JPH04358035A - 蓄電池用鉛基合金 - Google Patents
蓄電池用鉛基合金Info
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- JPH04358035A JPH04358035A JP3007630A JP763091A JPH04358035A JP H04358035 A JPH04358035 A JP H04358035A JP 3007630 A JP3007630 A JP 3007630A JP 763091 A JP763091 A JP 763091A JP H04358035 A JPH04358035 A JP H04358035A
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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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池用鉛基合金の改
良に関するものであり、特に合金溶湯に圧力を加えて、
該溶湯を鋳型内に強制的に注入せしめて蓄電池の極板用
基板を成形するための加圧式製造法（ダイキャスト方式
鋳造、回転ドラム式連続鋳造）に好適な性能を有する鉛
基合金を提供せんとするものである。
良に関するものであり、特に合金溶湯に圧力を加えて、
該溶湯を鋳型内に強制的に注入せしめて蓄電池の極板用
基板を成形するための加圧式製造法（ダイキャスト方式
鋳造、回転ドラム式連続鋳造）に好適な性能を有する鉛
基合金を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の鉛基合金としては主として
機械的強度を重点としているためＳｂを４．５〜８．０
質量％の如く多量に配合した鉛基合金が知られている。
機械的強度を重点としているためＳｂを４．５〜８．０
質量％の如く多量に配合した鉛基合金が知られている。
【０００３】然しながら、この合金を蓄電池の極板用基
板に適用した場合、上記Ｓｂが原因となって電池の自己
放電を促進し、容量を低下せしめるのみならず充電完了
状態や過充電状態において激しいカッシング現象を起こ
して水の補給を必要とするものであった。この水を補給
するということは現在蓄電池の主流をなす補水を不要と
するメンテナンスフリー電池の極板用基板に対し全く逆
作用をもたらしているものなのである。
板に適用した場合、上記Ｓｂが原因となって電池の自己
放電を促進し、容量を低下せしめるのみならず充電完了
状態や過充電状態において激しいカッシング現象を起こ
して水の補給を必要とするものであった。この水を補給
するということは現在蓄電池の主流をなす補水を不要と
するメンテナンスフリー電池の極板用基板に対し全く逆
作用をもたらしているものなのである。
【０００４】従ってＳｂ含有量を極力低減せる鉛基合金
の出現が要望されているものでありその１例として特開
昭６０−１８７６４９号公報において、Ｓｂ０．４〜３
．５％、Ａｓ０．０４〜０．３５％、Ｓｎ０．０４〜０
．３％、Ｓｅ０．００６〜０．１１％、Ｓ０．００２〜
０．０２５％、Ｃｕ０．０１〜０．１５％、残部Ｐｂか
らなる蓄電池用鉛基合金が提案されている。
の出現が要望されているものでありその１例として特開
昭６０−１８７６４９号公報において、Ｓｂ０．４〜３
．５％、Ａｓ０．０４〜０．３５％、Ｓｎ０．０４〜０
．３％、Ｓｅ０．００６〜０．１１％、Ｓ０．００２〜
０．０２５％、Ｃｕ０．０１〜０．１５％、残部Ｐｂか
らなる蓄電池用鉛基合金が提案されている。
【０００５】然しながら、この合金により基板をうるに
おいて回転する金型は該合金の溶湯を強制的に注入して
基板を連続的に成形し、えられた基板の凝固結晶組織を
顕微鏡にて試験した結果、凝固組織内に直径ほぼ０．５
ｍｍ以下の球状に近い微細なボイドが多数含有すること
が観察された。しかもこのボイドは上記範囲の合金組成
ではその１部分のみではなく全体に亘り発生しているこ
とが確認された。
おいて回転する金型は該合金の溶湯を強制的に注入して
基板を連続的に成形し、えられた基板の凝固結晶組織を
顕微鏡にて試験した結果、凝固組織内に直径ほぼ０．５
