JP3509294B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP3509294B2 JP3509294B2 JP14327095A JP14327095A JP3509294B2 JP 3509294 B2 JP3509294 B2 JP 3509294B2 JP 14327095 A JP14327095 A JP 14327095A JP 14327095 A JP14327095 A JP 14327095A JP 3509294 B2 JP3509294 B2 JP 3509294B2
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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
-
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池、特にその極板
格子の耳部と一体に形成されたストラップの応力腐食割
れの抑制、耐食性の改善に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、自動車用の鉛蓄電池は、その使用
環境の多様化に伴い、メンテナンスフリー化への要望が
高まっている。このような流れの中で、正、負極格子に
鉛−カルシウム系合金を用いたカルシウムタイプと呼ば
れる電池や、正極格子に鉛−アンチモン系合金を、負極
格子に鉛−スズ−カルシウム系合金をそれぞれ使用する
ハイブリッドタイプの電池が用いられる様になってき
た。 【０００３】これら電池のストラップ形成方法には、極
板格子の耳部相互を、鉛−アンチモン系合金からなる足
し鉛を用いて溶接を行い、棚部を形成する方法が採られ
ている。 【０００４】このストラップ形成の溶接時に、極板格子
の耳部を形成する鉛合金に含まれるカルシウムと、足し
鉛中のアンチモンとが互いに溶け合い、格子耳部と棚部
との境界部分に非常に腐食されやすい金属間化合物が形
成される。そしてこのストラップ部分が電解液から露出
すると、この境界部分において腐食が発生、進行し、や
がて耳部の切断に至るという問題点が明らかになってき
た。 【０００５】上記問題点に対して、特公平３−２５８９
５号公報には、極板格子体および極柱と接続する棚部
に、アンチモンを含まない純鉛または鉛合金を用いるこ
とが開示されており、最近ではこのような鉛合金の中で
も、アンチモンを含まない鉛−スズ系合金が一般的に使
用されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、棚部を
形成する足し鉛に鉛−スズ系合金を用いると、棚部の鉛
合金の結晶粒径が粗大化する。そしてこの粗大な結晶粒
の粒界部分に、電解液や空気中の酸素が浸透すると、棚
部の鉛合金の腐食が進行し、粒界部分に硫酸鉛が析出す
る。そしてこの硫酸鉛は、粒界部分を押し広げようとす
る。その結果、棚部の結晶粒界近傍には、応力が作用す
るようになり、所謂、棚部に応力腐食割れが発生しやす
いという課題があった。 【０００７】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、棚部の結晶粒界部分に沿って発生する応力腐食割れ
を抑制し、ストラップ部が電解液から露出した場合にお
いても、優れた耐食性を有するストラップを提供するも
のである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の鉛蓄電池は、鉛−スズ−カルシウム系合金か
らなる極板の格子耳部相互を、鉛−スズ−セレン系合金
からなる足し鉛を用いた棚部により接続したものであ
る。 【０００９】なお、ここでの鉛−スズ−セレン系合金に
おけるスズの含有量は０．５〜２．５重量％、セレンの
それは１０〜２００ｐｐｍとする。 【００１０】 【作用】足し鉛合金としての鉛−スズ系合金に１０〜２
００ｐｐｍのセレンを添加することにより、溶接時にセ
レンが鉛合金粒子の結晶の核となり、棚部合金の結晶粒
の微細化を促す。このため、結晶粒界に電解液や空気中
の酸素が浸透することに起因する腐食の発生が抑制でき
る。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 【００１２】正極格子には、鉛−２．５重量％アンチモ
ン合金を鋳造した鋳造格子を、負極格子には、鉛−０．
５重量％スズ−０．０８重量％カルシウム合金からなる
鉛合金シートにエキスパンド加工を施したエキスパンド
格子をそれぞれ用いた。これらの極板格子に活物質ペー
ストを塗布し、正、負極板を作成した。 【００１３】これらの極板の複数枚を相互の間にセパレ
ータを介して交互に重ね合わせ、同極性極板格子の耳部
相互をストラップにより接続し、極板群を構成してハイ
ブリッドタイプの電池とした。 【００１４】ストラップの形成は、格子耳部を溶接治具
に装着し、治具上に足し鉛を位置させ、足し鉛上部より
バーナーを用いて足し鉛を溶解するバーニング溶接を施
すことにより作成した。 【００１５】負極ストラップを形成する足し鉛は、スズ
の濃度を０．２５重量％から２．７５重量％、セレンの
濃度を０ｐｐｍから２２０ｐｐｍの範囲で種々変化させ
た鉛合金を使用した。また、隣り合ったセル室の異極性
極板をつなぐセル間接続体には、鉛−スズ系合金を用い
た。 【００１６】上記極板群を電槽に挿入し、公称電圧１２
Ｖのハイブリッドタイプの電池を各５個作成した。これ
らの電池を用い、電解液液面を一定に保持しながら、７
５℃の環境下において、１３．８Ｖで８週間過充電を行
った。 【００１７】試験前後の負極棚部の亀裂や割れの発生状
