JPH09330709A - 鉛蓄電池及びその製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規な電極格子構造体を有する鉛蓄電池を提
供する。 【解決手段】 本発明の鉛蓄電池は、比較的高い強度と
優れた耐食性を有するディスパーソイド含有鉛からなる
電極格子構造体を有する。ディスパーソイド粒子３１
は、鉛蓄電池内で使用するのに適する濃度の硫酸及び鉛
に対して概ね不溶性である酸化物、窒化物及び炭化物か
ら選択される。ディスパーソイド含有鉛の平均粒度は少
なくとも２０μｍである。比較的大きな粒度のために、
電解質に暴露される粒子境界の全長が比較的小さく、そ
れにより耐食性が改善される。ディスパーソイド含有鉛
は塑性変形により生成することができる。
供する。 【解決手段】 本発明の鉛蓄電池は、比較的高い強度と
優れた耐食性を有するディスパーソイド含有鉛からなる
電極格子構造体を有する。ディスパーソイド粒子３１
は、鉛蓄電池内で使用するのに適する濃度の硫酸及び鉛
に対して概ね不溶性である酸化物、窒化物及び炭化物か
ら選択される。ディスパーソイド含有鉛の平均粒度は少
なくとも２０μｍである。比較的大きな粒度のために、
電解質に暴露される粒子境界の全長が比較的小さく、そ
れにより耐食性が改善される。ディスパーソイド含有鉛
は塑性変形により生成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に関する。
更に詳細には、本発明はこのような蓄電池用の電極格子
構造体及びこの構造体の製造方法に関する。
更に詳細には、本発明はこのような蓄電池用の電極格子
構造体及びこの構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池の技術は現在、完全に成熟して
いる。しかし、このような蓄電池を改善するための多大
な作業が続けられているにも拘わらず、依然として様々
な問題が存在する。例えば、純鉛は、蓄電池内に存在す
る条件下では比較的耐食性であり、その結果、純鉛の電
極格子構造体が広範に使用されている。しかし、純鉛は
軟質であり、機械的に脆弱である。このため、比較的大
きな電極格子構造体を使用しなければならない。従っ
て、純鉛の格子構造体を有する鉛蓄電池は一般的に、単
位重量当たりの蓄電エネルギー値が比較的低い。
いる。しかし、このような蓄電池を改善するための多大
な作業が続けられているにも拘わらず、依然として様々
な問題が存在する。例えば、純鉛は、蓄電池内に存在す
る条件下では比較的耐食性であり、その結果、純鉛の電
極格子構造体が広範に使用されている。しかし、純鉛は
軟質であり、機械的に脆弱である。このため、比較的大
きな電極格子構造体を使用しなければならない。従っ
て、純鉛の格子構造体を有する鉛蓄電池は一般的に、単
位重量当たりの蓄電エネルギー値が比較的低い。
【０００３】更に、鉛合金は純鉛よりも遥かに高い強度
を有することができ、そのため、鉛合金（例えば、析出
硬化Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｎ）電極格子構造体を有する鉛蓄電
池も広範に使用されていることも公知である。これらの
蓄電池は一般的に、前記の蓄電池に比べて、単位重量当
たりの蓄電エネルギー値が高い。しかし、鉛合金電極格
子構造体は一般的に、耐食性が低い。従って、鉛合金電
極格子構造体を有する蓄電池の寿命は比較的短い。
を有することができ、そのため、鉛合金（例えば、析出
硬化Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｎ）電極格子構造体を有する鉛蓄電
池も広範に使用されていることも公知である。これらの
蓄電池は一般的に、前記の蓄電池に比べて、単位重量当
たりの蓄電エネルギー値が高い。しかし、鉛合金電極格
子構造体は一般的に、耐食性が低い。従って、鉛合金電
極格子構造体を有する蓄電池の寿命は比較的短い。
【０００４】鉛蓄電池の重要性に鑑み、比較的軽量な電
極格子構造体からなり、蓄電池内に存在する条件下で比
較的耐食性であり、これにより、比較的優れた耐食性と
単位重量当たりの比較的高い蓄電エネルギー値を併せ持
つ蓄電池の開発が強く求められている。
極格子構造体からなり、蓄電池内に存在する条件下で比
較的耐食性であり、これにより、比較的優れた耐食性と
単位重量当たりの比較的高い蓄電エネルギー値を併せ持
つ蓄電池の開発が強く求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、新規な電極格子構造体を有する鉛蓄電池を提供する
ことである。
は、新規な電極格子構造体を有する鉛蓄電池を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は、分散硬化鉛
からなる物体（例えば、電極格子構造体）からなる鉛蓄
電池により解決される。分散硬化鉛は、常用の鉛蓄電池
の通常の使用条件下で遭遇する温度（及び適切な濃度）
で、鉛及び硫酸に不溶性の無機材料から選択されるディ
スパーソイド（例えば、概ね球形であるが、フレーク状
又はファイバー状粒子あるいは概ね不整形粒子の場合も
ある）からなる。温度範囲は一般的に、−２０℃〜＋７
０℃であり、濃度範囲は一般的に、１５wt％〜４５wt％
である。
からなる物体（例えば、電極格子構造体）からなる鉛蓄
電池により解決される。分散硬化鉛は、常用の鉛蓄電池
の通常の使用条件下で遭遇する温度（及び適切な濃度）
で、鉛及び硫酸に不溶性の無機材料から選択されるディ
スパーソイド（例えば、概ね球形であるが、フレーク状
又はファイバー状粒子あるいは概ね不整形粒子の場合も
ある）からなる。温度範囲は一般的に、−２０℃〜＋７
０℃であり、濃度範囲は一般的に、１５wt％〜４５wt％
である。
【０００７】例えば、無機材料は７０℃でＰｂに不溶性
であり、また、７０℃で濃度４５wt％の硫酸に不溶性で
ある。一般的に、粒子は酸化物、窒化物及び炭化物から
選択される。酸化物はＰｂＳｎＯ3、ＰｂＴｉＯ3及びＢ
ａＰｂＯ3のような鉛含有複合体（すなわち、２種類以
上の金属成分を含有する）を含む。単純なＰｂ酸化物
（例えば、ＰｂＯ）は一般的に、Ｐｂに不溶性であると
いう必須要件を満たさない。ディスパーソイド粒子は一
般的に、分散硬化鉛全体に分散される。分散硬化鉛の平
均粒度は少なくとも２０μｍであり、好ましくは、５０
μｍ超である。
であり、また、７０℃で濃度４５wt％の硫酸に不溶性で
ある。一般的に、粒子は酸化物、窒化物及び炭化物から
選択される。酸化物はＰｂＳｎＯ3、ＰｂＴｉＯ3及びＢ
ａＰｂＯ3のような鉛含有複合体（すなわち、２種類以
上の金属成分を含有する）を含む。単純なＰｂ酸化物
（例えば、ＰｂＯ）は一般的に、Ｐｂに不溶性であると
いう必須要件を満たさない。ディスパーソイド粒子は一
般的に、分散硬化鉛全体に分散される。分散硬化鉛の平
均粒度は少なくとも２０μｍであり、好ましくは、５０
μｍ超である。
【０００８】この明細書で使用される、所定の媒体にお
ける“不溶性”という用語は、０．５原子％未満、好ま
しくは、０．１原子％未満の固体溶解度又は液体溶解度
を意味する。
ける“不溶性”という用語は、０．５原子％未満、好ま
しくは、０．１原子％未満の固体溶解度又は液体溶解度
を意味する。
【０００９】比較的大きな粒度は熱処理により得られ
る。比較的大きな粒度は、従来の鉛複合体に比べて、本
発明による非常に高い耐食性を有する分散硬化鉛をもた
らす。
る。比較的大きな粒度は、従来の鉛複合体に比べて、本
発明による非常に高い耐食性を有する分散硬化鉛をもた
らす。
【００１０】本発明はまた、分散硬化格子鉛部材（例え
ば、電極構造体）からなる製品の製造方法も提供する。
この方法は、前記のディスパーソイドと鉛とからなる塊
を生成するステップと、ディスパーソイド粒子が少なく
ともこの塊の一部分の全体に分散されるように、この塊
を機械的に変形させるステップと、少なくとも前記部分