ｍｍ以下の球状に近い微細なボイドが多数含有すること
が観察された。しかもこのボイドは上記範囲の合金組成
ではその１部分のみではなく全体に亘り発生しているこ
とが確認された。
【０００６】このようなボイドの量を定量的に把握する
方法の一つとして、ボイドを含む合金試料の全ガス介析
を行った結果、ボイドを含有する合金試料の全ガス量は
ボイドが全く認められない合金試料の全ガス量に比して
約２倍〜３倍であった。
方法の一つとして、ボイドを含む合金試料の全ガス介析
を行った結果、ボイドを含有する合金試料の全ガス量は
ボイドが全く認められない合金試料の全ガス量に比して
約２倍〜３倍であった。
【０００７】なお全ガス量の測定方法を示すと、試料を
溶融することにより該試料中に含まれているガスを放出
させ、そのガス量を測定する高温真空法により測定した
。この方法は試料の加熱前の排管系の真空度と加熱後の
排管系内の真空度との差から試料中に含まれているガス
量を算出するものである。
溶融することにより該試料中に含まれているガスを放出
させ、そのガス量を測定する高温真空法により測定した
。この方法は試料の加熱前の排管系の真空度と加熱後の
排管系内の真空度との差から試料中に含まれているガス
量を算出するものである。
【０００８】而して鉛基合金を前記の如く加圧方式にて
鋳造した場合、該合金内にボイドやキャビティが生成さ
れ易い状態となる。その理由は該合金の溶湯を鋳型内に
圧入時において該溶湯に著しい乱流がおこり、凝固組織
はデントライト主軸及び側枝が短く且つ形態の破壊した
結晶粒の微細なデントライト状組織となる。更に溶湯の
乱流によって空気の巻き込みやガスの乱入がおこりこれ
によってボイドやキャビティが形成される。
鋳造した場合、該合金内にボイドやキャビティが生成さ
れ易い状態となる。その理由は該合金の溶湯を鋳型内に
圧入時において該溶湯に著しい乱流がおこり、凝固組織
はデントライト主軸及び側枝が短く且つ形態の破壊した
結晶粒の微細なデントライト状組織となる。更に溶湯の
乱流によって空気の巻き込みやガスの乱入がおこりこれ
によってボイドやキャビティが形成される。
【０００９】これらのボイドやキャビティは全ガス量比
が１．９０未満であればデントライト結晶間に空間を形
成するようにほぼ均一に分布するが全ガス量比が１．９
０以上になるとその形状において球状のボイドが点在し
てデントライト状結晶を分断するようになり、不均質な
凝固組織を呈する。
が１．９０未満であればデントライト結晶間に空間を形
成するようにほぼ均一に分布するが全ガス量比が１．９
０以上になるとその形状において球状のボイドが点在し
てデントライト状結晶を分断するようになり、不均質な
凝固組織を呈する。
【００１０】又このような凝固組織は合金のクリープ特
性や耐食性の低下をもたらすものであった。
性や耐食性の低下をもたらすものであった。
【００１１】即ち全ガス量比とクリープ強度比との関係
を示すと図１の如く表わされる。又クリープ強度比とは
次式の如く定義されるものである。
を示すと図１の如く表わされる。又クリープ強度比とは
次式の如く定義されるものである。
【００１２】クリープ強度比＝Ｃ（Ｇ＞１）／Ｃ（Ｇ＝
０） ただし Ｃ（Ｇ＝１）は全ガス量比、Ｇ＝１の材料のクリープ強
度 Ｃ（Ｇ＞１）は全ガス量比、Ｇ＞１の材料のクリープ強
度 図１から明らかな如く全ガス量比が１．９０未満の場合
には、クリープ強度比はほぼ１となる。即ち全ガス量比
Ｇが１＜Ｇ＜１．９の材料のクリープ強度とＧ＝１の材
料のクリープ強度とはほぼ等しいか、Ｇが１．９を超え
るとクリープ強度比は１より大きくなる。即ちＧ（全ガ
ス量比）が１．９を超えた材料のクリープ強度はＧ＝１
の材料のクリープ強度より小さくなることを示している
。このクリープ強度が小さいということは材料の伸び、
変形量が大きいことを意味することから蓄電池の鉛基合
金において材料の伸び変形はできうる限り小さいことが
必要であり、従って全ガス量比として１．９０未満のも
のが要望されているものであった。
０） ただし Ｃ（Ｇ＝１）は全ガス量比、Ｇ＝１の材料のクリープ強
度 Ｃ（Ｇ＞１）は全ガス量比、Ｇ＞１の材料のクリープ強
度 図１から明らかな如く全ガス量比が１．９０未満の場合
には、クリープ強度比はほぼ１となる。即ち全ガス量比
