JP4774297B2 - 鉛蓄電池用格子体の製造方法および鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
その後、合金シート3にスリットを形成し、このスリットを展開して網目を有するエキスパンド格子体が得られる。エキスパンド格子体における網目内に、活物質ペーストを充填し、切断して鉛蓄電池用の極板が得られる。
関係式:1.3≦(a+t)/bおよび0.05≦t≦0.30を満たし、
前記工程(1)における圧延ローラーの、母材シートの長手方向において母材シートおよび鉛合金箔と接触する部分の長さが10mm以上であり、
前記工程(1)において、母材シートと鉛合金箔との間の温度差が50℃以下であり、
前記鉛合金箔が、Sn、Sb、およびAgからなる群より選択される少なくとも1種を含む鉛合金からなることを特徴とする。
また、本発明は、上記の製造方法により得られた鉛蓄電池用格子体を、少なくとも正極格子体として用いた鉛蓄電池に関する。
格子体に用いられる鉛合金シートの圧延工程において、6段の一対の圧延ローラー12が設けられている。これらの圧延ローラーの大きさ(径)は同一であり、一対の圧延ローラーにおいて圧延ローラー同士の軸間距離は、段数が増大するにつれて、母材シートの厚さの減少に対応して、小さくなるように圧延ローラーが配置されている。また、母材シートの長手方向において隣接する圧延ローラーの軸間距離は等しくなるように、圧延ローラーは配置されている。
さらに、母材シートから形成される鉛蓄電池用格子体の機械的強度とともに耐食性を確保するために、母材シートは、Pb−Ca−Sn合金からなるのが好ましい。また、Pb−Ca−Sn合金は、0.03〜0.10質量%のCa、および0.80〜1.80質量%のSnを含むのがより好ましい。
1.3≦(a+t)/b (1)
ここで、長さLは、圧延ローラー12bの半径rと、接触部15の両端部を示すxおよびy、ならびに圧延ローラー12bの中心軸zにおいて、直線xzと直線yzとが成す角度θ(ラジアン)とを用いて、式(2)で表される。
L=θr (2)
r={(a+t)/2}−(b/2)}+rcosθ (3)
そして、式(3)を変形し、θを下記の式(4)で表すことができる。
θ=cos-1〔1−{(a+t−b)/2r}〕 (4)
L=r・cos-1〔1−{(a+t−b)/2r}〕 (5)
すなわち、長さLが10.0mm以上であり、かつ上記の式(1)および(5)を満たすr、a、t、およびbを決定すればよい。
上述の方法で得られた複合シートでは、鉛合金箔14とスラブ11間の剥離の発生を抑制し、良好な密着性が得られる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
まず、図3を用いて説明した工程と同様の工程により、複合シートを作製した。
母材シートには、0.07質量%のCa、および1.2質量%のSnを含むPb−Ca−Sn合金を溶解させものを連続鋳造して得られたスラブ11を用いた。なお、圧延ローラー12bによる圧延前のスラブ11の厚さaは11.0mmであった。鉛合金箔14には、5.0質量%のSn、および5.0質量%のSbを含むPb−Sn−Sb合金を用いた。圧延前の鉛合金箔14の厚さtは0.20mmであった。この圧延工程で最終的に得られた複合シート13の厚さは1.1mmであった。
なお、正極ペーストには、10〜30質量%の酸化鉛および90〜70質量%の金属鉛からなる鉛粉に、水および硫酸を加え、混練したものを用いた。
Caを0.07質量%含むPb−Ca合金を熔解させたものを連続鋳造して得られたスラブを圧延し、圧延シートを得た。そして、正極板の場合と同様の方法により、圧延シートをエキスパンド加工し、これに負極ペーストを充填し、極板形状に切断加工し、極板を得た。その後、極板を熟成、乾燥し、未化成の負極板22を得た。
なお、負極ペーストには、10〜30質量%の酸化鉛および70〜90質量%の金属鉛からなる鉛粉に、水および硫酸を加えて混練したものを用いた。
以下の方法により、図6に示す構造の鉛蓄電池を作製した。図6は、鉛蓄電池の一部を切り欠いた斜視図である。
上記で得られた正極板21および負極板22をセパレータ23を介して積層した後、同極性の極板の耳部を集合溶接して、棚部24、25を形成し、極板群28を得た。極板群28を、電槽29の隔壁30によって区画された複数のセル室31にそれぞれ収納し、棚部24に連設された接続体27により隣接する極板群28を直列に接続した。なお、本実施例では、極板群間の接続は、隔壁30に設けられた透孔(図示せず)を介して行った。
表1に示す電池1〜18について以下に示す条件で軽負荷寿命試験(JIS D5301)を行った。
最大電流25Aで14.8Vの定電圧で10分間充電し、その後25Aの定電流で4分間放電するサイクルを繰り返した。そして、この充放電を480サイクル行う毎に、356Aの定電流で30秒間放電した。このとき、30秒目の放電電圧が7.2Vまで低下した時点を寿命とした。
その結果、実施例の各電池は比較例の各電池よりもサイクル寿命特性が優れていることがわかった。また、スラブと鉛合金箔との温度差が20℃〜60℃のとき、優れたサイクル寿命特性が得られた。しかし、温度差が60℃の場合は、20℃および50℃の場合よりもサイクル寿命特性が若干悪くなった。したがって、この温度差は50℃以下が好ましい。
なお、本実施例では、負極格子体にエキスパンド格子体を用いたが、鋳型に溶融鉛を注入した後、凝固させて得られる鋳造格子体を用いても、上記と同様の効果が得られる。
Claims (3)
- 一対の圧延ローラー間に鉛−カルシウム合金からなる母材シートとともに鉛合金箔を供給して、母材シート上に鉛合金箔を圧着し、複合シートを得る工程(1)、および前記複合シートを複数段の一対の圧延ローラー間に通過させて段階的に圧延し、所定の厚さの複合シートを得る工程(2)を含み、
前記工程(1)における鉛合金箔の厚さt(mm)、前記母材シートの厚さa(mm)、および複合シートの厚さb(mm)が、
関係式:1.3≦(a+t)/bおよび0.05≦t≦0.30を満たし、
前記工程(1)における圧延ローラーの、母材シートの長手方向において母材シートおよび鉛合金箔と接触する部分の長さが10mm以上であり、
前記工程(1)において、母材シートと鉛合金箔との間の温度差が50℃以下であり、
前記鉛合金箔が、Sn、Sb、およびAgからなる群より選択される少なくとも1種を含む鉛合金からなることを特徴とする鉛蓄電池用格子体の製造方法。 - 前記工程(2)の後、複合シートをエキスパンド加工する工程(3)を含む請求項1記載の鉛蓄電池用格子体の製造方法。
- 請求項2記載の製造方法により得られた鉛蓄電池用格子体を、少なくとも正極格子体として用いた鉛蓄電池。
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