JPH0817438A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉛−カルシウム−錫系合金にさらに銀を加え
て、圧延シートとし、さらにエキスパンド加工した格子
を用いた電池の寿命特性の改善を目的とする。 【構成】 銀を添加することにより耐酸化性が向上し、
圧延シートのエキスパンド加工等に起因した酸化腐食が
少なくなる。その結果この合金をエキスパンド加工した
格子体を陽極に用いた電池は長寿命となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池の改良、特に
陽極格子に鉛−カルシウム−錫系合金を用いたメンテナ
ンスフリータイプの鉛蓄電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】陽陰極格子体に鉛−カルシウム−錫系合
金を用いた鉛蓄電池は、自己放電が少ないことや保存特
性が優れていることなどの特徴を有し、メンテナンスフ
リー電池と呼ばれている。

【０００３】このような合金系を格子に用いる電池にお
いて、圧延した鉛合金シートをエキスパンド加工し格子
体とする方法がそれまでの鋳造法にとって代わり、広く
普及している。

【０００４】しかしながらこのような鉛−カルシウム−
錫系合金を陽極に用いた鉛蓄電池は、陽極に鉛−アンチ
モン系合金を使用した電池と比べ格子と活物質の密着性
の低下に由来する電池性能の低下を生じやすいことが一
般に知られている。

【０００５】この原因の一つとして使用中に陽極格子が
酸化腐食する過程で体積膨張し、そのために格子全体が
変形することにより、活物質と格子の間に空隙を生ずる
ことが挙げられる。

【０００６】この原因を解決する一方法としては格子合
金の耐酸化性をより向上することが挙げられる。耐酸化
性を向上させることにより陽極格子の酸化を抑制し格子
の体積膨張・変形を抑制することができる。

【０００７】これについては、鉛−カルシウム−錫合金
中の錫濃度を２．０％以内の範囲で高くしていくことが
有効な手段であることが分かっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉛蓄電
池の格子、特に陽極格子の耐食性の更なる向上が望まれ
ている。そこで、本発明は、鉛−カルシウム系合金の冷
間圧延シートをエキスパンド加工して得た格子を少なく
とも陽極に用いる電池において、電極の耐食性をより向
上し、これにより長寿命な鉛蓄電池を提供することを特
徴とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題の解決方法とし
ては、鉛−カルシウム−錫合金に新たな元素として銀を
添加した合金を用いて従来のように冷間圧延シートと
し、これをエキスパンド加工して用いるものである。添
加する銀の量としては０．００５〜０．０５重量％の範
囲が好ましい。また、カルシウムの添加量は０．０５〜
０．０９重量％の範囲、錫の添加量は０．６０〜２．０
０重量％の範囲であることが望ましい。

【００１０】

【作用】鉛−カルシウム−錫合金に新たな元素として銀
を添加することにより耐食性の向上がはかれる。そして
その効果は錫添加による耐食性の向上の効果と相乗的で
ある。その結果、エキスパンド加工した陽極格子の腐食
が減少し、電池の寿命を向上することができる。

【００１１】銀の添加により耐食性の向上がはかれる理
由は次のように考えられる。鉛−カルシウム−錫合金に
よる冷間圧延シートは圧延されると微細な組織が形成さ
れる。この微細組織は耐食性に優れた組織であるが、エ
キスパンド加工などによりさらに二次的な機械加工を施
した場合、この加工によるストレスが原因となり、腐食
されやすい粗大な結晶組織が後に形成されることが知ら
れている。ところが、本発明に従い銀を添加すると、二
次的な機械加工を施しても、その後に腐食されやすい組
織の生成を抑制する効果をもたらすと推定される。

【００１２】

【実施例】以下実施例により、本発明について説明す
る。

【００１３】表１に示した各組成の鉛−カルシウム−錫
および鉛−カルシウム−錫−銀合金より厚さ１０mm、幅
８０mmの連続したスラブを作製し、それらを冷間圧延し
てシートとした。このようにして作製した鉛合金シート
を通常の手法によりエキスパンド加工し、それぞれエキ
スパンド格子を得た。

【００１４】次に、このようにして得たエキスパンド格
子を陽極に用いた電池の寿命試験を行なった。寿命試験
としては、格子の伸びが電池の劣化モードとなるように
７５℃でＳＡＥ寿命試験を行った。その結果を表１に示
した。なお、電池は５時間率容量４８Ａｈ型の電池で評
価した。表中の％はすべて重量％である。

【００１５】

【表１】

【００１６】錫含有量が０．６０〜１．８％にある場
合、銀を添加するにつれ寿命回数が上昇し、０．００５
％以上で寿命伸長の効果が顕著となり、銀添加量が０．
１０％を越えると寿命は飽和状態となる。したがって、
銀の添加量は、０．０５〜０．０５重量％の範囲が好ま
しい。また、錫の添加量を０．６〜１．８％とした理由
は、０．６％より少ない時や１．８％を越えると寿命が
減少する傾向があるためである。またカルシウム量につ
いては０．０３％では格子の機械的強度が低く、また
０．１１％では格子の腐食量が多くなることにより寿命
が短く、０．０５〜０．０９％の間が好ましい。

【００１７】また、表１に寿命試験回数と共に、寿命試
験を２４００回の時点で中止し、電池を分解し陽極格子
が何％酸化腐食していたのかを調べた結果を示す。

【００１８】この結果から上記の寿命試験の寿命回数と
格子の耐酸化性と密接な関係があることが分かる。

【００１９】以上の結果より元素の添加量としてはカル
シウムの量が０．０５〜０．０９％、錫の量が０．６０
〜１．８０％、銀の量が０．００５〜０．０５％の間が
好ましい。

【００２０】また、この種の鉛−カルシウム系合金は合
金調合の際、カルシウム濃度を安定化するために数百Ｐ
ＰＭのアルミニウムを添加することが広く行われている
が、本発明はこのような合金に対してももちろん有効で
ある。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明は鉛蓄電池の寿命
特性を顕著に改善するものであり、工業上その価値は大
きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルシウム、錫および銀を含む鉛合金の
   冷間圧延シートをエキスパンド加工して形成した格子体
   を、少なくとも陽極に用いることを特徴とする鉛蓄電
   池。
2. 【請求項２】 鉛合金中に含まれるカルシウムの量が
   ０．０５〜０．０９重量％、錫の量が０．６０〜２．０
   ０重量％、銀の量が０．００５〜０．０５重量％である
   請求項１の鉛蓄電池。