JP2004235020A - Method of manufacturing lead-acid battery - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池の製造方法、特にストラップ形成に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉛蓄電池の発電要素は、複数の正極板、負極板およびセパレータからなり、正極板の極板耳群同士及び負極板の極板耳群同士をバーナー法等により部分的に溶融してストラップを形成し、互いに電気的に接続される。図1は、バーナー法によりストラップを形成する状態を示す要部斜視図、図2は、その側断面図で、1は極板耳群、2は完成後のストラップ、3は極柱(ポール)、4は台座、41は極板耳群側の台座側部、5は櫛状の切込みを有する溶接補助具(通常、櫛形と称している。以降、櫛形と記載)、6は櫛状の切込み部、7はバーナー、8は足し鉛、9は堰をそれぞれ示す。
【0003】
図1および図2に示すように、櫛形5の櫛状切込み部6に極板耳群1をその上部が櫛形5の上面よりも上に突出するように嵌合した後、櫛形5の上面に所定のストラップ形状になるように極板耳群1を囲むようにして金属ブロック等の堰9を載置して極板耳群1および台座4をバーナー7であぶって部分的に溶融し、さらに場合によってはその堰9の中に足し鉛8を溶融しながら流し込み、ストラップ2を形成すると共に台座4とストラップ2とを一体に溶接・接合する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来の製造方法では、図2に示すように、台座側部41と極板耳群1との間にほとんど隙間がなく、しかも前記台座側部41が垂直に立ち上がっているため、バーナー7の炎が前記台座側部41に十分に当たらず、台座4と極板耳群1が十分に相互溶融されない。そのため、極板耳群1が一部溶融し、足し鉛を供給することによってストラップは形成されたが、極板耳群1と台座側部41とが十分に溶接されていない不具合が発生する。図3は、そのような不具合状態を模式的に示した要部側断面図で、10は極板耳群1と台座側部41との間に形成された隙間(不完全溶接部)を示す。他の構成部材は図1と同じ番号を付記する。
【0005】
図3に示すように、バーナー側の表面では台座4とストラップ2とは一体に溶接されているが、内部では隙間10が存在し、台座4とストラップ2とが十分に溶接されておらず強度的に弱い。また、蓄電池の使用中に、特に正極板において、該隙間10に電解液である希硫酸が上昇し、その部分で腐食が進行し、ストラップが破断する問題を抱えていた。
【0006】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、バーナー法により台座4と極板耳群1とを部分的に溶融してストラップを形成して一体に接合する際に、極板耳群1および台座4が十分に相互溶融され、良好な溶接状態が得られ、両者が完全に一体になったストラップが形成されると共に、その溶接状態が確認可能な溶接方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題を解決するための手段として、請求項1によれば、櫛形を用いバーナー法によりストラップを形成して極柱の台座と極板耳群とを接合する鉛蓄電池の製造方法において、
前記台座の極板耳群側の側部が極板耳方向に向かって下降する傾斜部を有することを特徴とするものである。
【0008】
請求項2によれば、櫛形を用いバーナー法によりストラップを形成して極柱の台座と極板耳群とを接合する鉛蓄電池の製造方法において、
櫛形の台座下部に当接する部分に凹部を設けたことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
図2に示すように、バーナー7で台座側部41および極板耳群1を部分的に溶融する際に、両者の間に隙間がなく、しかも台座側部41が垂直に立ち上がっているために、バーナー7の炎が台座側部41の下部まで行き届かず、台座4と極板耳群1の相互溶融が不完全な状態でストラップ2が形成されてしまい、図3に示すような隙間10が形成されることが明らかになった。
【0010】
請求項1の発明はそのことに鑑みてなされたもので、台座4の極板耳側の台座側部41に極板耳群方向に向かって下降する傾斜部を形成することを特徴とするもので、そのことにより、バーナーの炎が台座側面にあたり易くなり、均一に溶融されると共に、溶融した鉛あるいは鉛合金は傾斜部に添って下部に流れ、絶えず新しい鉛面が露出するので台座が十分に溶融され、極板耳群と一体化されやすく良好な溶接状態が得られる。したがって、従来のように溶接後、ストラップと台座との間に隙間10が発生するといったことがなくなる。
【0011】
台座側部41の傾斜部は図4(a)に示すようにバーナー側の上部に部分的に形成してもよいし、図4(b)に示すように台座4の上部全面に形成してもよい。傾斜角度については、台座厚みやバーナーの炎の強度を勘案して適宜設定することができるが、台座の水平面に対する角度を70度より大きくした場合、極板群と台座側部との間隔が小さくなりバーナーの炎が入り難くなる傾向にあり本発明の効果が低減する。また、傾斜角度を25度より小さくした場合は、台座面がフラットに近づき傾斜部の効果が小さくなり、これも本発明の効果の低減になることを試験溶接により確認した。したがって、傾斜角度としては25〜70度の範囲が好ましいといえる。
【0012】
台座4と極板耳群1とを相互溶融しながらストラップ2を形成する際に、本発明の傾斜部を設けた台座を用いて溶接を行うと、溶接状態の良好なストラップが形成されるが、本願発明者はさらに、この溶接状態を確認可能な方法を見出した。
【0013】
すなわち、請求項2に記載の発明によれば、溶接時に台座側部41が十分に溶融されておれば、溶融した鉛あるいは鉛合金の一部は、台座4の下部に設けた櫛形の凹部12aに流れ込み、該溶融鉛が固化した際には、台座4の下部面に凸部が形成されることになる。したがって、該凸部の有無、ないしは形状を確認することによって溶接状態を知ることができる。すなわち、前記凸部形状が櫛形に形成した凹部の形状と同じ形状をしておれば、台座4の鉛あるいは鉛合金が十分に溶融され、溶接状態が良好であると判断できる。反対に、凸部が櫛形の凹部の形状と対応せず、例えば、一部が欠けていたりすると、台座4の鉛あるいは鉛合金が十分に溶融されておらず、溶接状態が良好でないと判断できる。
【0014】
尚、櫛形に形成する凹部の数、形状、大きさ等は必要に応じて適宜設定しうる設計事項である。
【0015】
【実施例】
本発明を実施例により詳細に説明する。
【0016】
図5は、本発明の実施例1を示す要部側面図で、図4(a)に示す台座と極板耳群とをバーナー法により一体に溶接してストラップを形成する状態を示すもので、3は極柱、4aは台座4の側部41に形成された極板耳群1方向に向かって下降する傾斜部をそれぞれ示す。他の構成部材は図1と同じ番号を付記する。
【0017】
図5に示すように、台座側面41に傾斜部4aを設けることによってバーナー7の炎が台座表面にあたり易くなり台座側面41が均一に溶融される。また傾斜面に沿って溶融した鉛あるいは鉛合金は下部に流れ、絶えず新しい鉛面が露出するので、台座が十分に溶融され、台座と極板耳群とが一体化されやすく良好な溶接状態の得られることが理解できる。
【0018】
図6は、本発明の傾斜部4aを設けた台座4と極板耳群1とを溶接する際に、櫛形5aの上面の台座下部に当接する部分に凹部12aを設けた櫛形を用いて溶接する状態を示す実施例2の要部側断面図である。他の構成部材は図5と同じ番号を付記する。
【0019】
図6に示すように、櫛形5aに凹部12aを設けた場合、バーナー7で溶融された鉛あるいは鉛合金の一部は、前記凹部12aに流入し、最終的に固化して台座4の下部に凸部が形成される。図7は、上記方法によって形成された凸部12bを示す要部側断面図である。図7に示す凸部12bの形状を観察し、その形状が櫛形5aに設けた凹部12aと同じ形状を有しておれば、台座が十分に溶融され、溶接状態が良好であると判断できる。反対に、その形状が完全でないと台座が十分に溶融されておらず、溶接状態がよくないと判断できる。
【0020】
次に、本発明の効果を具体的に示すために、Pb−0.06質量%Ca−1.5質量%Sn合金からなる正・負極格子に通常の正・負極活物質をそれぞれ充填・熟成・乾燥して未化成正・負極板を作製し、正極板8枚、負極板9枚をセパレータを介して積層して、公称電圧2V、定格容量200Ah(10hR)用の極板群を作製した。
【0021】
該極板群の正極板耳群と図2に示す従来の極柱が一体になった台座とをバーナー法により溶接を行い形成した200個のストラップをAとし、同様のエレメントの正極板耳群と本発明の実施例1の傾斜部4aを設けた台座4とをバーナー法で溶接して形成したストラップ200個をBとする。これらサンプルの極板耳群をストラップ下部の位置で切断し、油圧式引張試験機の一方の保持部にストラップをクランプし、もう一方の保持部に台座をクランプして両者を引っ張って台座がストラップから剥離したときの力(MPa)を記録した。その結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
表1に示すように、従来品Aの引張強度の平均値が26MPaで、最小値に17MPaといった低い値のものが発生しているのに対して、本発明品Bの平均値は30MPaと大きい値を示し、台座側部41に傾斜部4aを設け、溶接時にバーナーの炎が台座側部41にあたり易い形状にすることによって台座が十分に溶融され、ストラップ2と台座4が確実に溶接されていることが明らかになった。
【0024】
次に、実施例2に示す台座の下部に当接する櫛形上面部分に凹部12aを設けた櫛形5aを用いて溶接した場合の効果を明らかにするために以下の試験を行った。
【0025】
台座には従来品と本発明の傾斜部4aを有する台座の2種類について溶接を実施し、各サンプルはそれぞれ200個作製した。従来の台座を用いたものをAA、本発明の台座を用いたものBBとし、これらサンプルを溶接・固化後、凹部12aによって台座の下部に形成された凸部12bの形状を観察し、該凸部の形状が不完全な台座の個数を求めた。その結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】
表2に示すように、凸部12bの形状を観察した結果、従来の台座を用いたものは、不完全な凸部形状が11個発生し、台座と極板耳群との溶接が十分でないものが多く発生していることが推察される。一方、台座側部に傾斜部4aを設けたものも1個と僅かではあるが形状の不完全なものが発生した。AAの形状不完全品11個とBBの不完全品1個とを表1の場合と同じ条件で引張試験に供した。その結果を表3に示す。
【0028】
【表3】
【0029】
表3に示すように、凸部形状が不完全なものはいずれも引張強度が低く、溶接状態が良好でないことが明らかになり、凸部の観察が、溶接状態を判断する手段として適切であることが明らかになった。
【0030】
本発明の台座側部に傾斜部を設けたものも、極僅かではあるが形状の不完全なものが発見されているので、本発明1と本発明2とを組み合わせることによって溶接状態の完全なものが得られることが分かった。
【0031】
【発明の効果】
極柱が一体になった台座と極板耳群とをバーナーにより部分的に相互溶融してストラップを形成する際に、その構造上、台座にバーナーの炎が当たり難く、台座が十分に溶融されないままストラップが形成され、ストラップと台座の間に往々にして隙間ができ、ストラップ部の機械的強度が低くなると共に、その隙間を起点に腐食が進行し、蓄電池が短寿命になる問題を抱えていた。それに対して、本発明によれば、台座側部に極板耳群方向に向かって下降する傾斜部を設けた台座を用いることによって、バーナーの炎が台座側部全体にあたり易く均一に溶融されると共に、傾斜がついているので溶融した鉛あるいは鉛合金は下部に流れ、絶えず新しい鉛面が露出するので台座が十分に溶融され、台座と極板耳群とが一体化され易く良好な溶接状態が得られる。
【0032】
さらに、確実な溶接状態を得るために、台座下部に当接する櫛形上面部分に凹部を設けた櫛形を用い、台座が溶融した際に、溶融鉛の一部が該凹部に流入する方式を採用し、ストラップの固化後、台座下部に形成される凸部の形状を観察することによって溶接状態を知ることができ、バーナー法による溶接精度が大幅に改善されその工業的効果が極めて大である。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】バーナー法によりストラップを形成する状態を示す要部斜視図。
【図2】バーナー法によりストラップを形成する状態を示す要部側断面図。
【図3】バーナー法により溶接した際のストラップ部の不具合状態を示す要部側面図。
【図4】本発明の実施例1の台座を示す要部側面図(a)および(b)。
【図5】実施例1によるストラップを形成する状態を示す要部側断面図。
【図6】請求項2に基づく実施例2のストラップを形成する状態を示す要部側断面図。
【図7】実施例2により得られたストラップおよび台座の形状を示す要部側断面図。
【符号の説明】
1 極板耳群
2 ストラップ
3 極柱(ポール)
4 台座
41 台座側部
4a 台座側部に設けた傾斜部
5 櫛形
5a 上面に凹部を設けた櫛形
7 バーナー
12a 櫛形に設けた凹部
12b 台座下面に形成された凸部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a lead storage battery, and more particularly to a strap formation.
[0002]
[Prior art]
The power-generating element of a lead-acid battery is composed of a plurality of positive plates, negative plates and separators, and the straps are formed by partially melting the positive plate lugs and the negative plate lugs by a burner method or the like. And are electrically connected to each other. FIG. 1 is a perspective view of a main part showing a state in which a strap is formed by a burner method, and FIG. 2 is a side sectional view thereof. 1 is an electrode plate group, 2 is a completed strap, and 3 is a pole.
[0003]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, after the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional manufacturing method as described above, as shown in FIG. 2, there is almost no gap between the pedestal side portion 41 and the electrode
[0005]
As shown in FIG. 3, the
[0006]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that when the
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a lead storage battery, comprising: forming a strap by a burner method using a comb, and joining a pedestal of a pole to a group of pole plates;
A side portion of the pedestal on the side of the electrode plate ears has an inclined portion descending toward the electrode plate ears.
[0008]
According to
A concave portion is provided in a portion abutting on a lower portion of the comb-shaped pedestal.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 2, when the
[0010]
The invention of
[0011]
The inclined portion of the pedestal side portion 41 may be formed partially on the upper side of the burner as shown in FIG. 4A, or may be formed on the entire upper surface of the
[0012]
When forming the
[0013]
That is, according to the second aspect of the present invention, if the pedestal side portion 41 is sufficiently melted at the time of welding, a part of the molten lead or lead alloy becomes a comb-shaped concave portion 12a provided at the lower portion of the
[0014]
The number, shape, size, and the like of the comb-shaped recesses are design items that can be appropriately set as needed.
[0015]
【Example】
The present invention will be described in detail with reference to examples.
[0016]
FIG. 5 is a side view showing a main part of the first embodiment of the present invention, in which a pedestal shown in FIG. 4A and an electrode plate group are integrally welded by a burner method to form a strap.
[0017]
As shown in FIG. 5, by providing the inclined portion 4 a on the pedestal side surface 41, the flame of the
[0018]
FIG. 6 shows a case where the
[0019]
As shown in FIG. 6, when the concave portion 12 a is provided in the comb shape 5 a, a part of the lead or the lead alloy melted by the
[0020]
Next, in order to specifically show the effect of the present invention, the positive and negative electrode grids made of a Pb-0.06% by mass Ca-1.5% by mass Sn alloy are filled and aged with ordinary positive and negative electrode active materials, respectively. Drying to prepare unformed positive / negative plates, and stacking 8 positive plates and 9 negative plates via a separator to prepare a group of electrodes for a nominal voltage of 2 V and a rated capacity of 200 Ah (10 hR). .
[0021]
A set of 200 straps formed by welding the positive electrode plate ears of the electrode plate group and the conventional pedestal with the integrated pole as shown in FIG. B is defined as 200 straps formed by welding the
[0022]
[Table 1]
[0023]
As shown in Table 1, the average value of the tensile strength of the conventional product A was 26 MPa, and a low value such as the minimum value of 17 MPa occurred, whereas the average value of the product B of the present invention was as large as 30 MPa. Value, the pedestal side portion 41 is provided with an inclined portion 4a, and the flame of the burner is made to easily hit the pedestal side portion 41 during welding, so that the pedestal is sufficiently melted, and the
[0024]
Next, the following test was conducted to clarify the effect of welding using the comb 5a having the concave portion 12a provided on the upper surface of the comb abutting on the lower portion of the base shown in Example 2.
