JP3346605B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JP3346605B2 JP3346605B2 JP17747193A JP17747193A JP3346605B2 JP 3346605 B2 JP3346605 B2 JP 3346605B2 JP 17747193 A JP17747193 A JP 17747193A JP 17747193 A JP17747193 A JP 17747193A JP 3346605 B2 JP3346605 B2 JP 3346605B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- tin
- life
- elongation
- calcium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池の改良に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用鉛蓄電池においては、そ
の格子に、メンテナンスフリーの観点から、水素発生過
電圧の小さいアンチモン系合金に代わって、カルシウム
系の鉛合金が採用される傾向にある。また、これらの格
子は、合金の圧延シートをエキスパンド加工したいわゆ
るエキスパンド方式が生産性や品質の点で注目され、多
用されるようになった。このカルシウム系合金の組成に
ついては、カルシウムは０．２％以下の微量領域、錫に
ついては数％を越える高濃度領域までの広い範囲は開示
されている。一方、格子の目の形状は、ペーストを保持
し効率よく集電するには、菱形の横対角線に対する縦対
角線の比が０．７以上が適切といわれてきた。上記形状
を得ようとすると、元格子の骨格部はおよそ１２２％以
上に伸延されて形成されたことになる。すなわち、合金
の組成は従来のこのような形状をとるかぎり、実用的に
は伸びやすく切れにくい領域、例えばカルシウム０．１
％であって、錫１％を下回るような領域は好んで採用さ
れ、高濃度の領域は敬遠されてきた。特に、これらの錫
の添加量が１％を下回る領域では、上記のような１２２
％以上の伸延を与えて得られた格子であっても、開発当
初では優れたメンテナンスフリー特性と適度な耐久性を
示すものとして実用性を認められてきた。しかし、最近
の自動車技術の進展のなかで電池環境の高温化の傾向に
伴って、格子の腐食や変形に関連する短寿命現象に遭遇
した。これらの解決には、シートの圧延や管理、エキス
パンド加工の速度などの条件を適正化することによっ
て、錫１％を越える領域も実質的に活用可能にしたり、
さらには上記カルシウム系合金の基材の上に高濃度の錫
やアンチモンを含む異種合金の箔層を圧延一体化した複
合シートとする表面処理方法が開発され、あるいはこれ
らが組み合わされて、うまく条件を管理すれば大幅に寿
命特性が向上することが可能になった。
の格子に、メンテナンスフリーの観点から、水素発生過
電圧の小さいアンチモン系合金に代わって、カルシウム
系の鉛合金が採用される傾向にある。また、これらの格
子は、合金の圧延シートをエキスパンド加工したいわゆ
るエキスパンド方式が生産性や品質の点で注目され、多
用されるようになった。このカルシウム系合金の組成に
ついては、カルシウムは０．２％以下の微量領域、錫に
ついては数％を越える高濃度領域までの広い範囲は開示
されている。一方、格子の目の形状は、ペーストを保持
し効率よく集電するには、菱形の横対角線に対する縦対
角線の比が０．７以上が適切といわれてきた。上記形状
を得ようとすると、元格子の骨格部はおよそ１２２％以
上に伸延されて形成されたことになる。すなわち、合金
の組成は従来のこのような形状をとるかぎり、実用的に
は伸びやすく切れにくい領域、例えばカルシウム０．１
％であって、錫１％を下回るような領域は好んで採用さ
れ、高濃度の領域は敬遠されてきた。特に、これらの錫
の添加量が１％を下回る領域では、上記のような１２２
％以上の伸延を与えて得られた格子であっても、開発当
初では優れたメンテナンスフリー特性と適度な耐久性を
示すものとして実用性を認められてきた。しかし、最近
の自動車技術の進展のなかで電池環境の高温化の傾向に
伴って、格子の腐食や変形に関連する短寿命現象に遭遇
した。これらの解決には、シートの圧延や管理、エキス
パンド加工の速度などの条件を適正化することによっ
て、錫１％を越える領域も実質的に活用可能にしたり、
さらには上記カルシウム系合金の基材の上に高濃度の錫
やアンチモンを含む異種合金の箔層を圧延一体化した複
合シートとする表面処理方法が開発され、あるいはこれ
らが組み合わされて、うまく条件を管理すれば大幅に寿
命特性が向上することが可能になった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが管理の難しさ
に加えて、従来の寿命レベルをこえて長寿命であるがゆ
えに、新しい問題が発生することが分かった。すなわ
ち、長期使用に伴って、特に寿命の終盤近くにおける電
解液の減少に伴う硫酸の高濃度化や、セパレータの酸化
劣化や破損、活物質の脱落物の積算量の増加と極板への
浮遊付着物の増加などによって、短絡を起こしたり、活
物質の剥離のために突然機能が停止したりする現象が増
加した。これらの現象は、順調に使用中のある時突然起
こるので、交換時期を失い、対処に困るのであって、短
寿命よりやっかいな現象である。更に困るのは、長寿命
になるほどこの危険度が高まることである。従って、単
に長寿命であるだけでなく、正常に機能している間に徐
々に機能を低下させ劣化感を与えて、使用者に寿命時
