JP3193526B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP3193526B2 JP3193526B2 JP14276393A JP14276393A JP3193526B2 JP 3193526 B2 JP3193526 B2 JP 3193526B2 JP 14276393 A JP14276393 A JP 14276393A JP 14276393 A JP14276393 A JP 14276393A JP 3193526 B2 JP3193526 B2 JP 3193526B2
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- ear
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池、特に陰極ス
トラップ部の改良に関するものである。
トラップ部の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池は、一般に複数枚の極板の格子
の耳を同極性について合金の棚に集合溶接したストラッ
プとよばれる群棚部が構成され製造される。その集合溶
接する方法には、耳を櫛型に挟んで構成した凹部におい
て、火炎によって足し鉛の合金と耳の一部を溶解凝固さ
せるバーニング方式や、凹部において足し鉛の合金を溶
解した金型に耳を倒立挿入して固めるキャストオンと呼
ばれる方法がよく知られている。いずれにしても溶接の
常識としては、足し鉛と耳は少なくとも一部でよく溶け
合い、また未溶解の耳の平面は溶解した足し鉛の凝固層
にできるだけ接近して隙間なく構成するのが良いとされ
てきた。
の耳を同極性について合金の棚に集合溶接したストラッ
プとよばれる群棚部が構成され製造される。その集合溶
接する方法には、耳を櫛型に挟んで構成した凹部におい
て、火炎によって足し鉛の合金と耳の一部を溶解凝固さ
せるバーニング方式や、凹部において足し鉛の合金を溶
解した金型に耳を倒立挿入して固めるキャストオンと呼
ばれる方法がよく知られている。いずれにしても溶接の
常識としては、足し鉛と耳は少なくとも一部でよく溶け
合い、また未溶解の耳の平面は溶解した足し鉛の凝固層
にできるだけ接近して隙間なく構成するのが良いとされ
てきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近陰極に
おいて、上記のように理想的といわれる溶接を行ったに
もかかわらず、電解液が減少したとき、ストラップの直
ぐ下の耳の付け根近くが腐食断線するという現象が発生
することがわかった。また、この腐食現象を示す耳のス
トラップ領域から露出した部分には、熱履歴の結果と思
われる大きな結晶粒界が認められた。このような腐食
は、単に性能劣化のみならず、断線の仕方によってはス
パークの原因になり滞留ガスに引火して破裂の惨事を誘
発することもあるので、上記の腐食を制御して電池とし
ての信頼性を向上することは重要な課題である。
おいて、上記のように理想的といわれる溶接を行ったに
もかかわらず、電解液が減少したとき、ストラップの直
ぐ下の耳の付け根近くが腐食断線するという現象が発生
することがわかった。また、この腐食現象を示す耳のス
トラップ領域から露出した部分には、熱履歴の結果と思
われる大きな結晶粒界が認められた。このような腐食
は、単に性能劣化のみならず、断線の仕方によってはス
パークの原因になり滞留ガスに引火して破裂の惨事を誘
発することもあるので、上記の腐食を制御して電池とし
ての信頼性を向上することは重要な課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する具体
的手段として、本発明は、複数枚の陰極板の耳を溶接集
合する極板のストラップを備える構成において、少なく
とも直立する耳の側面と足し鉛の凝固層との間に５０μ
ｍ以上の間隔を隔てる空隙を設けることを特徴とする。
的手段として、本発明は、複数枚の陰極板の耳を溶接集
合する極板のストラップを備える構成において、少なく
とも直立する耳の側面と足し鉛の凝固層との間に５０μ
ｍ以上の間隔を隔てる空隙を設けることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明は、上記の空隙を設けるによって、スト
ラップの下の耳の付け根露出部分については溶接時の熱
の履歴による腐食しやすい組織が生成するのを防ぎ、ま
た熱履歴を受けた足し鉛との相互溶解部近傍については
ストラップの内部に収納すると共に、その空隙の隔離寸
法を５０μｍ以上にすることによって、形成された空隙
内部への硫酸の到達を助けて硫酸濃度の低下を抑制し、
空隙内部の腐食現象を抑制する。
ラップの下の耳の付け根露出部分については溶接時の熱
の履歴による腐食しやすい組織が生成するのを防ぎ、ま
た熱履歴を受けた足し鉛との相互溶解部近傍については
ストラップの内部に収納すると共に、その空隙の隔離寸
法を５０μｍ以上にすることによって、形成された空隙
内部への硫酸の到達を助けて硫酸濃度の低下を抑制し、
空隙内部の腐食現象を抑制する。
【０００６】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳しく説明す
る。図１および図２は本発明の実施例であり、構成の特
徴を説明するためのストラップの要部断面図である。な
お、図３は従来理想的とされた構成の例である。
る。図１および図２は本発明の実施例であり、構成の特
