JPH0433110B2 - - Google Patents

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JPH0433110B2
JPH0433110B2 JP61020819A JP2081986A JPH0433110B2 JP H0433110 B2 JPH0433110 B2 JP H0433110B2 JP 61020819 A JP61020819 A JP 61020819A JP 2081986 A JP2081986 A JP 2081986A JP H0433110 B2 JPH0433110 B2 JP H0433110B2
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JP
Japan
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alloy
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negative electrode
lead
pole
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JP61020819A
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English (en)
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JPS62177868A (ja
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Kiichi Koike
Akihiko Sano
Sadao Fukuda
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/68Selection of materials for use in lead-acid accumulators
    • H01M4/685Lead alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、ポータブル機器等の電源に使用され
る密閉形鉛蓄電池の負極格子および負極柱用鉛合
金の改良に関するものである。 従来の技術 従来、この種の密閉形鉛蓄電池用負極格子は、
鋳造性および強度に優れるPb−Ca0.05〜0.1重量
%合金、あるいはPb−Ca0.05〜0.1重量%−Sn0.2
〜3重量%合金等を用いて、鋳造法やエキスパン
ド加工法によつて作られている。特に、軽量、小
形、薄形化を要求されるポータブル機器用鉛蓄電
池では、鉛合金シートをエキスパンド加工した負
極格子が用いられ、この負極板に溶接される極柱
には、溶接性、機械的強度に優れるPb−Sn0.5〜
10重量%合金を用いる構成が主体であつた。 発明が解決しようとする問題点 しかしこのような従来の構成では、密閉形鉛蓄
電池を構成し、これを高温で充放電サイクルを行
なつたり、過充電を行なうと、電池内で気相中に
露出している負極格子や負極柱および負極板と負
極柱との溶接部等に、電池内で発生する酸素ガス
による酸化によつて異常腐食が発生し、格子の集
電能力が劣化したり、極柱や極板との溶接部が切
断されて短期に電池としての寿命に至るという問
題があつた。 この腐食速度は、負極格子あるいは負極柱を構
成する合金のSn含有量に比例し、また負極格子
や負極柱の厚さに反比例して進行する性質を持つ
ている。従つて強度向上のためSn含有量の多い
鉛合金製の薄形エキスパンド格子(0.5mm以下)
や、薄形極柱を使用することは事実上困難であつ
た。 本発明は、このような問題点を解決するもの
で、素材として耐食性に優れるPb−Ca−Sn−
Ag系合金、Pb−Sn−Ag系合金を用い、前者を
エキスパンド格子に、後者を極柱に使い分けるこ
とにより、機械的強度が高い薄形エキスパンド負
極格子および薄形極柱の採用を可能にし、薄形、
軽量、小形の密閉形鉛蓄電池を供給することを目
的としたものである。 問題点を解決するための手段 前記の問題点の解決ならびに目的達成のために
本発明は、Caを0.05〜0.1重量%、Snを0.5〜10重
量%含有したPb−Ca−Sn系鉛合金中に、Agを
0.02〜0.5重量%添加したPb−Ca−Sn−Ag合金
シートをエキスパンド加工して負極格子とし、
Snを5〜10重量%含むPb−Sn合金で負極極柱を
形成し、両者を溶接したものである。 Snを含有した鉛合金は、酸素の存在状態にお
いて、Sn分子が合金表面に拡散し、表面のSn濃
度が異常に高くなる性質があるため、電解液と酸
素に接して三相界面を形成する合金表面ではSn
が酸化され、腐食が進行しやすい傾向を持つてい
る。 一方Agは、その添加によりSn分子の合金表面
への拡散を抑制する作用があるので、合金表面で
のSnの酸化による合金の腐食を防止し、耐食性
を向上させることが可能であり、また合金自体の
機械的強度も向上させるという効果を有する。 作 用 この構成により、Sn含有量が高く機械的強度
に優れるシート厚さ0.5mm以下の薄形、軽量のエ
キスパンド負極格子が可能になり、またSnを5
〜10重量%含むPb−Sn合金製極柱も溶接性を良
好に保つて薄形化できるので、薄形、軽量の密閉
形鉛蓄電池の提供が可能となる。 実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 試験用の負極格子は、Caの含有量0.085±0.005
重量%、Snの含有量0.4〜10重量%として鉛合金
に、Agを0.01〜0.5重量%の範囲で添加し、この
合金で厚さ0.4mmのエキスパンド加工用シートを
製造後、格子寸法が高さ65mm×幅45mm×厚さ0.8
mmのものを作成した。 負極柱は、その溶接性を向上させるため、Ca
を除いたSnのみ含有した鉛合金を用い、幅5mm
厚さ0.8mmのシート状極柱を鋳造法により作成し、
Sn含有量は必要強度が得られる5重量%に設定
して、これにAgを0.01〜0.5重量%の間で添加し
た。 このようにして作成された負極格子および負極
柱は、0.4mm厚シートでの引張強度の測定と、オ
ージエ電子分光分析法により、空気中での研磨10
分後の合金表面におけるSnとPbの存在比率を測
定し、Ag添加の効果を調査した。 更に、図に示すような厚さ2.0mmの正極板1が
1枚、厚さ0.9mmの負極板2が2枚およびセパレ
ータ3からなる極板群4を構成し、これを排気弁
6の極柱5および極板群4の周囲が熱容着された
フイルム状電そう7を用いて外装した容量1.5Ah
の密閉形鉛蓄電池を組み立て、この電池を温度60
℃、湿度80%の雰囲気中で充電々流75mAの過充
電を行ない、1週間ごとに容量を測定する方法に
より負極格子および負極柱を評価した。 その結果、次表に示す特性より明らかなとおり
Sn含有量が0.8重量%以下では合金の強度が弱く、
シート厚さ0.4mmでのエキスパンド加工を安定的
に行なうことが困難である。この場合の最適Sn
含有量は1.5〜5.0%であるが、さらに薄い0.3mm程
度のエキスパンド用シートでは、Snの含有量を
増加させ、合金の強度を向上させる必要がある。 しかし、Snの含有量に比例してシート表面に
おけるSnの存在比率が向上し、負極格子の腐食
による集電能力の劣化や、負極柱との溶接部の腐
食による切断で高温での過充電寿命は急激に低下
する傾向が見られた。
【表】
【表】 このPb−Ca−Sn合金にAgを0.01〜0.5重量%
の間で添加すると、そのAg添加量に比例してシ
ート表面のSn存在比率を低下させ、Ag添加量
0.02重量%でもその効果が見られる。また高温で
の過充電寿命は、Agを0.05重量%以上添加する
とSn含有量が5.0重量%の合金でも10週間以上の
過充電寿命が得られる。従つてAgの最適添加量
は、Sn含有量によつても変化するが、望ましく
は0.05〜0.2重量%である。また、Agの添加は合
金の強度をも向上させるので、更に薄いエキスパ
ンドシートでは、SnとともにAgの添加量を増加
させることは非常に有効である。 なお、Pb−Sn5.0重量%合金の負極柱について
も、負極格子合金と同様にAg添加による耐腐食
特性の改善等の効果が見られた。 発明の効果 以上のように本発明によれば、Pb−Ca−Sn合
金あるいはPb−Sn合金にそれぞれ微量のAgを添
加することで、耐腐食性、機械的強度に優れたエ
キスパンド形の薄い負極格子およびシート状の薄
形負極柱を採用することが可能となり格子と極柱
との溶接も耐腐食性のある状態に行なえる。さら
に負極板の厚さを0.8mmとし、フイルム状の電槽
を用いて外装すれば、電池総厚さが3.0mm以下の
超薄形密閉形鉛蓄電池を製造することができると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例による密閉形鉛蓄電池の
斜視図である。 2……負極板、5……極柱。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 Caを0.05〜0.1重量%、Snを0.5〜10重量%、
    Agを0.02〜0.5重量%を含有する鉛合金シートを
    エキスパンド加工した負極格子、およびSnを5
    〜10重量%、Agを0.02〜0.5重量%含有した鉛合
    金製負極柱を備えた密閉形鉛蓄電池。
JP61020819A 1986-01-31 1986-01-31 密閉形鉛蓄電池 Granted JPS62177868A (ja)

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