子部（６）と溶接される先端部（3
a）がアンチモンもカルシウムも含まない鉛合金からな
り、下部（3b）がカルシウム系鉛合金からなることを特
徴とする密閉形鉛蓄電池。