期、すなわち電池交換時期を予知させることが望ましい
のである。本発明の目的は、長寿命を実現すると同時に
漸次機能を劣化させて寿命末期を予告する機能を有する
鉛蓄電池を提供することである。
に加えて、従来の寿命レベルをこえて長寿命であるがゆ
えに、新しい問題が発生することが分かった。すなわ
ち、長期使用に伴って、特に寿命の終盤近くにおける電
解液の減少に伴う硫酸の高濃度化や、セパレータの酸化
劣化や破損、活物質の脱落物の積算量の増加と極板への
浮遊付着物の増加などによって、短絡を起こしたり、活
物質の剥離のために突然機能が停止したりする現象が増
加した。これらの現象は、順調に使用中のある時突然起
こるので、交換時期を失い、対処に困るのであって、短
寿命よりやっかいな現象である。更に困るのは、長寿命
になるほどこの危険度が高まることである。従って、単
に長寿命であるだけでなく、正常に機能している間に徐
々に機能を低下させ劣化感を与えて、使用者に寿命時
期、すなわち電池交換時期を予知させることが望ましい
のである。本発明の目的は、長寿命を実現すると同時に
漸次機能を劣化させて寿命末期を予告する機能を有する
鉛蓄電池を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題解決の手段とし
て、本発明は、菱形網状内部形状の水平方向の対角２頂
点間の直線距離ａに対する上記対角２点間の骨格に沿っ
た内法の長さｂの割合を伸延率Ｒ＝ｂ／ａとするとき、
カルシウム０．０４％以上０．１０％以下、錫１．０％
以上２．０％以下の領域の組成のカルシウム系鉛合金を
基材とする鉛合金シートを伸延率１１５％以上１２０％
以下にエキスパンド加工した格子を備える鉛蓄電池を提
供する。
て、本発明は、菱形網状内部形状の水平方向の対角２頂
点間の直線距離ａに対する上記対角２点間の骨格に沿っ
た内法の長さｂの割合を伸延率Ｒ＝ｂ／ａとするとき、
カルシウム０．０４％以上０．１０％以下、錫１．０％
以上２．０％以下の領域の組成のカルシウム系鉛合金を
基材とする鉛合金シートを伸延率１１５％以上１２０％
以下にエキスパンド加工した格子を備える鉛蓄電池を提
供する。
【０００５】
【作用】本発明によれば、格子の組成は伸延性に乏しい
が、抗張力や耐食性に優れた合金組成領域をシート基材
に活用することによって、寿命の高温寿命レベルを高め
ると共に、伸延ストレスを適度に与えることによって、
適度に制限された量の微小クラックを発生させて、短寿
命にはならないが適度に腐食を促進させ、漸次機能の劣
化を起こさせ、急激な劣化が起こる時期よりも前に寿命
末期感を使用者に知らせることができる。
が、抗張力や耐食性に優れた合金組成領域をシート基材
に活用することによって、寿命の高温寿命レベルを高め
ると共に、伸延ストレスを適度に与えることによって、
適度に制限された量の微小クラックを発生させて、短寿
命にはならないが適度に腐食を促進させ、漸次機能の劣
化を起こさせ、急激な劣化が起こる時期よりも前に寿命
末期感を使用者に知らせることができる。
【０００６】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明を適用したエキンパンド格子の代表的
な網目の部分図である。ここで、カルシウム０．０５
％、錫１．３％の合金を基材に用い、一つは５％の錫と
アンチモンを含む１５μｍ厚の合金箔層を片面に圧着形
成したシートＡと、表面層を形成しない基材のままのシ
ートＢを適用し、各種角度のＶ字型の金型を使って所定
の伸延率のエキスパンド格子を形成した。図１におい
て、１、２は菱形網目内部の水平方向の２対角頂点を表
わし、３、４は格子を表わす。ａは２頂点１、２間の距
離、ｂは２水平２頂点の間の骨格に沿った内法の距離で
ある。実質的にはほぼａ長さの合金シートの部分がｂの
長さに伸延される。従って伸延率ＲはＲ＝ｂ／ａであ
る。管理上は便宜的に骨格２辺の和をｂに代用してもよ
い。このようにして得られた格子にペーストを塗着した
極板を用いて、公称容量５０Ａｈクラスの電池を作製
し、７５℃でＪＩＳの軽負荷寿命試験を行った。すなわ
ち、１４．８Ｖ（ただし最大電流２５Ａ）で１０分間充
電し、２５Ａで４分間放電する充放電を繰り返し、４８
０サイクル毎に３５６Ａで放電した時の３０秒目電圧を
測定した。図２は充放電サイクルに伴う３０秒目電圧の
変化を示している。ここで、Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それ
ぞれシートＡを伸延率１１４％、１１７％、１１２％で
展開したものである。この結果が示すように、Ａ１は、
寿命は長いが末期に突然機能を失う劣化現象がみられ
た。Ａ２は、劣化が漸次的であって末期に機能の低下に
よって寿命の末期を予知させることができた。一方、Ａ
３は、相対寿命が低い値を示した。図３は前記の方法を
使って基材の組成が錫１％を越える領域で各種伸延率を
変えた場合の寿命のレベルと急激な劣化が５％以上起こ
る危険性領域を調べた結果を示している。従来の錫１％
より少ない領域の代表として、カルシウム０．０７％、
錫０．３％の基材に伸延率１２２％を適用した場合Ｄの
寿命レベルを参考として示した。この結果が示すよう
に、本発明の圧延シートの基材に１％を越える錫量を適
用し、これを伸延率１１５％以上１２０％以下の範囲で
エキスパンド加工することにより、従来の寿命より５０
％以上高い耐久力を達成すると同時に急激な劣化の危険
性が大幅に低減する。なお、カルシウム量０．０４〜
０．１０％、錫量１．０％を越える領域では、伸び性は
比較的類似しており、上記の伸延率と寿命の予告性の関
係は比較的類似している。
る。図１は本発明を適用したエキンパンド格子の代表的