Ｇが１＜Ｇ＜１．９の材料のクリープ強度とＧ＝１の材
料のクリープ強度とはほぼ等しいか、Ｇが１．９を超え
るとクリープ強度比は１より大きくなる。即ちＧ（全ガ
ス量比）が１．９を超えた材料のクリープ強度はＧ＝１
の材料のクリープ強度より小さくなることを示している
。このクリープ強度が小さいということは材料の伸び、
変形量が大きいことを意味することから蓄電池の鉛基合
金において材料の伸び変形はできうる限り小さいことが
必要であり、従って全ガス量比として１．９０未満のも
のが要望されているものであった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑み鋭意研究を行った結果、圧力方式にて基板を鋳造す
るも該基板内にボイドを生成することなく機械的強度に
優れた蓄電池用鉛基合金を開発したものである。
鑑み鋭意研究を行った結果、圧力方式にて基板を鋳造す
るも該基板内にボイドを生成することなく機械的強度に
優れた蓄電池用鉛基合金を開発したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はＳｂ０．２０〜
４．０質量％、Ａｓ０．０１〜２．０質量％、Ｓｅ０．
００１〜０．１５〜０．１５質量％、Ｓ０．００１〜０
．１０質量％、Ｃｕ０．００５〜０．１５質量％、、Ｓ
ｎ０．３０５〜５．０質量％、残部Ｐｂからなる蓄電池
用鉛基合金である。
４．０質量％、Ａｓ０．０１〜２．０質量％、Ｓｅ０．
００１〜０．１５〜０．１５質量％、Ｓ０．００１〜０
．１０質量％、Ｃｕ０．００５〜０．１５質量％、、Ｓ
ｎ０．３０５〜５．０質量％、残部Ｐｂからなる蓄電池
用鉛基合金である。
【００１５】
【作用】本発明は特にＰｂ−Ｓｂ系合金においてＳｎの
配合量を上記の如く規定したことを特徴とするものであ
り、Ｓｎを添加することにより合金の湯流れ性を改良し
、デントライト結晶空間を埋めるようになりデントライ
ト結晶間のキャビティ量を減少せしめ、ボイドを生成す
ることのない鉛基合金をうることが出来るのである。
配合量を上記の如く規定したことを特徴とするものであ
り、Ｓｎを添加することにより合金の湯流れ性を改良し
、デントライト結晶空間を埋めるようになりデントライ
ト結晶間のキャビティ量を減少せしめ、ボイドを生成す
ることのない鉛基合金をうることが出来るのである。
【００１６】而してＳｎの含有量を０．３０５〜５．０
質量％に限定した理由は、０．３０５質量％未満の場合
には前記の如く合金溶湯を鋳型内に注入するもその湯流
れ性を良好にすることが出来ず、全ガス量比が１．９０
より大なる数値を示しクリープ強度が劣るためであり、
又５．０質量％を超えた場合にはボイド発生の抑制効果
の向上はほとんど認められず、しかもＳｎ量の増加によ
り耐食性が劣ってくるので好ましくない。
質量％に限定した理由は、０．３０５質量％未満の場合
には前記の如く合金溶湯を鋳型内に注入するもその湯流
れ性を良好にすることが出来ず、全ガス量比が１．９０
より大なる数値を示しクリープ強度が劣るためであり、
又５．０質量％を超えた場合にはボイド発生の抑制効果
の向上はほとんど認められず、しかもＳｎ量の増加によ
り耐食性が劣ってくるので好ましくない。
【００１７】又本発明においてＳｂを配合することによ
り鉛合金に強度を附与せしめるものであり、その配合量
において０．２〜４．０質量％に限定したが、その理由
は０．２質量％未満の場合には、十分の強度をうること
が出来ず、又４．０質量％を超えた場合には自己放電量
が多くなりガス発生量が増加するためである。
り鉛合金に強度を附与せしめるものであり、その配合量
において０．２〜４．０質量％に限定したが、その理由
は０．２質量％未満の場合には、十分の強度をうること
が出来ず、又４．０質量％を超えた場合には自己放電量
が多くなりガス発生量が増加するためである。
【００１８】又Ａｓを配合することにより鉛基合金の結
晶粒を揃えて機械的強度のバラツキをなくすためであり
、その配合量を０．０１〜２．０質量％に限定した理由
は０．０１質量％未満の場合には、その効果をうること
が出来ず又２．０質量％を超えた場合には上記の効果に
おいて、それ程向上しないためである。
晶粒を揃えて機械的強度のバラツキをなくすためであり
、その配合量を０．０１〜２．０質量％に限定した理由
は０．０１質量％未満の場合には、その効果をうること
が出来ず又２．０質量％を超えた場合には上記の効果に
おいて、それ程向上しないためである。
【００１９】又Ｓｅを配合することにより鉛基合金の結
晶粒を微細にし機械的強度を向上せしめるためておりそ
の配合量を０．００１〜０．１５質量％に限定した理由
は、０．００１質量％未満の場合にはかかる効果をうる
ことが出来ず又０．１５質量％を超えた場合には上記の
効果において、それ程顕著に向上しないためである。
晶粒を微細にし機械的強度を向上せしめるためておりそ
の配合量を０．００１〜０．１５質量％に限定した理由
は、０．００１質量％未満の場合にはかかる効果をうる
ことが出来ず又０．１５質量％を超えた場合には上記の
効果において、それ程顕著に向上しないためである。
【００２０】又Ｓを配合することにより鉛基合金の結晶
粒を微細にして機械的強度を向上せしめるものであり、
特に連続鋳造圧延による材料亀裂発生を防止し薄板の生
産性を向上させるものであり、その配合量を０．０１〜
０．１０質量％限定した理由は、０．０１質量％未満の
場合にはかかる効果を十分にうることが出来ず、又０．
１０質量％を超えた場合には鉛基合金が脆くなるためで
ある。
粒を微細にして機械的強度を向上せしめるものであり、
特に連続鋳造圧延による材料亀裂発生を防止し薄板の生
産性を向上させるものであり、その配合量を０．０１〜
０．１０質量％限定した理由は、０．０１質量％未満の
場合にはかかる効果を十分にうることが出来ず、又０．
１０質量％を超えた場合には鉛基合金が脆くなるためで
ある。
【００２１】又Ｃｕを配合することにより機械的強度を
向上し薄板の製造時において製造速度を向上させること
が出来るものである。その配合量を０．００５〜０．１
５質量％に限定した理由は０．００５質量％未満の場合
にはかかる効果を十分にうることが出来ず、又０．１５
質量％を超えた場合には鉛基合金が脆くなるためである
。
向上し薄板の製造時において製造速度を向上させること
が出来るものである。その配合量を０．００５〜０．１
５質量％に限定した理由は０．００５質量％未満の場合
にはかかる効果を十分にうることが出来ず、又０．１５
質量％を超えた場合には鉛基合金が脆くなるためである
。
【００２２】
【実施例】鉛溶湯中にＳｂ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｓ，Ｃｕ，及
びＳｎを夫々添加して表１に示す組成による本発明鉛基
合金及び比較例鉛基合金をえた。これらの合金の溶湯を
鋳型内に圧入して夫々蓄電池用極板基板を作製し、その
凝固組織中における全ガス量比を測定して該基板として
の良否を判定した。
びＳｎを夫々添加して表１に示す組成による本発明鉛基
合金及び比較例鉛基合金をえた。これらの合金の溶湯を
鋳型内に圧入して夫々蓄電池用極板基板を作製し、その
凝固組織中における全ガス量比を測定して該基板として
の良否を判定した。
【００２３】なお表１中にボイドを全く含有することの
ない鉛基合金（標準合金）による冷間圧延板を作製し、
本発明鉛基合金と比較した。
ない鉛基合金（標準合金）による冷間圧延板を作製し、
本発明鉛基合金と比較した。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１より明らかな如く本発明蓄電池用鉛基
合金によればＳｎの含有量を規定して添加することによ
り比較例鉛基合金に比して著しく全ガス量比が少なくな
り、その値を１．９０未満にすることが出来た。これに
よりクリープ特性及び耐食性を改善することを確認した
。
合金によればＳｎの含有量を規定して添加することによ
り比較例鉛基合金に比して著しく全ガス量比が少なくな
り、その値を１．９０未満にすることが出来た。これに
よりクリープ特性及び耐食性を改善することを確認した
。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明蓄電池用鉛基合
金によれば、メンテナンスフリー用蓄電池の極板基板に
適用するもボイド並びにキャビティの発生を著しく抑制
し、長寿命性の蓄電池をうる等工業上有用なものである
。
金によれば、メンテナンスフリー用蓄電池の極板基板に