態を確認した。さらに、負極棚部中央を極板の厚み方向
に切断し、棚部と耳部の溶接部位の観察を行った。（表
１）（表２）にスズ濃度、セレン濃度を種々変化させた
ストラップの割れの発生状況および耳部の切断状況を示
す。なお、腐食による耳部の破断状態は腐食の程度を示
しており、表中の記号○、△、×は各々耳の全数に対す
る破断した耳の割合（破断率）が１０％未満、１０％以
上４０％未満、４０％以上であることをそれぞれ示す。 【００１８】 【表１】【００１９】 【表２】【００２０】これら（表１）、（表２）から明らかなよ
うに鉛−スズ−セレン系合金において、スズ濃度が０．
５重量％以上２．５重量％以下、且つセレン含有率が１
０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下の合金を使用することに
より、棚部での応力腐食割れの発生を抑制し、同時に棚
部と耳部の溶接個所の耐食性を改善することができる。 【００２１】なお、鉛−スズ系合金の結晶粒を微細化す
る元素として、セレンの外に硫黄、銅を用いてもよく、
これらの元素を微量含む鉛合金からなる棚部は、結晶粒
が微細化して、本実施例と同様の効果を得ることができ
る。 【００２２】 【発明の効果】本発明により、棚部の応力腐食割れの発
生を抑制し、また耐食性の向上した信頼性の高いストラ
ップを得ることが出来る。
格子の耳部と一体に形成されたストラップの応力腐食割
れの抑制、耐食性の改善に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、自動車用の鉛蓄電池は、その使用
環境の多様化に伴い、メンテナンスフリー化への要望が
高まっている。このような流れの中で、正、負極格子に
鉛−カルシウム系合金を用いたカルシウムタイプと呼ば
れる電池や、正極格子に鉛−アンチモン系合金を、負極
格子に鉛−スズ−カルシウム系合金をそれぞれ使用する
ハイブリッドタイプの電池が用いられる様になってき
た。 【０００３】これら電池のストラップ形成方法には、極
板格子の耳部相互を、鉛−アンチモン系合金からなる足
し鉛を用いて溶接を行い、棚部を形成する方法が採られ
ている。 【０００４】このストラップ形成の溶接時に、極板格子
の耳部を形成する鉛合金に含まれるカルシウムと、足し
鉛中のアンチモンとが互いに溶け合い、格子耳部と棚部
との境界部分に非常に腐食されやすい金属間化合物が形
成される。そしてこのストラップ部分が電解液から露出
すると、この境界部分において腐食が発生、進行し、や
がて耳部の切断に至るという問題点が明らかになってき
た。 【０００５】上記問題点に対して、特公平３−２５８９
５号公報には、極板格子体および極柱と接続する棚部
に、アンチモンを含まない純鉛または鉛合金を用いるこ
とが開示されており、最近ではこのような鉛合金の中で
も、アンチモンを含まない鉛−スズ系合金が一般的に使
用されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、棚部を
形成する足し鉛に鉛−スズ系合金を用いると、棚部の鉛
合金の結晶粒径が粗大化する。そしてこの粗大な結晶粒
の粒界部分に、電解液や空気中の酸素が浸透すると、棚
部の鉛合金の腐食が進行し、粒界部分に硫酸鉛が析出す
る。そしてこの硫酸鉛は、粒界部分を押し広げようとす
る。その結果、棚部の結晶粒界近傍には、応力が作用す
るようになり、所謂、棚部に応力腐食割れが発生しやす
いという課題があった。 【０００７】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、棚部の結晶粒界部分に沿って発生する応力腐食割れ
を抑制し、ストラップ部が電解液から露出した場合にお
いても、優れた耐食性を有するストラップを提供するも
のである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の鉛蓄電池は、鉛−スズ−カルシウム系合金か
らなる極板の格子耳部相互を、鉛−スズ−セレン系合金
からなる足し鉛を用いた棚部により接続したものであ
る。 【０００９】なお、ここでの鉛−スズ−セレン系合金に
おけるスズの含有量は０．５〜２．５重量％、セレンの
それは１０〜２００ｐｐｍとする。 【００１０】 【作用】足し鉛合金としての鉛−スズ系合金に１０〜２
００ｐｐｍのセレンを添加することにより、溶接時にセ
レンが鉛合金粒子の結晶の核となり、棚部合金の結晶粒
の微細化を促す。このため、結晶粒界に電解液や空気中
の酸素が浸透することに起因する腐食の発生が抑制でき
る。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 【００１２】正極格子には、鉛−２．５重量％アンチモ
ン合金を鋳造した鋳造格子を、負極格子には、鉛−０．
５重量％スズ−０．０８重量％カルシウム合金からなる
鉛合金シートにエキスパンド加工を施したエキスパンド
格子をそれぞれ用いた。これらの極板格子に活物質ペー
ストを塗布し、正、負極板を作成した。 【００１３】これらの極板の複数枚を相互の間にセパレ
ータを介して交互に重ね合わせ、同極性極板格子の耳部
相互をストラップにより接続し、極板群を構成してハイ
ブリッドタイプの電池とした。 【００１４】ストラップの形成は、格子耳部を溶接治具
に装着し、治具上に足し鉛を位置させ、足し鉛上部より
バーナーを用いて足し鉛を溶解するバーニング溶接を施
すことにより作成した。 【００１５】負極ストラップを形成する足し鉛は、スズ
の濃度を０．２５重量％から２．７５重量％、セレンの
濃度を０ｐｐｍから２２０ｐｐｍの範囲で種々変化させ
た鉛合金を使用した。また、隣り合ったセル室の異極性
極板をつなぐセル間接続体には、鉛−スズ系合金を用い
た。 【００１６】上記極板群を電槽に挿入し、公称電圧１２
Ｖのハイブリッドタイプの電池を各５個作成した。これ
らの電池を用い、電解液液面を一定に保持しながら、７
５℃の環境下において、１３．８Ｖで８週間過充電を行
った。 【００１７】試験前後の負極棚部の亀裂や割れの発生状
態を確認した。さらに、負極棚部中央を極板の厚み方向
に切断し、棚部と耳部の溶接部位の観察を行った。（表
１）（表２）にスズ濃度、セレン濃度を種々変化させた
ストラップの割れの発生状況および耳部の切断状況を示
す。なお、腐食による耳部の破断状態は腐食の程度を示
しており、表中の記号○、△、×は各々耳の全数に対す
る破断した耳の割合（破断率）が１０％未満、１０％以
上４０％未満、４０％以上であることをそれぞれ示す。 【００１８】 【表１】【００１９】 【表２】【００２０】これら（表１）、（表２）から明らかなよ
うに鉛−スズ−セレン系合金において、スズ濃度が０．
５重量％以上２．５重量％以下、且つセレン含有率が１
０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下の合金を使用することに
より、棚部での応力腐食割れの発生を抑制し、同時に棚
部と耳部の溶接個所の耐食性を改善することができる。 【００２１】なお、鉛−スズ系合金の結晶粒を微細化す
る元素として、セレンの外に硫黄、銅を用いてもよく、
これらの元素を微量含む鉛合金からなる棚部は、結晶粒
が微細化して、本実施例と同様の効果を得ることができ
る。 【００２２】 【発明の効果】本発明により、棚部の応力腐食割れの発
生を抑制し、また耐食性の向上した信頼性の高いストラ
ップを得ることが出来る。
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(56)参考文献 特開 平６−243855（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−196145（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−310120（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−217574（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−175167（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−262257（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−141864（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−190250（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 2/28
H01M 4/16
H01M 10/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 鉛−スズ−カルシウム系合金からなる極
板格子の耳部相互を、０．５〜２．５重量％のスズおよ
び１０〜２００ｐｐｍのセレンを含む鉛−スズ−セレン
系合金からなる棚部により接続したことを特徴とする鉛
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327095A JP3509294B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327095A JP3509294B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08339794A JPH08339794A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3509294B2 true JP3509294B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=15334852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14327095A Expired - Fee Related JP3509294B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509294B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210210A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP5748181B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2015-07-15 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池及びこの鉛蓄電池を搭載したアイドリングストップ車 |
-
1995
- 1995-06-09 JP JP14327095A patent/JP3509294B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08339794A (ja) | 1996-12-24 |
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|---|---|---|---|
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