な網目の部分図である。ここで、カルシウム０．０５
％、錫１．３％の合金を基材に用い、一つは５％の錫と
アンチモンを含む１５μｍ厚の合金箔層を片面に圧着形
成したシートＡと、表面層を形成しない基材のままのシ
ートＢを適用し、各種角度のＶ字型の金型を使って所定
の伸延率のエキスパンド格子を形成した。図１におい
て、１、２は菱形網目内部の水平方向の２対角頂点を表
わし、３、４は格子を表わす。ａは２頂点１、２間の距
離、ｂは２水平２頂点の間の骨格に沿った内法の距離で
ある。実質的にはほぼａ長さの合金シートの部分がｂの
長さに伸延される。従って伸延率ＲはＲ＝ｂ／ａであ
る。管理上は便宜的に骨格２辺の和をｂに代用してもよ
い。このようにして得られた格子にペーストを塗着した
極板を用いて、公称容量５０Ａｈクラスの電池を作製
し、７５℃でＪＩＳの軽負荷寿命試験を行った。すなわ
ち、１４．８Ｖ（ただし最大電流２５Ａ）で１０分間充
電し、２５Ａで４分間放電する充放電を繰り返し、４８
０サイクル毎に３５６Ａで放電した時の３０秒目電圧を
測定した。図２は充放電サイクルに伴う３０秒目電圧の
変化を示している。ここで、Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それ
ぞれシートＡを伸延率１１４％、１１７％、１１２％で
展開したものである。この結果が示すように、Ａ１は、
寿命は長いが末期に突然機能を失う劣化現象がみられ
た。Ａ２は、劣化が漸次的であって末期に機能の低下に
よって寿命の末期を予知させることができた。一方、Ａ
３は、相対寿命が低い値を示した。図３は前記の方法を
使って基材の組成が錫１％を越える領域で各種伸延率を
変えた場合の寿命のレベルと急激な劣化が５％以上起こ
る危険性領域を調べた結果を示している。従来の錫１％
より少ない領域の代表として、カルシウム０．０７％、
錫０．３％の基材に伸延率１２２％を適用した場合Ｄの
寿命レベルを参考として示した。この結果が示すよう
に、本発明の圧延シートの基材に１％を越える錫量を適
用し、これを伸延率１１５％以上１２０％以下の範囲で
エキスパンド加工することにより、従来の寿命より５０
％以上高い耐久力を達成すると同時に急激な劣化の危険
性が大幅に低減する。なお、カルシウム量０．０４〜
０．１０％、錫量１．０％を越える領域では、伸び性は
比較的類似しており、上記の伸延率と寿命の予告性の関
係は比較的類似している。
【０００７】
【発明の効果】以上のように本発明は、近年の高温環境
下における高い寿命レベルを達成すると共に寿命末期に
漸次劣化を示し、長期使用中の急激な劣化が起こる前に
使用者に交換時期を予告することを可能にした鉛蓄電池
を提供するものである。
下における高い寿命レベルを達成すると共に寿命末期に
漸次劣化を示し、長期使用中の急激な劣化が起こる前に
使用者に交換時期を予告することを可能にした鉛蓄電池
を提供するものである。
【０００８】
【図１】本発明の一実施例のエキスパンド格子の要部の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】各種伸延率の格子を用いた電池の劣化の推移を
比較した図である。
比較した図である。
【図３】格子の伸延率と、寿命レベルおよび急激な劣化
発生危険性レベルの関係を示す図である。
発生危険性レベルの関係を示す図である。
１、２ 菱形網目構造の水平方向の対角頂点 ３、４ 骨格 ａ 水平方向の対角頂点１、２間の距離 ｂ 水平方向の対角頂点１、２間の内法の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−170139（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−304665（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−22352（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/64 - 4/84
Claims (2)
- 【請求項１】 菱形網状形状の水平方向の対角２頂点間
の直線距離ａに対する前記対角２点間の骨格に沿った内
法の長さｂの割合を伸延率とするとき、カルシウム０．
０４％以上０．１０％以下、錫１．０％以上２．０％以
下の領域の組成のカルシウム系鉛合金を基材とする鉛合
金シートを伸延率１１５％以上１２０％以下にエキスパ
ンド加工した格子を備えることを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記鉛合金シートが、高濃度の錫、アン
チモンのいずれかを含む別の合金の箔層を前記基材に圧
延一体化した複合体からなる請求項１記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17747193A JP3346605B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17747193A JP3346605B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714583A JPH0714583A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3346605B2 true JP3346605B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=16031501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17747193A Expired - Lifetime JP3346605B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346605B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4894105B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2012-03-14 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池 |
| JP4945960B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2012-06-06 | パナソニック株式会社 | 鉛蓄電池用エキスパンド格子体の製造方法 |
| JP5115107B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2013-01-09 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| JP5228601B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2013-07-03 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池 |
| CN111814331B (zh) * | 2020-07-08 | 2023-10-20 | 重庆大学 | 复杂情况下多变点的设备剩余使用寿命预测方法 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17747193A patent/JP3346605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0714583A (ja) | 1995-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100378143B1 (ko) | 납축전지용양극그리드,및상기그리드를이용한전지및축전지 | |
| JP5522444B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| TW459417B (en) | Expanded grid for electrode plate of lead-acid battery | |
| US5120620A (en) | Binary lead-tin alloy substrate for lead-acid electrochemical cells | |
| JP4160856B2 (ja) | 鉛蓄電池用鉛基合金及びこれを用いた鉛蓄電池 | |
| JP5061451B2 (ja) | 鉛蓄電池用負極集電体 | |
| JP3346605B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP3987370B2 (ja) | 鉛蓄電池用正極板及びこれを用いた鉛蓄電池 | |
| JP3099330B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP4894211B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP4686808B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP2000164223A (ja) | 鉛蓄電池用格子体 | |
| US6593032B1 (en) | Storage battery | |
| JP2000357518A (ja) | 鉛蓄電池用格子体およびその製造方法 | |
| JPH02299155A (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP2005044760A (ja) | 鉛蓄電池極板格子の製造方法 | |
| JP2002260671A (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JPS6010560A (ja) | 鉛蓄電池極板用基板 | |
| JP2001202988A (ja) | シール形鉛蓄電池 | |
| JP4224756B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP2003178760A (ja) | 鉛蓄電池用格子体 | |
| JPH0850896A (ja) | 鉛蓄電池の製造法 | |
| JPH10208750A (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP4977926B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP2002313411A (ja) | 制御弁式鉛蓄電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110906 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120906 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130906 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |