JPH0256853A - 鉛蓄電池の群溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用等として使用される鉛蓄電池の群溶
接方法に関し、特に正極板にｐ　ｂ−ｓ　ｂ系合金格子
を用い、負極板にＰｂ−Ｃａ系合金格子を用いたハイブ
リッド形電池（以下、ＨＢ電池と称する。）の各極板に
おける耳部を一括して溶接す漬群溶接方法に適用して好
適な鉛蓄電池の群溶接１方法に関するものである。

［従来技術］ 自動車用鉛蓄電池の群溶接作業は、各セル内に納められ
た各極板を、正極板は正極板同士、負極板は負極板同士
、その耳部をひとまとめにして溶接してストラップを形
成し、該ストラップで各極板を電気的に接続する作業で
ある。

第６図（Ａ）（Ｂ）はその−例を示したものであり、同
極性の各極板１の耳部２を群溶接することによりｐｂ金
合金ストラップ３を形成し、このストラップ３により各
極板１を電気的に接続している。

この場合、群溶接方法としては、いくつかの方法がある
。その中で、図示しないが櫛歯状の冷し金の、間に耳部
２を挟み、その上からＰｂ合金の溶加棒をガスバーナー
で加熱溶接させてこれを各耳部２の門に流し込み、同時
に各耳部２を溶融させてストラップ３を形成させると同
時に各耳部２の溶接を行なうバーナー式と称する方法と
、ストラップ３の形状をした金型の凹部にＰｂ合金溶湯
を流し込み、引き続きこの溶湯中に各耳部２を浸漬して
該溶湯を凝固させて各耳部２の溶接とストラツブ３の形
成を行なうキャストオンストラップ式と称する方法とが
、代表的な方法である。

第７図にバーナー式による群溶接部の断面形状の代表例
を示す。同図で、５枚の耳部２のうちの右側３枚の耳部
２は溶融境界部（耳部２の溶融した所としなかった所と
の境界）がストラップ３の下面３Ａより下（極板１側）
に位置した形で溶接されている。このような溶接状態を
呈するのがバーナー式による群溶接方法の特徴である。

これに対して、キャストオンストラップ式の場合には、
溶融境界部４がストラップ３の内部に位置した形で溶接
されているのが一般的である。

ところで、従来は溶融境界部４がどこに位置するように
溶接するかという点に関してはほとんど注意が払われて
おらず、ストラップ３と各耳部２とが一体化されていれ
ば問題ないといった認識でしか群溶接が行なわれていな
かった。

［発明が解決しようとする課題］ 最近、自動車用鉛蓄電池としてＨｅ電池の使用が広まり
つつあるが、この種の電池には１つの欠点がある。それ
は、高温下で負極側の群溶接部が腐食され易いというこ
とである。より正確に云うと、高温下で電池が使用され
、電解液が蒸発し、群溶接部が露出すると、その表面で
Ｔａｌ１Ｉが濃縮され、ストラップ３を形成してするｐ
ｂ−ｓｂ系合金と耳部２を形成しているｐｂ−Ｃａ系合
金との接合部である溶融境界部４において腐食が進行す
るというものである。

最近、自動車のエンジンルームの高温化が著しく、この
中に納められる電池の温度は８０〜９０℃に達する。こ
のような状況下でＨｅ電池が使用されると、正極側に比
べて負極側で顕著な腐食が生じ、ストラップ３と耳部２
との溶融境界部４で耳部２が折損してしまう非常に厄介
な問題が生じている。

一般に２種の金属を溶接した場合、その溶融境界部では
機械的強度や耐食性が母材のそれに比べて低下すること
が多い。それ故、異種の金属に関しては注意を要するわ
けであるが、Ｈｅ電池の負極側における群溶接部の高温
下での腐食は、電解液が関与したものであるため、溶融
境界部４の位置が非常に重要なポイントとなる。即ち、
腐食が生じる。ためには、電解液の存在が不可欠である
わけで、溶融境界部４が電解液と接触し易・い位置にあ
るか否かで、群溶接部の耐食性が決ってくるわけである
。

それ故、第８図に示した如く、溶融境界部４を完全にス
トラップ３の内部に収納し、十分なフィレット５により
ストラップ３内部への電解液の侵入を阻止することによ
り、電解液を溶融境界部４に直接接触させないような構
造の群溶接部を得ることが、高温耐食性を確保する上で
最も重要なことになるわけである。

ところで、第８図に示すような好ましい群溶接状態を得
るためには、溶接条件をかなり微妙に制御してやること
が必要である。例えば、Ｃｕ線同士を半田付けする時に
は、溶接しようとするＣｕ線は半田に比べて十分高い融
点をもっており、溶融した半田を溶接部に供給してもＣ
ｕ線自体は溶ける心配がない。これに対し、群溶接の場
合は、約３２５℃のｐ　ｂ−Ｃａ系合金の耳部２の周囲
に、４゜０〜５００℃のｐ　ｂ−ｓ　ｂ系合金溶湯が注
入されるわけであるから、よほど溶接条件を上手に制御
しないと、耳部２はほとんどが過剰溶融状態となる。

即ち、第７図の右側３枚の耳部２のような溶接状態を呈
するわけで、このような状態が最も耐食性が心配される
状態である。ここに群溶接の難しさがあるわけである。

このようなことから、過剰溶接状態を呈さないような群
溶接部を安定して得るためには、かなりの熟練と溶接条
件の微妙な制御が必要なわけで、より容易に群溶接がで
きる群溶接方法が強く求められている。

Ｃ＊題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は同極性の各極板の各耳部を群溶接してストラ
ップを形成する鉛蓄電池の群溶接方法において、耳部上
端より所定長さ離れた位置に熱容量を増大させる突起部
を形成した耳部をそれぞれ有する各極板又は前記位置よ
り下部の幅若しくは厚さが上部より大きい耳部をそれぞ
れ有する各極板を用いて、前記各耳部の上部を群溶接す
ることを特徴とする。

［作用］ このように耳部上端より所定の位置に熱容量を増大させ
る突起部又は該所定の位置より下部の幅若しくは厚さが
上部より大きい耳部をそれぞれ有する各極板を用いて群
溶接すると、各耳部の熱容量が大きくなり、各耳部が適
度に温度上昇するようになり、各耳部と溶湯とのヒート
バランスがよくなって、溶融境界部がストラップの内部
に位置し、且つ耳部側面が十分に溶接されてストラップ
の下面に十分なフィレットが形成される群溶接を容易に
行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図及び第２図（Ａ）ｆＢ）は本発明の一実施例を示
したものである。本実施例では、厚みがｔｌで、幅がＷ
ｌの耳部２の上端より所定長さｈ１離れた位置に熱容量
を増大させる厚みがｔｌの突起部６をｈ２の長さで設け
た耳部２を有する複数の極板１を用いて、各耳部２の上
部を群溶接し、ストラップ３を形成する。

このようにすると、熱容量の大きい突起部６の存在によ
り、溶湯と各耳部２とのヒートバランスが良くなって、
溶融境界部４がストラップ３の内部に位置し、且つ各耳
部２の側面が十分に溶接されてストラップ３の下面に十
分なフィレット５が形成される群溶接を容易に行うこと
ができる。従って、耳部２の側面の溶接が不十分でそこ
に電解液が侵入する心配がなくなる。この場合、単純に
耳部２の全体の厚さを増加させると、耳部２の側面が溶
接されず、フィレット５が形成されないという結果にな
り易い。このため、突起部６より先の部分は適度に温度
が上り易いように薄目にし、突起部６の僅か上から極板
１側では突起部６により完全に過剰溶融を阻止するよう
に、突起部６の寸法を決定する。

本発明で用いる極板１としては、上記実施例のものばか
りでなく、第３図（Ａ）（Ｂ）、第５図（Ａ）（Ｂ）に
示すような構造のもの等でもよい。

第３図（Ａ）（Ｂ）は、厚みがｔ１′で幅がｗ　、　Ｉ
の耳部２の上端より所定長さｈ１′離れた位置に熱容量
を増大させる全体幅がＷ２′の突起部６を設けた耳部２
を有する極板１の例を示したものである。

