JP2003151562A - 鉛蓄電池用鉛基合金 - Google Patents
鉛蓄電池用鉛基合金Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、従来公知の鉛蓄電池用Ｐｂ−Ｃａ
−Ｓｎ−Ａｌ合金の改良を行ったもので、この従来の合
金にＡｇとＢｉを含有することにより鉛蓄電池の格子基
板に使用したときに、耐食性を示すとともに機械的強度
が向上する鉛蓄電池用鉛基合金を得ようとするものであ
る。 【解決手段】カルシウム含有量が０．０３〜０．１０重
量％、スズ含有量が０．６０〜２．００重量％、アルミ
ニウム含有量が０．０１〜０．０３重量％、銀含有量が
０．００５〜０．１０重量％、ビスマス含有量が０．０
５〜０．１５重量％で、残部が鉛よりなる鉛蓄電池用鉛
基合金である。
−Ｓｎ−Ａｌ合金の改良を行ったもので、この従来の合
金にＡｇとＢｉを含有することにより鉛蓄電池の格子基
板に使用したときに、耐食性を示すとともに機械的強度
が向上する鉛蓄電池用鉛基合金を得ようとするものであ
る。 【解決手段】カルシウム含有量が０．０３〜０．１０重
量％、スズ含有量が０．６０〜２．００重量％、アルミ
ニウム含有量が０．０１〜０．０３重量％、銀含有量が
０．００５〜０．１０重量％、ビスマス含有量が０．０
５〜０．１５重量％で、残部が鉛よりなる鉛蓄電池用鉛
基合金である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は鉛蓄電池用鉛基合
金に関し、鉛蓄電池の極板格子に使用したときに優れた
格子耐食性を示すとともに、重力鋳造や連続鋳造にも適
する鉛蓄電池用鉛基合金に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、公知の鉛蓄電池用鉛基合金は、主
として機械的強度を重視しているために、Ｓｂを４．５
〜８．０重量％の如く多量に含有したものが知られてい
る。 【０００３】しかしながら、この合金を鉛蓄電池の極板
用基板に適用した場合は、上記Ｓｂが原因となって電池
の自己放電を促進し、容量が低下するのみならず、充電
完了状態や過充電状態において激しい水分解反応が生じ
水の補給を必要とするものであった。この水の補給は、
現在の鉛蓄電池の主流をなすメンテナンスフリー電池の
極板用基板に対し、全く逆の作用をもたらすものであ
る。 【０００４】従って、水素過電圧の低いＳｂを全く含有
しない鉛基合金として、カルシウムが０．０３〜０．１
０重量％、スズが０．６０〜２．００重量％、アルミニ
ウムが０．０１〜０．０３重量％で残部が鉛である鉛蓄
電池用基板合金が提案されている。 【０００５】しかしながら、最近、特に自動車用ではボ
ンネット内の温度が高温化する傾向にあるなど鉛蓄電池
を取巻く環境はさらに厳しくなり、それに伴い高温条件
下での基板格子、特に正極格子の更なる耐食性および機
械的強度の向上が求められている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な期待に応えて公知の鉛蓄電池用Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｎ−Ａ
ｌ合金の改良を行ったもので、この従来の合金にＡｇと
Ｂｉを含有することにより鉛蓄電池の格子基板に使用し
たときに、耐食性を示すとともに機械的強度が向上する
鉛蓄電池用鉛基合金を得ようとするものである。 【０００７】 【発明が解決するための手段】この発明は、カルシウム
含有量が０．０３〜０．１０重量％、スズ含有量が０．
６０〜２．００重量％、アルミニウム含有量が０．０１
〜０．０３重量％、銀含有量が０．００５〜０．１０重
量％、ビスマス含有量が０．０５〜０．１５重量％で、
残部が鉛よりなる鉛蓄電池用鉛基合金である。 【０００８】 【発明の実施の形態】この発明は、公知な鉛蓄電池用合
金にＡｇとＢｉを含有したものである。ここで公知な鉛
合金とは、Ｃａが０．０３〜０．１０重量％、Ｓｎが
０．６０〜２．００重量％、アルミニウムが０．０１〜
０．０３重量％で残部が鉛の合金である。上記の本発明
の鉛基合金は、耐食性とともに機械的強度が優れている
うえに、高温下に長時間曝されても機械的強度の低下が
少ないといった特徴がある。 【０００９】この発明でＡｇを含有するのは、これがＳ
ｎ原子の合金表面付近の拡散を抑制する作用があるため
で、これによりＳｎ酸化により腐食を抑制できるととも
に、機械的強度を向上させる効果もある。その含有量を
０．００５〜０．１０重量％に限定した理由は、これが
０．０５重量％未満では上記効果が十分でなく、また
０．１０重量％を超えても上記効果の著しい向上がみら
れないためである。 【００１０】この発明でＢｉを含有するのは、結晶を微
細化して耐食性および機械的強度を向上させるためであ
るが、その含有量は０．０５〜０．１５重量％とする。
Ｂｉの含有量が０．０５重量％未満では上記効果が十分
でなく、また０．１５重量％を超えてもその効果がその
割には向上しないばかりか、逆に耐食性を低下させるこ
とになる。 【００１１】Ｃａを含有するのは機械的強度を向上する
ためで、その含有量を０．０３〜０．１０重量％とす
る。Ｃａの含有量が０．０３重量％未満の場合はＣａを
含有したことによる効果は少なく、また０．１０重量％
を超えても低い鋳造温度で良好な鋳造品を得ることが難
しく、鋳造温度を高くすると酸化してＣａの損失量が多
くなる。また、耐食性も悪くなる。 【００１２】Ｓｎを含有するのは合金の湯流れ性や機械
的強度を向上させるためであるが、その含有量を０．６
０〜２．００重量％に限定したのは、０．６０重量％未