徴を説明するためのストラップの要部断面図である。な
お、図３は従来理想的とされた構成の例である。
【０００７】１は陰極板格子の耳、２は鉛合金の足し鉛
の溶解凝固層、３は耳と足し鉛の相互溶解層、４は熱履
歴を受けて腐食しやすくなった熱影響層、５は本発明の
特徴的構成の耳の側面と足し鉛凝固層との空隙、６は減
液により液面がストラップ下まで低下した電解液をそれ
ぞれ示している。また、図２において、７は熱伝導性の
低い化合物の層を示している。
の溶解凝固層、３は耳と足し鉛の相互溶解層、４は熱履
歴を受けて腐食しやすくなった熱影響層、５は本発明の
特徴的構成の耳の側面と足し鉛凝固層との空隙、６は減
液により液面がストラップ下まで低下した電解液をそれ
ぞれ示している。また、図２において、７は熱伝導性の
低い化合物の層を示している。
【０００８】図１のような構成は、例えば極端に耳から
の放熱量を大きくするよう櫛金型の温度を下げて溶接を
行うことにより得ることができる。また、耳の表面に、
空気を多量に含むシリカやアルミナ、ジルコニアなどの
多孔体を塗着するかあるいは水や樹脂など蒸発や分解に
より気体を発生する有機または無機の気化性物質を液体
のまままたはペーストにして塗着固化しておき、溶接時
に前記空気や水、樹脂等を気化させることによって、図
１に示す所望の空隙を構成することができる。
の放熱量を大きくするよう櫛金型の温度を下げて溶接を
行うことにより得ることができる。また、耳の表面に、
空気を多量に含むシリカやアルミナ、ジルコニアなどの
多孔体を塗着するかあるいは水や樹脂など蒸発や分解に
より気体を発生する有機または無機の気化性物質を液体
のまままたはペーストにして塗着固化しておき、溶接時
に前記空気や水、樹脂等を気化させることによって、図
１に示す所望の空隙を構成することができる。
【０００９】図２の熱伝導性の低い化合物は、シリカや
アルミナ、ジルコニア、黒鉛などの粉末を先の気化物質
と混合して塗布したペーストの抜け殻や焼付けた空気を
含む多孔体の抜け殻である。これらの化合物は、溶接時
の断熱の効果を助けるだけでなく、その多孔性は空隙内
部への硫酸の導入を補助する。一般に陰極の隙間腐食
は、硫酸の拡散が不十分なとき酸素の還元によって硫酸
濃度が低下しｐＨが増大して鉛の溶解度があがり促進さ
れる。この多孔性の化合物層は、硫酸の補給による腐食
防止に効果を示す。従って、この化合物の耳表面への結
合力は特別必要ない。一方、空隙の形状は、気化ガスの
量や合金の粘度によって影響されるので、図１の５ａに
示すように、大きなブローホールをつくることもある
が、それは本機能を損うものではない。
アルミナ、ジルコニア、黒鉛などの粉末を先の気化物質
と混合して塗布したペーストの抜け殻や焼付けた空気を
含む多孔体の抜け殻である。これらの化合物は、溶接時
の断熱の効果を助けるだけでなく、その多孔性は空隙内
部への硫酸の導入を補助する。一般に陰極の隙間腐食
は、硫酸の拡散が不十分なとき酸素の還元によって硫酸
濃度が低下しｐＨが増大して鉛の溶解度があがり促進さ
れる。この多孔性の化合物層は、硫酸の補給による腐食
防止に効果を示す。従って、この化合物の耳表面への結
合力は特別必要ない。一方、空隙の形状は、気化ガスの
量や合金の粘度によって影響されるので、図１の５ａに
示すように、大きなブローホールをつくることもある
が、それは本機能を損うものではない。
【００１０】次に、本発明の効果を明らかにするため
に、比較的腐食が起こりやすい傾向にあったカルシウム
系圧延シートの耳を持つ陰極と、鉛錫系合金の足し鉛を
使って図２の構成のストラップを構成した。熱伝導の低
い物質には、径が１０〜２０μｍのアルミナ粒子、気化
性物質には有機ロジンをそれぞれ用いてペースト状とな
し、ロジンの塗布量を変えて各種寸法の空隙を持つスト
ラップを構成した。ストラップ部は分解し、空隙の間隔
を条件と対応して確認した。ロジンは全て分解してお
り、ストラップ部の中には残らなかった。図１のように
本発明の構成では、熱履歴層３はストラップの中にあ
り、ストラップ下の露出部には熱履歴の独特の大きな結
晶粒界は見られなかった。これに対して、従来例では図
３に示したように耳の付け根まで十分に埋められた溶接
状態は見かけ上極めて良好であったが、付け根から露出
した近傍では熱履歴層が見られる構成であった。
に、比較的腐食が起こりやすい傾向にあったカルシウム
系圧延シートの耳を持つ陰極と、鉛錫系合金の足し鉛を
使って図２の構成のストラップを構成した。熱伝導の低
い物質には、径が１０〜２０μｍのアルミナ粒子、気化
性物質には有機ロジンをそれぞれ用いてペースト状とな
し、ロジンの塗布量を変えて各種寸法の空隙を持つスト
ラップを構成した。ストラップ部は分解し、空隙の間隔
を条件と対応して確認した。ロジンは全て分解してお
り、ストラップ部の中には残らなかった。図１のように
本発明の構成では、熱履歴層３はストラップの中にあ
り、ストラップ下の露出部には熱履歴の独特の大きな結
晶粒界は見られなかった。これに対して、従来例では図
３に示したように耳の付け根まで十分に埋められた溶接
状態は見かけ上極めて良好であったが、付け根から露出
した近傍では熱履歴層が見られる構成であった。
【００１１】次いで、これらのストラップの構成を有す
る電池を使って、図１に示すようにストラップが露出す
るまで電解液を下げ、８０℃において正極との間に１４
Ｖを印加して一カ月間腐食試験を行った。その時の破断
した確立を危険率として空隙との関係で図４に示した。
