JP2004087413A - 鉛蓄電池用格子体、鉛蓄電池用格子体の製造法及び鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】厳しい高温度の環境下においても鉛−カルシウム系合金の格子体の腐食や伸びを防ぎ、長寿命化を図ることができる鉛蓄電池用格子体を得る。
【解決手段】鉛−カルシウム系合金からなる圧延シートを展開加工した鉛蓄電池用格子体を用いる。鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比は０．０２〜１．０の範囲とする。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池用格子体、鉛蓄電池用格子体の製造法及び鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池においては、メンテナンスフリー化の要望が高まるにつれ、自己放電や減液の原因となりうるアンチモンを含まない合金を格子体に用いる開発が行われてきた。
【０００３】
その中において、実用性に富む格子合金として鉛−カルシウム系合金、例えば鉛−カルシウム−スズ系合金がある。歴史的に従来の格子体が鋳造方式により作られてきた背景もあり、鉛−カルシウム−スズ系合金を用いた場合においても鋳造方式による格子体が用いられてきた。しかしながら、この鋳造方式は、鋳造性に難点があった。
【０００４】
より一層格子体の耐食性向上が求められるようになったことから、現在では鉛−カルシウム−スズ系合金よりなる厚手の鋳造体を基板とし、これを圧延ローラで圧延してシートを形成し、エキスパンド加工することで網状体にした格子体が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、エンジンの高効率やターボチャージャーの採用、エンジンルーム内の集密化等のほか、道路の渋滞なども加わり、鉛蓄電池の使用環境は従来以上に高温度になることもしばしば起こるようになった。その結果、従来発生しなかった種類の電池の短寿命が発生するようになってきた。この原因は、主に高温度下で使用することによる鉛−カルシウム系合金の格子体の腐食や伸びが発端であることが明らかになってきた。
【０００６】
本発明の目的は、厳しい高温度の環境下においても鉛−カルシウム系合金の格子体の腐食や伸びを防ぎ、長寿命化を図ることができる鉛蓄電池用格子体、鉛蓄電池用格子体の製造法及び鉛蓄電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉛−カルシウム系合金からなる圧延シートを展開加工した鉛蓄電池用格子体を対象とする。
【０００８】
本発明に係る鉛蓄電池用格子体では、鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０であることを特徴とする。
【０００９】
このように鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比を０．０２〜１．０とすると、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果がある。
【００１０】
結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０の範囲を外れると、腐食層厚みの割合が増大して、格子体の防食効果が低下して好ましくない。
【００１１】
また本発明は、鉛−カルシウム系合金を圧延ローラで多段的に圧延した圧延シートを展開加工する鉛蓄電池用格子体の製造法を対象とする。
【００１２】
本発明に係る鉛蓄電池用格子体の製造法では、鉛−カルシウム系合金を複数方向から圧延することを特徴とする。
【００１３】
このように鉛−カルシウム系合金を複数方向から圧延すると、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果がある。
【００１４】
鉛−カルシウム系合金を１方向から圧延すると、腐食層厚みの割合が増大して、格子体の防食効果が低下して好ましくない。
【００１５】
さらに本発明は、極板の格子体が鉛−カルシウム系合金からなる圧延シートの展開加工品からなっている鉛蓄電池を対象とする。
【００１６】
本発明に係る鉛蓄電池では、格子体の鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０であることを特徴とする。
【００１７】
このように鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比を０．０２〜１．０とすると、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果があり、鉛蓄電池の寿命特性を改善できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
１．連続鋳造体による網状格子体の作製及び極板の作製
０．０８質量％のカルシウム（Ｃａ）と０．８質量％スズ（Ｓｎ）を含んだ鉛−カルシウム−スズ系合金の基板を連続鋳造することでスラブを得た。このスラブを８０℃にて５時間熱処理した後、圧延ローラにより１．０ｍｍになるまで圧延し、エキスパンド加工して網状格子体とした。
【００２０】
鉛粉と鉛粉に対して１３質量％の希硫酸（比重１．２６０：２０℃）と鉛粉に対して１２質量％の水とを混練して正極活物質ペーストを作った。そしてこの正極活物質ペースト８５ｇを網状格子体に充填してから温度５０℃、湿度９５％中に１８時間放置して熟成した後に温度８０℃、２時間放置して乾燥し、未化成正極板を作製した。
【００２１】
次に、同様な手順で作製した負極活物質ペースト７３ｇを負極格子体に充填してから熟成、乾燥し、未化成負極板を作製した。
【００２２】
２．単板電池作製
未化成正極板１枚と袋状セパレータに挿入された未化成負極板２枚を積層し、これを群溶接した後、電槽内に配置してから電解液を注液することで未化成電池を作製した。なお、電解液は比重１．２２５（２０℃）の希硫酸である。この未化成電池を化成して単板電池を作製した。
【００２３】
３．評価
作製した単板電池を７５℃周囲温度で１時間放置した後、１Ａで６時間放置する工程を繰り返し、試験開始から２８日目に単板電池を取り出し、その際の正極板縦骨における腐食層厚みの割合を化成後の状態と比較した。
【００２４】
本発明の各例と従来例の腐食層厚みの割合を表１に示した。また、スラブを圧延ローラで多段的に圧延する際に複数方向から圧延した場合の腐食層厚みの割合を表２に示した。
【００２５】
【表１】