満の場合はその効果が少なく、また２．００重量％を超
えた場合は結晶粒が粗大化して粒界腐食が進む。Ａｌの
含有は溶湯の酸化によるＣａの損出を防止するためと機
械的強度を向上させるためで、その含有量を０．０１〜
０．０３重量％とする。これが０．０１重量％未満の場
合は効果が少なく、またこれが０．０３重量％を超えた
場合はドロスとして析出し易くなる。 【００１３】 【実施例】実施例１〜１６および従来例１〜２、比較例
１〜１０ 表１に従来例、比較例、本発明実施例の各合金の組成を
示した。これらの合金の耐食性，耐力（０．２％），伸
びといった機械的特性を測定して鉛蓄電池用基板合金と
しての適性を評価した。この試験に供したサンプルは厚
さ１．５mm、幅１５mmの鋳造材である。この鋳造材を所
定の大きさに切断して試験片とした。 【００１４】試験片を歪み速度１．７×１０−３／秒で
室温において引張試験を行った際の最大引張り強度（Ｕ
ＴＳ）の結果を図１および図２に、また耐力（０．２
％）の結果を図３および図４に、さらに伸びの結果を図
５および図６に示した。 【００１５】 【表１】 【００１６】図１〜図６から明らかなように、本発明の
実施例になる鉛蓄電池用鉛基合金は従来例に比較して最
大引張り強度、０．２％耐力の向上、伸びの低下がそれ
ぞれ確認された。そして、この効果はＢｉの含有量が
０．０５〜０．１５重量％の間でみられたが、０．０５
重量％未満ではその効果はあまり認められず、また０．
１５重量％を超えてもその効果は顕著にみられなかっ
た。同様に、Ａｇの添加量が０．００５〜０．１０重量
％の範囲で上記効果がみられるが、この範囲を外れると
逆にその効果が低下することがわかる。 【００１７】耐食性は、比重１．２８０（２０℃）、温
度６０℃の希硫酸中で７２０時間陽極酸化させた後に試
料の単位面積当たりの腐食減量を測定することで評価し
た。その結果を図７および図８に示した。図７および図
８から明らかなように、本発明の実施例の合金は従来例
に比較して大幅な腐食の低下がみられる。これはＢｉの
含有が耐食性に大きく関与していると考えられる。しか
し、この耐食性の効果は上記の機械的強度の場合と同様
にＢｉ含有量が０．０５〜０．１５重量％の範囲でみら
れることが分かる。同様に、Ａｇの添加量は０．００５
〜０．０１重量％の範囲でその含有効果がみられ、この
範囲を外れるとその効果は低下する。 【００１８】以上説明したように、公知な鉛蓄電池用Ｐ
ｂ−Ｃａ−Ａｌ合金に、Ａｇを０．００５〜０．１０重
量％、またＢｉを０．０５〜０．１５重量％含有する
と、伸びの低下や最大引張強度、０．２％耐力の向上、
耐食性の大幅な向上などが図られ、電池の一層の寿命向
上が期待できるようなった。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、この発明の鉛蓄電
池用鉛基合金をメインテナンスフリー用鉛蓄電池の極板
基板に適用すれば、極板基板の腐食量を著しく抑制し長
寿命の鉛蓄電池を得ることや生産性を一層向上させるこ
とができるようになる。
金に関し、鉛蓄電池の極板格子に使用したときに優れた
格子耐食性を示すとともに、重力鋳造や連続鋳造にも適
する鉛蓄電池用鉛基合金に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、公知の鉛蓄電池用鉛基合金は、主
として機械的強度を重視しているために、Ｓｂを４．５
〜８．０重量％の如く多量に含有したものが知られてい
る。 【０００３】しかしながら、この合金を鉛蓄電池の極板
用基板に適用した場合は、上記Ｓｂが原因となって電池
の自己放電を促進し、容量が低下するのみならず、充電
完了状態や過充電状態において激しい水分解反応が生じ
水の補給を必要とするものであった。この水の補給は、
現在の鉛蓄電池の主流をなすメンテナンスフリー電池の
極板用基板に対し、全く逆の作用をもたらすものであ
る。 【０００４】従って、水素過電圧の低いＳｂを全く含有
しない鉛基合金として、カルシウムが０．０３〜０．１
０重量％、スズが０．６０〜２．００重量％、アルミニ
ウムが０．０１〜０．０３重量％で残部が鉛である鉛蓄
電池用基板合金が提案されている。 【０００５】しかしながら、最近、特に自動車用ではボ
ンネット内の温度が高温化する傾向にあるなど鉛蓄電池
を取巻く環境はさらに厳しくなり、それに伴い高温条件
下での基板格子、特に正極格子の更なる耐食性および機
械的強度の向上が求められている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な期待に応えて公知の鉛蓄電池用Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｎ−Ａ
ｌ合金の改良を行ったもので、この従来の合金にＡｇと
Ｂｉを含有することにより鉛蓄電池の格子基板に使用し
たときに、耐食性を示すとともに機械的強度が向上する
鉛蓄電池用鉛基合金を得ようとするものである。 【０００７】 【発明が解決するための手段】この発明は、カルシウム
含有量が０．０３〜０．１０重量％、スズ含有量が０．
６０〜２．００重量％、アルミニウム含有量が０．０１
〜０．０３重量％、銀含有量が０．００５〜０．１０重
量％、ビスマス含有量が０．０５〜０．１５重量％で、
残部が鉛よりなる鉛蓄電池用鉛基合金である。 【０００８】 【発明の実施の形態】この発明は、公知な鉛蓄電池用合
金にＡｇとＢｉを含有したものである。ここで公知な鉛
合金とは、Ｃａが０．０３〜０．１０重量％、Ｓｎが
０．６０〜２．００重量％、アルミニウムが０．０１〜
０．０３重量％で残部が鉛の合金である。上記の本発明
の鉛基合金は、耐食性とともに機械的強度が優れている
うえに、高温下に長時間曝されても機械的強度の低下が
少ないといった特徴がある。 【０００９】この発明でＡｇを含有するのは、これがＳ
ｎ原子の合金表面付近の拡散を抑制する作用があるため
で、これによりＳｎ酸化により腐食を抑制できるととも
に、機械的強度を向上させる効果もある。その含有量を
０．００５〜０．１０重量％に限定した理由は、これが
０．０５重量％未満では上記効果が十分でなく、また
０．１０重量％を超えても上記効果の著しい向上がみら
れないためである。 【００１０】この発明でＢｉを含有するのは、結晶を微
細化して耐食性および機械的強度を向上させるためであ
るが、その含有量は０．０５〜０．１５重量％とする。
Ｂｉの含有量が０．０５重量％未満では上記効果が十分
でなく、また０．１５重量％を超えてもその効果がその
割には向上しないばかりか、逆に耐食性を低下させるこ
とになる。 【００１１】Ｃａを含有するのは機械的強度を向上する
ためで、その含有量を０．０３〜０．１０重量％とす
る。Ｃａの含有量が０．０３重量％未満の場合はＣａを
含有したことによる効果は少なく、また０．１０重量％
を超えても低い鋳造温度で良好な鋳造品を得ることが難
しく、鋳造温度を高くすると酸化してＣａの損失量が多
くなる。また、耐食性も悪くなる。 【００１２】Ｓｎを含有するのは合金の湯流れ性や機械
的強度を向上させるためであるが、その含有量を０．６
０〜２．００重量％に限定したのは、０．６０重量％未
満の場合はその効果が少なく、また２．００重量％を超
えた場合は結晶粒が粗大化して粒界腐食が進む。Ａｌの
含有は溶湯の酸化によるＣａの損出を防止するためと機
械的強度を向上させるためで、その含有量を０．０１〜
０．０３重量％とする。これが０．０１重量％未満の場
合は効果が少なく、またこれが０．０３重量％を超えた
場合はドロスとして析出し易くなる。 【００１３】 【実施例】実施例１〜１６および従来例１〜２、比較例
１〜１０ 表１に従来例、比較例、本発明実施例の各合金の組成を
示した。これらの合金の耐食性，耐力（０．２％），伸
びといった機械的特性を測定して鉛蓄電池用基板合金と
しての適性を評価した。この試験に供したサンプルは厚
さ１．５mm、幅１５mmの鋳造材である。この鋳造材を所
定の大きさに切断して試験片とした。 【００１４】試験片を歪み速度１．７×１０−３／秒で
室温において引張試験を行った際の最大引張り強度（Ｕ
ＴＳ）の結果を図１および図２に、また耐力（０．２
％）の結果を図３および図４に、さらに伸びの結果を図
５および図６に示した。 【００１５】 【表１】 【００１６】図１〜図６から明らかなように、本発明の
実施例になる鉛蓄電池用鉛基合金は従来例に比較して最
大引張り強度、０．２％耐力の向上、伸びの低下がそれ
ぞれ確認された。そして、この効果はＢｉの含有量が
０．０５〜０．１５重量％の間でみられたが、０．０５
重量％未満ではその効果はあまり認められず、また０．
１５重量％を超えてもその効果は顕著にみられなかっ
た。同様に、Ａｇの添加量が０．００５〜０．１０重量
％の範囲で上記効果がみられるが、この範囲を外れると
逆にその効果が低下することがわかる。 【００１７】耐食性は、比重１．２８０（２０℃）、温
度６０℃の希硫酸中で７２０時間陽極酸化させた後に試
料の単位面積当たりの腐食減量を測定することで評価し
た。その結果を図７および図８に示した。図７および図
８から明らかなように、本発明の実施例の合金は従来例
に比較して大幅な腐食の低下がみられる。これはＢｉの
含有が耐食性に大きく関与していると考えられる。しか
し、この耐食性の効果は上記の機械的強度の場合と同様
にＢｉ含有量が０．０５〜０．１５重量％の範囲でみら
れることが分かる。同様に、Ａｇの添加量は０．００５
〜０．０１重量％の範囲でその含有効果がみられ、この
範囲を外れるとその効果は低下する。 【００１８】以上説明したように、公知な鉛蓄電池用Ｐ
ｂ−Ｃａ−Ａｌ合金に、Ａｇを０．００５〜０．１０重
量％、またＢｉを０．０５〜０．１５重量％含有する
と、伸びの低下や最大引張強度、０．２％耐力の向上、
耐食性の大幅な向上などが図られ、電池の一層の寿命向
上が期待できるようなった。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、この発明の鉛蓄電
池用鉛基合金をメインテナンスフリー用鉛蓄電池の極板
基板に適用すれば、極板基板の腐食量を著しく抑制し長
寿命の鉛蓄電池を得ることや生産性を一層向上させるこ
とができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
ＵＴＳ／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図２】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量とＵＴＳ
／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図３】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
０．２％耐力／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図４】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量／wt.%と
０．２％耐力／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図５】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
伸び／％の関係を示す線図。 【図６】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量／wt.%と
伸び／％の関係を示す線図。 【図７】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
腐食減量／ｍｇ／cm２の関係を示す線図。 【図８】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量／wt.%と
腐食減量／ｍｇ／cm２の関係を示す線図。
ＵＴＳ／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図２】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量とＵＴＳ
／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図３】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
０．２％耐力／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図４】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量／wt.%と
０．２％耐力／Ｍｐａの関係を示す線図。 【図５】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
伸び／％の関係を示す線図。 【図６】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量／wt.%と
伸び／％の関係を示す線図。 【図７】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＢｉ含有量／wt.%と
腐食減量／ｍｇ／cm２の関係を示す線図。 【図８】鉛蓄電池用鉛基合金にけるＡｇ含有量／wt.%と
腐食減量／ｍｇ／cm２の関係を示す線図。
フロントページの続き
(72)発明者 古川 淳
福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−６
古河電池株式会社いわき事業所内
(72)発明者 平城 智博
東京都中央区日本橋本町一丁目６番１号
東邦亜鉛株式会社内
(72)発明者 森 豊
東京都中央区日本橋本町一丁目６番１号
東邦亜鉛株式会社内
Ｆターム(参考） 5H017 AA01 AS02 CC05 EE03 HH01
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 カルシウム含有量が０．０３〜０．１０
重量％、スズ含有量が０．６０〜２．００重量％、アル
ミニウム含有量が０．０１〜０．０３重量％、銀含有量
が０．００５〜０．１０重量％、ビスマス含有量が０．
０５〜０．１５重量％で、残部が鉛よりなる鉛蓄電池用
鉛基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352047A JP2003151562A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 鉛蓄電池用鉛基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352047A JP2003151562A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 鉛蓄電池用鉛基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151562A true JP2003151562A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19164278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001352047A Pending JP2003151562A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 鉛蓄電池用鉛基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003151562A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103199263A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种铅酸蓄电池正极板栅合金及其制备方法 |
-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001352047A patent/JP2003151562A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103199263A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-10 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种铅酸蓄电池正极板栅合金及其制备方法 |
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