図４から明らかなように、本発明の構成の場合は、空隙
の寸法が５０μｍ以上になると急激に腐食破断の危険率
が減少し、従来例の約３０％よりはるかに低い危険率を
示した。一方、空隙が５０μｍより小さいと腐食の危険
率は増加した。また、空隙が少ない場合には露出部とと
もに隙間腐食が増加した。
る電池を使って、図１に示すようにストラップが露出す
るまで電解液を下げ、８０℃において正極との間に１４
Ｖを印加して一カ月間腐食試験を行った。その時の破断
した確立を危険率として空隙との関係で図４に示した。
図４から明らかなように、本発明の構成の場合は、空隙
の寸法が５０μｍ以上になると急激に腐食破断の危険率
が減少し、従来例の約３０％よりはるかに低い危険率を
示した。一方、空隙が５０μｍより小さいと腐食の危険
率は増加した。また、空隙が少ない場合には露出部とと
もに隙間腐食が増加した。
【００１２】この傾向は、多孔性の化合物が残留しない
気化性物質のみを塗布して構成した図１の構成でも同様
である。上記の効果は、熱履歴によって腐食性が高まる
耳合金への適用に効果があり、その構造の形成方法は気
化材料、多孔性材料、耳放熱構造など広く隙間構造をつ
くる方法の適用を利用できるものである。
気化性物質のみを塗布して構成した図１の構成でも同様
である。上記の効果は、熱履歴によって腐食性が高まる
耳合金への適用に効果があり、その構造の形成方法は気
化材料、多孔性材料、耳放熱構造など広く隙間構造をつ
くる方法の適用を利用できるものである。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ストラ
ップの陰極腐食を抑制し、鉛蓄電池の信頼性と安全性を
高めることができる。
ップの陰極腐食を抑制し、鉛蓄電池の信頼性と安全性を
高めることができる。
【図１】本発明の実施例のストラップの要部断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の他の実施例のストラップの要部断面図
である。
である。
【図３】従来のストラップの要部断面図である。
【図４】本発明の実施例の空隙寸法と腐食破断の危険率
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
１ 耳 ２ 足し鉛凝固層 ３ 相互溶解層 ４ 熱影響層 ５ 空隙 ６ 電解液 ７ 熱伝導性の低い化合物の層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−223813（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−223814（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206459（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−310120（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−243853（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−2049（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−13066（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/20 - 2/34
Claims (2)
- 【請求項１】 複数枚の陰極板の耳を溶接集合する極板
群のストラップを備え、直立する耳の側面と足し鉛の凝
固層との間に５０μｍ以上の間隔を隔てる空隙を設けた
ことを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記空隙に熱伝導性の低い化合物層を設
けた請求項１に記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14276393A JP3193526B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14276393A JP3193526B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333554A JPH06333554A (ja) | 1994-12-02 |
| JP3193526B2 true JP3193526B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=15323019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14276393A Expired - Fee Related JP3193526B2 (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3193526B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP14276393A patent/JP3193526B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06333554A (ja) | 1994-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |