JP2003187791A - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 格子体にペーストを充填する際、格子体全面
に充填するのでなく、格子桟で囲まれた桝目部分より桟
部分のペーストを薄くした形状の寿命改善効果が著し
く、優れた寿命性能を有する鉛蓄電池を提供するもので
ある。 【解決手段】 ＰｂあるいはＰｂ−Ｓｎ系合金シートを
加工により作製した正極格子体であって、前記格子体の
額縁および桟が平面形状を有し、前記桟に囲まれた桝目
部分のペースト厚さに比べて桟部分のペースト厚さを薄
くしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】鉛蓄電池の改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ペースト式鉛蓄電池では通常、粉状鉛酸
化物（鉛粉という）と希硫酸とで練膏したペーストを格
子体に充填し、熟成・乾燥後、化成を行って製作され
る。前記格子体は、多数の桟が交差する形状で構成され
ているが、通常その桟部分は、ペーストで被覆されるよ
うな厚めの充填がされている。
【０００３】一方、鉛蓄電池の性能劣化の主要因は正極
格子の腐食である。腐食生成物は鉛酸化物であり、格子
を構成している元の物質であるＰｂあるいはＰｂ合金よ
り容積が大きいために格子が膨張することになる。した
がって、格子体全面にペーストを被覆した場合には、格
子の桟の部分が膨れた状態になる。腐食状態の模式図を
図１に示す。１は格子の桟、２は桟で囲まれた桝目部分
の活物質、３は桟部分の腐食状態をそれぞれ示す。この
ように桟部分が膨れた状態になり、さらに進行すると３
の部分が極板間に挿入されているセパレータを貫通し短
絡する危険がある。
【０００４】上記の対策として、特公平７−３２０１１
にＰｂ―Ｃａ系合金からなるエキスパンド格子体にペー
ストを充填した極板において、桟に囲まれた桝目部分の
ペースト厚さが桟部分に充填されたペーストのそれより
厚くすることによって桟部分の腐食膨張を抑制しようと
する提案されている。
【０００５】この発明は、下記の理由により上記問題点
の改善効果が十分に得られない可能性が高い。
【０００６】（１）格子体がＰｂ−Ｃａ系合金の場合、
正極格子の腐食形態は粒界腐食である。その場合、腐食
は必ずしも格子体の厚み方向のみに膨れていかず全方向
的に進んでいく傾向が強い。したがって、桟部分のペー
ストを少なくした効果が顕著に得られない。
【０００７】（２）図２の（ａ）ならびに（ｂ）にエキ
スパンド格子の要部正面図および断面図を示す。１ａは
桟の交差する部分、４は桟に囲まれた桝目部分、６は格
子耳をそれぞれ示す。この図が示すようにエキスパンド
格子の桟が交差する部分は格子体の厚み方向に平行でな
く一定の角度を有している。したがって、この部分が腐
食を受け膨張した場合、格子体の厚み方向に進行すると
はいい難い。したがって、この点でも桟部分のペースト
を少なくした効果が十分に得られない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】格子体にペーストを充
填する際、格子体全面に充填するのでなく、桟部分のペ
ーストを桝目部分に比べて少ないか又は存在しない形状
にしたことによる寿命改善効果が著しく、優れた寿命性
能を有する鉛蓄電池を提供するものである。
【０００９】
【発明が解決するための手段】格子体にペーストを充填
したペースト式鉛蓄電池において、ＰｂあるいはＰｂ−
Ｓｎ系合金シートを加工により作製した正極格子体であ
って、前記格子体の額縁および桟は平面状に形成され、
前記桟に囲まれた桝目部分のペースト厚さに比べて桟部
分のペースト厚さが薄いことを特徴とすることにより上
記課題を解決するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】種々の格子体材質および種々の製
作方法により得た格子体に対して格子体にペーストを充
填する際、格子体全面に充填するのでなく、桟部分のペ
ーストを桝目部分より少ないか又は存在しない形状にし
たことによる寿命改善効果について試験を行い、ある方
向性を発明者は見出した。すなわち、前記充填方法によ
る寿命改善効果は、格子形状および格子体の材質に大き
く起因していることが分かった。
【００１１】格子形状では、格子体の額縁および桟が平
面形状であることが重要であることが分かった。すなわ
ち、桟が平面形状を有していることによって、腐食が格
子体の厚み方向に確実に膨張していく。したがって、桟
部分にペーストを少なくするか存在しない形状にした場
合、格子体における厚み方向の腐食の膨れを効果的に抑
制できる。
【００１２】格子体の材質についていえば、Ｐｂあるい
はＰｂ−Ｓｎ系合金が適していることが分かった。その
理由は、ＰｂあるいはＰｂ−Ｓｎ系合金の正極での腐食
形態が層状腐食であり、腐食生成物は格子体の厚み方向
に確実に膨張していく。
【００１３】さらに、この材質シートを用いて、上述の
額縁および桟を平面形状に加工した格子体を作製すると
相乗効果により優れた寿命性能が得られる事がわかっ
た。
【００１４】以上ように、ＰｂあるいはＰｂ−Ｓｎ系合
金シートを加工して額縁および桟が平面形状を有する格
子体としたものに桟部分のペーストを桝目部分に比べて
少ないか又は存在しない形状に充填することによって著
しい寿命改善効果が得られる。
【００１５】なお、ここでのＰｂあるいはＰｂ−Ｓｎ系
合金シートとはＪＩＳ Ｈ２１０５の鉛地金に規定され
ている不純物に相当する量のＣａ等の他金属が含まれて
いるものをいう。
【００１６】
【実施例】本発明を実施例によって詳細に説明する。
【００１７】図３は本発明の一例を示す格子体で、Ｐｂ
−Ｓｎ系合金シートをダイで桝目を打ち抜く方法により
得た打ち抜き格子体の正面図（ａ）および断面図（ｂ）
で、１は桟、４は桝目、５は額縁、６は格子耳をそれぞ
れ示す。断面図が示すように、額縁および桟は平面形状
を有しており、腐食された場合、格子体の厚み方向に膨
張していくことは容易に理解できる。
【００１８】図４は上記格子体にペーストを充填した状
態を示すもので、１は桟、７は桝目にペーストが充填さ
れた状態、８は桟にペーストが充填された状態をそれぞ
れ示す。このように、桝目部分はペーストを厚めに充填
し、桟部分はペーストを少なく充填することによって、
桟が腐食により膨張しても桝目部分の厚みを越えるには
時間を要し、従来のようにセパレータを貫通するまでに
は至らず、安定した寿命が得られる。
【００１９】図４のような状態は、打ち抜きにより作製
した格子体の桟部分にペーストに対して接触抵抗の少な
いオイル等を塗布しておき、高速で充填を行うと桟の部
分のペーストが少ない極板を作製することができる。
【００２０】次に、本発明の効果を明確にするために、
本発明の実施例に基づいてＰｂ−１．０％Ｓｎ系合金シ
ートをダイで打ち抜いた格子体に桟部分のペーストの充
填を少なくした正極板をＡ、Ｐｂ−１．０％Ｓｎ系合金
シートをダイで打ち抜いた格子体全面に均一に充填した
正極板をＢ、Ｐｂ−０．０６％Ｃａ−１．０％Ｓｎ合金
シートをエキスパンド方式で得た格子体に桟部分のペー
ストの充填を少なくした正極板Ｃをそれぞれ製作した。
負極板にはＰｂ−１．０％Ｓｎ系合金シートをダイで打
ち抜いた格子体全面に均一に充填した極板を製作し、こ
の負極板と前記の各正極板とをセパレータを介して巻回
し、定格容量１０Ａｈの円筒型鉛蓄電池を製作した。正
極板Ａで製作した電池をＡＡ、正極板Ｂで製作した電池
をＢＢ、正極板Ｃで製作した電池をＣＣとした。これら
円筒型鉛蓄電池の寿命サイクル試験を行った。試験条件
を以下に示す。
【００２１】 [試験条件] 放電：０．２５ＣＡ（２．５Ａ） 放電終止電圧：１．７０Ｖ 充填：２．４５Ｖの定電圧充電（最大充電電流：２．５Ａ） 充電時間：６ｈ 温度：４０℃ 上記の充・放電を繰り返し、放電終止電圧１．７０Ｖま
で放電した際の持続時間が初期の６３％以下になった時
点を寿命とした。
【００２２】[試験結果]試験結果を図５に示す。
【００２３】図５の結果が示すようにＰｂ−１．０％Ｓ
ｎ系合金格子を打ち抜いた格子体に全面にペーストを充
填したものは、５２０サイクルで寿命になったのに対し
て本発明品は１１００サイクルで改善効果が顕著に認め
られる。また、Ｐｂ−０．０６％Ｃａ−１．０％Ｓｎ合
金のエキスパンド格子で桟部分のペーストを少なくした
ものは７４０サイクルでその効果が認められるものの本
発明品程の効果が得られなかった。
【００２４】
【発明の効果】上述したように、正極格子の桟部分が使
用中に腐食により膨張し、セパレータを貫通・短絡を起
こす不具合が発生するのに対して桟部分のペーストを桝
目部分より少なくするか又は存在しない充填方法におい
て、ＰｂあるいはＰｂ−Ｓｎ系合金であるシートを加工
により格子体を作製する際に額縁および桟を平面形状に
したことを特徴とした格子体に上記充填方法を適用した
場合、その寿命改善効果が著しく、特に円筒型鉛蓄電池
の寿命改善に有効で、その工業的効果が大である。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】 正極板の腐食状態を示す模式図
【図２】 エキスパンド格子の正面図（ａ）および断面
図（ｂ）
【図３】 本発明の一実施例の打ち抜き格子体の正面図
（ａ）および断面図（ｂ）
【図４】 本発明の一実施例を示す正極板の活物質の充
填状態を示す断面図
【図５】 本発明品、Ｐｂ−Ｓｎ系合金シートを打ち抜
いた格子体で、全面にペースト充填したものおよびエキ
スパンド格子で、桟部分の充填を桝目部分より少なくし
た３種類の円筒型鉛蓄電池のサイクル寿命試験の比較結
果を示す図
【符号の説明】
１、１ａ 桟 ２ 桟で囲まれた桝目部分の活物質の状態 ３ 桟部分の腐食の状態 ４ 桟で囲まれた桝目部分 ５ 額縁 ６ 格子耳 ７ 桝目部分にペーストが充填された状態 ８ 桟部分にペーストが充填された状態
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA00 AA02 AA03 BB00 KK01 5H017 AA01 AS01 AS10 BB07 BB08 CC05 CC07 CC11 EE02 EE10 HH03 5H028 AA01 AA06 BB03 BB04 BB07 CC12 EE01 5H050 AA07 AA18 BA09 CA06 CB15 DA02 DA05 FA09 FA15 GA23 HA04 HA12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 格子体にペーストを充填したペースト式
    鉛蓄電池において、ＰｂあるいはＰｂ−Ｓｎ系合金シー
    トを加工により作製した正極格子体であって、前記格子
    体の額縁および桟は平面状に形成され、前記桟に囲まれ
    た桝目部分のペースト厚さに比べて桟部分のペースト厚
    さが薄いことを特徴とする鉛蓄電池。
  2. 【請求項２】 前記鉛蓄電池が円筒型であることを特徴
    とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113471447A (zh) * 2021-07-05 2021-10-01 林章勇 一种铅蓄电池用板栅合金及其制备工艺

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CN113471447A (zh) * 2021-07-05 2021-10-01 林章勇 一种铅蓄电池用板栅合金及其制备工艺
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