第４図（Ａ）（Ｂ）は、耳部上端より所定長さ位置より
下部が熱容量を増大させるため、厚みが上部より厚くな
っている耳部２を有する極板１の例を示したものである
。

第５図（Ａ）（Ｂ）は、耳部上端より所定長さ位置より
下部が、熱容量を増大させるため、幅が上部より広くな
っている耳部２を有する極板１の例を示したものである
。

次に、本発明のＡタイプとＢタイプの極板を使用した場
合の群溶接結果と、従来タイプの極板を使用した場合の
群溶接結果について説明する。

Ａタイプは、第２図（Ａ）（Ｂ）に示す極板であって、
その寸法はｔｌ−１，１履、ｔｌ−１，４履、１１１−
６履、ｈ２−３履、Ｗｌ　−１３履である。

Ｂタイプは、第３図（Ａ）（Ｂ）に示す極板であって、
その寸法はｔ＋’−１，１履、ｈｌ’　＝　６履・ｈ　
２　’　−３，５５，Ｗｌ　’　−１３ｍｇ＋、　Ｗ２
　’　−１６履である。

従来タイプは、耳部の厚さは１．１１１１１１．幅は１
３ａｗである。

いずれの耳部も、材質はＦ”ｂ−０，０８Ｃａ−０，５
Ｓｎ合金の鋳造品である。

溶接はＬＰＧ−０２ガスを使用したバーナー溶接で行い
、ストラップを形成するための溶加棒はＰ　ｂ−２，９
Ｓ　ｂ−０，２２Ａ　ｓ−０，０２Ｃｕ−０，０１Ｓ　
ｎ合金である。

ストラップの寸法は、高さＢｆｌｌＲｓ幅１５ｍ、長さ
３３履である。

第１表に上述した方法で製作した群溶接部会１００個に
ついてその溶接状態を調べた結果を、第１図に本発明の
Ａタイプの耳部を用いて溶接した群溶接部の断面図を示
す。

更に、同様にして製作した負極側群溶接部を有する極板
群を用いて、２Ｖ電池の各１０個を高温耐食性試験に供
した。試験条件は次の通りである。

即ち、２．４７　Ｖ定電圧充１ｆ１０分、２５Ａ放電２
分、充放電サイクル数３５００、温度８０±２℃（水槽
中）である。試験終了後にストランプを切断し、腐食の
進行状態を調べた。その結果をＭ２表に示す。

なお、本発明の技術は、前述した如くヒートバランスの
改善を図るものであるから、単にＨＢ電池の負極側の群
溶接部に対して効果を発揮することにとどまらず、正、
負の区別なくいずれの電池に適用しても群溶接性の向上
に効果を発揮するものであることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明では、耳部上端より所定の位
置に熱容量を増大させる突起部又は該所定位置より下部
の幅若しくは厚さが上部より大きい耳部をそれぞれ有す
る各極板を用いて群溶接するので、各耳部の熱容量が大
きくなり、各耳部が適度に温度上昇するようになり、各
耳部と溶湯とのヒートバランスが良くなって、溶融境界
部がストラップの内部に位置し、且つ耳部の側面が十分
に溶接されてストラップの下面に十分なフィレットが形
成される群溶接を容易に行うことができる。

従って、本発明によれば、群溶接部の高温耐食性を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鉛蓄電池の群溶接方法で得られた
群溶接部の一例を示す縦断面図、第２図（Ａ）（Ｂ）は
第１図で用いている極板の耳部の側面図及び正面図、第
３図（Ａ）（Ｂ）〜第５図（Ａ）（Ｂ）は本発明で用い
る耳部の他の３種の例を示す側面図及び正面図、第６図
（Ａ）　（Ｂ）は従来の群溶接部の側面図及び正面図、
第７図←←←は従来の群溶接部の縦断面図、第８図は従
来の群溶接部のうち最も良好な溶接がなされたものの縦
断面図である。 １・・・極板、２・・・耳部、３・・・ストラップ、３
Ａ・・・ストラップ下面、４・・・溶融境界部、５・・
・フィレット、６・・・突起部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同極性の各極板の各耳部を群溶接してストラップを形成
   する鉛蓄電池の群溶接方法において、耳部上端より所定
   長さ離れた位置に熱容量を増大させる突起部を形成した
   耳部をそれぞれ有する各極板又は前記位置より下部の幅
   若しくは厚さが上部より大きい耳部をそれぞれ有する各
   極板を用いて、前記各耳部の上部を群溶接することを特
   徴とする鉛蓄電池の群溶接方法。