[0025]
Welding was performed on two types of pedestals, a conventional product and a pedestal having the inclined portion 4a of the present invention, and 200 samples were produced for each sample. AA using the conventional pedestal was designated as AA, and BB using the pedestal of the present invention. After welding and solidifying these samples, the shape of the convex portion 12b formed at the lower portion of the pedestal by the concave portion 12a was observed. The number of pedestals with incomplete part shapes was determined. Table 2 shows the results.
[0026]
[Table 2]
[0027]
As shown in Table 2, as a result of observing the shape of the convex portion 12b, when the conventional pedestal was used, eleven incomplete convex portions were generated, and the welding between the pedestal and the electrode plate group was not sufficient. It is presumed that many things are occurring. On the other hand, the one provided with the inclined portion 4a on the side of the pedestal also had a slight but incomplete shape as one. Eleven incomplete AA products and one incomplete BB product were subjected to a tensile test under the same conditions as in Table 1. Table 3 shows the results.
[0028]
[Table 3]
[0029]
As shown in Table 3, it was clarified that all of the incomplete convex portions had a low tensile strength and the welding state was not good, and observation of the convex portions was appropriate as a means for judging the welding state. It became clear.
[0030]
In the case of the present invention in which the inclined portion is provided on the side of the pedestal, a very small but incomplete shape has been found. It turned out that things could be obtained.
[0031]
【The invention's effect】
When a pedestal with integrated poles and an electrode plate ear group are partially melted by a burner to form a strap, the flame of the burner does not easily hit the pedestal due to its structure, and the pedestal is not sufficiently melted. A strap is formed, leaving a gap between the strap and the pedestal. Was. On the other hand, according to the present invention, the flame of the burner is easily and uniformly melted by hitting the entire pedestal side portion by using the pedestal provided with the inclined portion descending toward the electrode plate group on the pedestal side portion. At the same time, the molten lead or lead alloy flows to the lower part due to the slope, and a new lead surface is constantly exposed, so that the pedestal is sufficiently melted, and the pedestal and the electrode plate group are easily integrated and a good welding condition is obtained. can get.
[0032]
Furthermore, in order to obtain a reliable welding state, a method is used in which a comb is provided with a concave portion on the upper surface portion of the comb which contacts the lower portion of the pedestal, and when the pedestal is molten, a part of the molten lead flows into the concave portion. After the solidification of the strap, the welding state can be known by observing the shape of the projection formed at the lower part of the pedestal, and the welding accuracy by the burner method is greatly improved, and the industrial effect is extremely large.
[0033]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an essential part perspective view showing a state where a strap is formed by a burner method.
FIG. 2 is a side sectional view showing a state where a strap is formed by a burner method.
FIG. 3 is a side view of a main part showing a malfunction state of the strap part when welding is performed by a burner method.
FIGS. 4A and 4B are main part side views showing a pedestal according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side sectional view showing a state where a strap according to the first embodiment is formed.
FIG. 6 is a side sectional view showing a state where a strap according to a second embodiment of the present invention is formed;
FIG. 7 is a sectional side view of a main part showing shapes of a strap and a pedestal obtained according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Pole
4 Pedestal 41 Pedestal side 4a Inclined part 5 provided on pedestal side
Claims (2)
前記台座の極板耳群側の側部が極板耳方向に向かって下降する傾斜部を有することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。In a method of manufacturing a lead storage battery in which a strap is formed by a burner method using a comb shape and a pedestal of a pole and a group of pole plates are joined,
A method of manufacturing a lead storage battery, characterized in that a side portion of the pedestal on the side of the electrode plate group has an inclined portion descending toward the direction of the electrode plate.
櫛形の台座下部に当接する部分に凹部を設けたことを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。In a method of manufacturing a lead storage battery in which a strap is formed by a burner method using a comb shape and a pedestal of a pole and a group of pole plates are joined,
A method for manufacturing a lead-acid battery, wherein a concave portion is provided in a portion abutting on a lower portion of a comb-shaped pedestal.
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2003
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