適用するもボイド並びにキャビティの発生を著しく抑制
し、長寿命性の蓄電池をうる等工業上有用なものである
。
【図１】クリープ強度比と全ガス量比との関係図。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｂ０．２０〜４．０質量％、Ａｓ０
．０１〜２．０質量％、Ｓｅ０．００１〜０．１５質量
％、Ｓ０．０１〜０．１０質量％、Ｃｕ０．００５〜０
．１５質量％、Ｓｎ０．３０５〜５．０質量％、残部Ｐ
ｂからなる蓄電池用鉛基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3007630A JPH04358035A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 蓄電池用鉛基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3007630A JPH04358035A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 蓄電池用鉛基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04358035A true JPH04358035A (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=11671153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3007630A Pending JPH04358035A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 蓄電池用鉛基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04358035A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1589598A1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-10-26 | RSR Technologies, Inc. | High tin containing alloy for battery components |
| CN100452496C (zh) * | 2007-05-21 | 2009-01-14 | 赵恒祥 | 铅酸蓄电池板栅合金材料及其制备方法 |
| JP5909815B1 (ja) * | 2015-02-26 | 2016-04-27 | 日立化成株式会社 | クラッド式鉛蓄電池、クラッド式正極板、及びクラッド式正極板用集電体 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP3007630A patent/JPH04358035A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1589598A1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-10-26 | RSR Technologies, Inc. | High tin containing alloy for battery components |
| CN100452496C (zh) * | 2007-05-21 | 2009-01-14 | 赵恒祥 | 铅酸蓄电池板栅合金材料及其制备方法 |
| JP5909815B1 (ja) * | 2015-02-26 | 2016-04-27 | 日立化成株式会社 | クラッド式鉛蓄電池、クラッド式正極板、及びクラッド式正極板用集電体 |
| WO2016136941A1 (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 日立化成株式会社 | クラッド式鉛蓄電池用集電体、クラッド式鉛蓄電池用正極板、及びクラッド式鉛蓄電池 |
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