【表２】

表１より、圧延シートを展開加工した格子体の結晶粒界の短径／長径の比が従来例１に示した０．０１より大きい場合である本発明例２〜４（結晶粒界の短径／長径の比：０．０２〜１．０）において腐食層厚みの割合が低下しており、結晶粒界の短径／長径の比が格子体の防食に効果があることがわかる。
【００２６】
結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０の範囲を外れると、腐食層厚みの割合が増大して、格子体の防食効果が低下して好ましくない。
【００２７】
また表２より、スラブを圧延ローラで圧延する際の圧延方向が従来例１に示した１方向に対し、複数方向から圧延した発明例５〜７では腐食層厚みの割合が低下した。この結果から圧延ローラでスラブ圧延する場合、複数方向から圧延することで格子体の防食に効果があることがわかる。
【００２８】
鉛−カルシウム系合金を１方向から圧延すると、腐食層厚みの割合が増大して、格子体の防食効果が低下して好ましくない。
【００２９】
このため、極板の格子体が鉛−カルシウム系合金からなる圧延シートの展開加工品からなっている鉛蓄電池では、該格子体の鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比を０．０２〜１．０とすることがよい。
【００３０】
このように鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比を０．０２〜１．０とすると、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果があり、鉛蓄電池の寿命特性を改善できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る鉛蓄電池用格子体では、鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比を０．０２〜１．０とするので、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果がある。
【００３２】
結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０の範囲を外れると、腐食層厚みの割合が増大して、格子体の防食効果が低下して好ましくない。
【００３３】
また本発明に係る鉛蓄電池用格子体の製造法では、鉛−カルシウム系合金を複数方向から圧延するので、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果がある。
【００３４】
鉛−カルシウム系合金を１方向から圧延すると、腐食層厚みの割合が増大して、格子体の防食効果が低下して好ましくない。
【００３５】
さらに本発明に係る鉛蓄電池では、格子体の鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比を０．０２〜１．０にしたので、腐食層厚みの割合が低下し、格子体の防食に効果があり、鉛蓄電池の寿命特性を改善できる。

Claims (3)

1. 鉛−カルシウム系合金からなる圧延シートを展開加工した鉛蓄電池用格子体であって、
   前記鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０であることを特徴とする鉛蓄電池用格子体。
2. 鉛−カルシウム系合金を圧延ローラで多段的に圧延した圧延シートを展開加工する鉛蓄電池用格子体の製造法であって、
   前記鉛−カルシウム系合金を複数方向から圧延することを特徴とする鉛蓄電池用格子体の製造法。
3. 極板の格子体が鉛−カルシウム系合金からなる圧延シートの展開加工品からなっている鉛蓄電池であって、
   前記格子体の前記鉛−カルシウム系合金の結晶粒界の短径／長径の比が０．０２〜１．０であることを特徴とする鉛蓄電池。