が２０μｍ以上の平均粒度を有する分散硬化鉛からなる
ように、少なくとも前記部分を熱処理するステップと、
少なくとも前記部分から分散硬化鉛部材を形成するステ
ップと、製品（例えば、鉛蓄電池）の完成に必要な一つ
以上のステップを実行するステップとからなる。
ば、電極構造体）からなる製品の製造方法も提供する。
この方法は、前記のディスパーソイドと鉛とからなる塊
を生成するステップと、ディスパーソイド粒子が少なく
ともこの塊の一部分の全体に分散されるように、この塊
を機械的に変形させるステップと、少なくとも前記部分
が２０μｍ以上の平均粒度を有する分散硬化鉛からなる
ように、少なくとも前記部分を熱処理するステップと、
少なくとも前記部分から分散硬化鉛部材を形成するステ
ップと、製品（例えば、鉛蓄電池）の完成に必要な一つ
以上のステップを実行するステップとからなる。
【００１１】製品の完成に必要な一つ以上のステップは
常用のものであり、例えば、活物質（例えば、Ｐｂ
Ｏ2、ＰｂＳＯ4、Ｐｂ）を電極格子構造体に接合させ、
電極をハウジング内に取付け、電気的接続を行い、そし
て、電解質を供給することなどである。
常用のものであり、例えば、活物質（例えば、Ｐｂ
Ｏ2、ＰｂＳＯ4、Ｐｂ）を電極格子構造体に接合させ、
電極をハウジング内に取付け、電気的接続を行い、そし
て、電解質を供給することなどである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の分散硬化鉛は、概ね純粋
（一般的に、＞９８％、好ましくは９９．５％以上）な
鉛内にディスパーソイド粒子を概ね均一に分散させるこ
とからなる方法により生成される。ディスパーソイドの
体積分率は一般的に、０．５％〜２０％、好ましくは１
％〜１０％の範囲内である。本発明で使用できる粒子は
例えば、ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＰｂＳｎＯ3，
ＰｂＴｉＯ3，ＢａＰｂＯ3，ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＡｌＮ，
ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ダイヤモンド，希土類（原子
番号５７−７１）酸化物、窒化物及び炭化物などであ
る。
（一般的に、＞９８％、好ましくは９９．５％以上）な
鉛内にディスパーソイド粒子を概ね均一に分散させるこ
とからなる方法により生成される。ディスパーソイドの
体積分率は一般的に、０．５％〜２０％、好ましくは１
％〜１０％の範囲内である。本発明で使用できる粒子は
例えば、ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＰｂＳｎＯ3，
ＰｂＴｉＯ3，ＢａＰｂＯ3，ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＡｌＮ，
ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ダイヤモンド，希土類（原子
番号５７−７１）酸化物、窒化物及び炭化物などであ
る。
【００１３】ディスパーソイド粒子が概ね均一に分散さ
れた鉛は任意の適当な方法で生成することができる。こ
の方法は例えば、Ｐｂ粉末を準備し、このＰｂ粉末をデ
ィスパーソイドと混合することからなる。鉛の粒度は一
般的に、１０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは２０μｍ
〜２００μｍの範囲内である。かなり大きな粒度は過度
な塑性変形を必要とし、かなり小さな粒度は安全な取り
扱いを困難にする。概ね３次元粒子の“粒度”とは、粒
子として等容量の球体の直径を意味する。概ね２次元粒
子（例えば、フレーク）及び概ね１次元粒子（例えば、
ファイバ）の粒度は粒子の幅である。
れた鉛は任意の適当な方法で生成することができる。こ
の方法は例えば、Ｐｂ粉末を準備し、このＰｂ粉末をデ
ィスパーソイドと混合することからなる。鉛の粒度は一
般的に、１０μｍ〜１０００μｍ、好ましくは２０μｍ
〜２００μｍの範囲内である。かなり大きな粒度は過度
な塑性変形を必要とし、かなり小さな粒度は安全な取り
扱いを困難にする。概ね３次元粒子の“粒度”とは、粒
子として等容量の球体の直径を意味する。概ね２次元粒
子（例えば、フレーク）及び概ね１次元粒子（例えば、
ファイバ）の粒度は粒子の幅である。
【００１４】ディスパーソイド材料の粒度は、Ｐｂ粉末
のサイズよりも大幅に小さい（一般的に、１０％未満）
ものであるように選択することが好ましい。例えば、粉
末類を混合した後、図１に模式的に示されるように、鉛
粒子がディスパーソイド粒子により被覆されるような粒
度であることが好ましい。
のサイズよりも大幅に小さい（一般的に、１０％未満）
ものであるように選択することが好ましい。例えば、粉
末類を混合した後、図１に模式的に示されるように、鉛
粒子がディスパーソイド粒子により被覆されるような粒
度であることが好ましい。
【００１５】粉末類は例えば、ドライブレンド（乾式混
合）などのような任意の適当な方法で混合することがで
きる。混合溶剤として、アルコール、アセトンなどの揮
発性液体を用いる湿式混合が好ましい。混合溶剤として
水を用いる湿式混合も使用できる。重力誘発性凝離を避
けるのに十分な粒子間摩擦をもたらすために、液体の体
積分率は１０〜４０％の範囲内であることが好ましい。
図１において、符号１０は鉛粒子を、符号１１はディス
パーソイド粒子をそれぞれ示す。
合）などのような任意の適当な方法で混合することがで
きる。混合溶剤として、アルコール、アセトンなどの揮
発性液体を用いる湿式混合が好ましい。混合溶剤として
水を用いる湿式混合も使用できる。重力誘発性凝離を避
けるのに十分な粒子間摩擦をもたらすために、液体の体
積分率は１０〜４０％の範囲内であることが好ましい。
図１において、符号１０は鉛粒子を、符号１１はディス
パーソイド粒子をそれぞれ示す。
【００１６】湿式混合方法が使用される場合、その後、
粉末凝集体を例えば、大気中、不活性雰囲気中又は真空
中で乾燥させる。
粉末凝集体を例えば、大気中、不活性雰囲気中又は真空
中で乾燥させる。
【００１７】その後、乾燥粉末混合物を、例えば、水圧
プレスによる圧縮、冷間圧延又は鍛造により、凝集性多
孔質体に圧縮させる。
プレスによる圧縮、冷間圧延又は鍛造により、凝集性多
孔質体に圧縮させる。
【００１８】得られた材料を図２に模式的に示す。図２
において、符号２０は変形Ｐｂ粒子、符号２１はディス
パーソイド粒子をそれぞれ示す。
において、符号２０は変形Ｐｂ粒子、符号２１はディス
パーソイド粒子をそれぞれ示す。
【００１９】内部表面の酸化を避け、また、その後の加
熱処理中における幽閉ガスの泡立ち又は膨張を避けるた
めに、材料中の気孔が殆ど空気を含まないように、（少
なくとも、早期の段階で）圧縮を行うことが好ましい。
従って、真空中における圧縮が好ましい。しかし、或る
場合には、不活性雰囲気中における圧縮も使用できる。
熱処理中における幽閉ガスの泡立ち又は膨張を避けるた
めに、材料中の気孔が殆ど空気を含まないように、（少
なくとも、早期の段階で）圧縮を行うことが好ましい。
従って、真空中における圧縮が好ましい。しかし、或る
場合には、不活性雰囲気中における圧縮も使用できる。
【００２０】圧縮は一般的に、相当量の塑性変形（少な
くとも横断面の５０％減少、好ましくは、少なくとも９
０％又は９５％減少）を伴う。均一なディスパーソイド
分布を十分に達成するために、厚さ方向のディスパーソ
イド粒子間の平均距離が平均ディスパーソイド粒度より
も多くても１０倍（好ましくは多くても３倍）程度にな
るように、変形量を選択することが望ましい。変形は一
軸的である必要はなく、ドウの混練と同様に、あらゆる
方向への反復的な加圧／膨張処理を包含することができ
る。図３は高度に圧縮された材料を模式的に示す。図３
において、符号３０は鉛マトリックスを、また、符号３
１はディスパーソイド粒子をそれぞれ示す。
くとも横断面の５０％減少、好ましくは、少なくとも９
０％又は９５％減少）を伴う。均一なディスパーソイド
分布を十分に達成するために、厚さ方向のディスパーソ
イド粒子間の平均距離が平均ディスパーソイド粒度より
も多くても１０倍（好ましくは多くても３倍）程度にな
るように、変形量を選択することが望ましい。変形は一
軸的である必要はなく、ドウの混練と同様に、あらゆる
方向への反復的な加圧／膨張処理を包含することができ
る。図３は高度に圧縮された材料を模式的に示す。図３
において、符号３０は鉛マトリックスを、また、符号３
１はディスパーソイド粒子をそれぞれ示す。
【００２１】このようにして製造された本発明の分散硬
化鉛は必要に応じて、例えば、板状又はストリップ状に
成形することができる。これは常用の技術により実施で
きる。例えば、冷間圧延又は熱間圧延し、棒状に圧伸成
形加工し、続いて、ロールで扁平にするか又は短い断片
に剪断し、堆積し、そして更に圧延することにより成形
する。
化鉛は必要に応じて、例えば、板状又はストリップ状に
成形することができる。これは常用の技術により実施で
きる。例えば、冷間圧延又は熱間圧延し、棒状に圧伸成
形加工し、続いて、ロールで扁平にするか又は短い断片
に剪断し、堆積し、そして更に圧延することにより成形
する。
【００２２】本発明の分散硬化鉛の別の製造方法は、シ
ート状（例えば、厚さが０．００５〜０．２５インチ、
好ましくは、０．０１〜０．１インチの範囲内）の概ね
純粋な固体鉛（＞９８％、一般的に、＞９９．５％）を
多量に供給することからなる。概ね純粋な鉛は機械的に
軟質なので、加工硬化シートを使用することが望まし
い。従って、初期冷間圧延処理が望ましい。その後の処
理を容易にするため、鉛シートの表面を清浄化すること
も望ましい。
ート状（例えば、厚さが０．００５〜０．２５インチ、
好ましくは、０．０１〜０．１インチの範囲内）の概ね
純粋な固体鉛（＞９８％、一般的に、＞９９．５％）を
多量に供給することからなる。概ね純粋な鉛は機械的に
軟質なので、加工硬化シートを使用することが望まし
い。従って、初期冷間圧延処理が望ましい。その後の処
理を容易にするため、鉛シートの表面を清浄化すること
も望ましい。
【００２３】その後、鉛シートの一方又は両方の面を、
前記範囲内の体積分率を生成するための量の、前記のタ
イプのディスパーソイド粒子で被覆する。被覆は任意の
適当な方法により行うことができる。例えば、アルコー
ル、アセトン又は水のような揮発性液体中の粒子の噴霧
塗布、浸漬塗布、刷毛塗り、ロールコート又は電気泳動
塗装若しくは静電塗装などにより行われる。適当なら
ば、塗装後にビヒクル液を除去する。図４は、噴霧塗布
器４１により、鉛シート４０をディスパーソイド粒子層
４２で被覆する処理を模式的に示す。被覆シートはコイ
ルインゴット４３に捲回される。
前記範囲内の体積分率を生成するための量の、前記のタ
イプのディスパーソイド粒子で被覆する。被覆は任意の
適当な方法により行うことができる。例えば、アルコー
ル、アセトン又は水のような揮発性液体中の粒子の噴霧
塗布、浸漬塗布、刷毛塗り、ロールコート又は電気泳動
塗装若しくは静電塗装などにより行われる。適当なら
ば、塗装後にビヒクル液を除去する。図４は、噴霧塗布
器４１により、鉛シート４０をディスパーソイド粒子層
４２で被覆する処理を模式的に示す。被覆シートはコイ
ルインゴット４３に捲回される。
【００２４】図５は別の塗布方法を示す模式図である。
図５において、金属研削機又はグラインダー５０は、鉛
シートの新鮮な表面を作り出し、ローラ５１はディスパ
ーソイド粒子（図示されていない）を鉛シートに付着さ
せる。図６は更に別の塗布方法を示す模式図である。図
６において、被覆鉛シートの積層体（６０）を生成し、
そいて、プレス機６１により一緒に接着させる。
図５において、金属研削機又はグラインダー５０は、鉛
シートの新鮮な表面を作り出し、ローラ５１はディスパ
ーソイド粒子（図示されていない）を鉛シートに付着さ
せる。図６は更に別の塗布方法を示す模式図である。図
６において、被覆鉛シートの積層体（６０）を生成し、
そいて、プレス機６１により一緒に接着させる。
【００２５】塗布工程から得られたインゴット様又は積
層体様の複合プレフォームを更に処理し、ディスパーソ
イド粒子が概ね均一に分散された凝集鉛マトリックスを
生成する。処理としては、例えば、冷間圧延又は熱間圧
延などであり、この処理により、層間距離を減少させ、
得られる符号シートの厚さ方向にディスパーソイド粒子
を接近させる。図７はこの処理を示す模式図である。図
７において、ローラ７０はディスパーソイド被覆鉛シー
トの積層体６０を圧縮し、貼合せ接合鉛・ディスパーソ
イド複合体からなる素材７１を形成するのに使用され
る。
層体様の複合プレフォームを更に処理し、ディスパーソ
イド粒子が概ね均一に分散された凝集鉛マトリックスを
生成する。処理としては、例えば、冷間圧延又は熱間圧
延などであり、この処理により、層間距離を減少させ、
得られる符号シートの厚さ方向にディスパーソイド粒子
を接近させる。図７はこの処理を示す模式図である。図
７において、ローラ７０はディスパーソイド被覆鉛シー
トの積層体６０を圧縮し、貼合せ接合鉛・ディスパーソ
イド複合体からなる素材７１を形成するのに使用され
る。
【００２６】プレフォームは一般的に、多数（例えば、
１０〜１０００枚）の被覆鉛シートからなる。別法とし
て、少ない枚数のシートを積層するか又は捲回、巻取り
し、そして多数回反復して再積層させることもできる。
１０〜１０００枚）の被覆鉛シートからなる。別法とし
て、少ない枚数のシートを積層するか又は捲回、巻取り
し、そして多数回反復して再積層させることもできる。
【００２７】概ね均一に分散されたディスパーソイド粒
子を有する複合素材が得られるまで、任意の適当な方法
で、積層接合鉛分散複合体を加工する。少なくとも１回
以上の早期加工工程を真空中で実施するか、又は気孔を
排気し、そして、この気孔を不活性ガスで再充気するこ
とが望ましい。
子を有する複合素材が得られるまで、任意の適当な方法
で、積層接合鉛分散複合体を加工する。少なくとも１回
以上の早期加工工程を真空中で実施するか、又は気孔を
排気し、そして、この気孔を不活性ガスで再充気するこ
とが望ましい。
【００２８】例えば、厚さ０．０２インチのＰｂシート
（各シートは厚さ０．００１〜０．００２インチの粒径
２μｍＴｉＯ2粒子（約５容量％）層で被覆されてい
る）５００層からなる高さが約１０インチの積層体を加
工し、厚さ０．０２０インチのシート素材（面積が約９
９．８％減少し、厚さが１／５００に減少している）を
得ることができる。各初期シートの厚さ（従って、厚さ
方向の粒子間距離）は約１μｍにまで減少される。これ
はディスパーソイド粒子のサイズと同じ大きさである。
５容量％の２μｍ粒子の理想的な均一な三次元分布は、
計算値で５〜６μｍの粒子間距離を生じる。従って、前
記の実施例は、概ね均一なディスパーソイド分布は積層
／分散技法により容易に得られることを示す。
（各シートは厚さ０．００１〜０．００２インチの粒径
２μｍＴｉＯ2粒子（約５容量％）層で被覆されてい
る）５００層からなる高さが約１０インチの積層体を加
工し、厚さ０．０２０インチのシート素材（面積が約９
９．８％減少し、厚さが１／５００に減少している）を
得ることができる。各初期シートの厚さ（従って、厚さ
方向の粒子間距離）は約１μｍにまで減少される。これ
はディスパーソイド粒子のサイズと同じ大きさである。
５容量％の２μｍ粒子の理想的な均一な三次元分布は、
計算値で５〜６μｍの粒子間距離を生じる。従って、前
記の実施例は、概ね均一なディスパーソイド分布は積層
／分散技法により容易に得られることを示す。
【００２９】本発明の分散硬化鉛からなる本体の耐食性
を更に改善するために、ディスパーソイドを有しない鉛
表面層間に分散硬化鉛コアを挟み込んだ素材を提供する
ことが望ましいこともある。これらの選択的な表層は任
意の適当な方法（例えば、電気メッキ、溶融鉛への急速
浸漬、プラズマ蒸着又は溶射蒸着）により貼付けること
ができる。図８は表層の貼付け方法の一例の模式図であ
る。分散硬化鉛板８１を鉛の薄いシート８０の間に配置
し、常用のプレス又は圧延処理により一元構造体を生成
する。全ての接合面は清浄で、しかも、酸化物などを有
しないことが望ましい。図９は、得られた一元構造体の
模式図である。
を更に改善するために、ディスパーソイドを有しない鉛
表面層間に分散硬化鉛コアを挟み込んだ素材を提供する
ことが望ましいこともある。これらの選択的な表層は任
意の適当な方法（例えば、電気メッキ、溶融鉛への急速
浸漬、プラズマ蒸着又は溶射蒸着）により貼付けること
ができる。図８は表層の貼付け方法の一例の模式図であ
る。分散硬化鉛板８１を鉛の薄いシート８０の間に配置
し、常用のプレス又は圧延処理により一元構造体を生成
する。全ての接合面は清浄で、しかも、酸化物などを有
しないことが望ましい。図９は、得られた一元構造体の
模式図である。
【００３０】分散硬化素材が前記の多層処理方法により
生成される場合、処理の中間工程で鉛の表面材料を提供
することが望ましい。例えば、図６に示された方法で
は、最外層のシートは未被覆のままにしておくように、
この処理方法を変更することもできる。
生成される場合、処理の中間工程で鉛の表面材料を提供
することが望ましい。例えば、図６に示された方法で
は、最外層のシートは未被覆のままにしておくように、
この処理方法を変更することもできる。
【００３１】本発明による分散硬化鉛の好ましい用途
は、鉛蓄電池の電極格子構造体である。このような格子
構造体は一般的に、例えば、"Handbook of Batteries",
D.Linden,editor,2nd edition, McGraw-Hill, Chapter
24に記載されているような、矩形の外側“額縁”と多
量の活物質（例えば、ＰｂＯ2及びＰｂ）を保持するこ
とができる格子の形状をしている。
は、鉛蓄電池の電極格子構造体である。このような格子
構造体は一般的に、例えば、"Handbook of Batteries",
D.Linden,editor,2nd edition, McGraw-Hill, Chapter
24に記載されているような、矩形の外側“額縁”と多
量の活物質（例えば、ＰｂＯ2及びＰｂ）を保持するこ
とができる格子の形状をしている。
【００３２】電極格子構造体は任意の適当な方法により
ディスパーソイド含有鉛から作製される。例えば、前記
のようにして製造されたシートを打ち抜くことにより作
製される。ディスパーソイド含有鉛の機械的強度が著し
く高められたために、電極の厚さは一般的に、従来の元
素Ｐｂ電極格子又は合金格子に比べて、大幅に低下させ
ることができる。本発明の分散硬化鉛は、元素Ｐｂより
も少なくとも３０％、好ましくは少なくとも５０％、更
に一層好ましくは少なくとも１００％も強く製造するこ
とができるので、電極格子寸法は少なくとも３０〜１０
０％の概ね同じ比率まで低下させることができる。これ
により、優れた蓄電池エネルギー密度が得られるばかり
か、Ｐｂ使用量を減少させることもできる。
ディスパーソイド含有鉛から作製される。例えば、前記
のようにして製造されたシートを打ち抜くことにより作
製される。ディスパーソイド含有鉛の機械的強度が著し
く高められたために、電極の厚さは一般的に、従来の元
素Ｐｂ電極格子又は合金格子に比べて、大幅に低下させ
ることができる。本発明の分散硬化鉛は、元素Ｐｂより
も少なくとも３０％、好ましくは少なくとも５０％、更
に一層好ましくは少なくとも１００％も強く製造するこ
とができるので、電極格子寸法は少なくとも３０〜１０
０％の概ね同じ比率まで低下させることができる。これ
により、優れた蓄電池エネルギー密度が得られるばかり
か、Ｐｂ使用量を減少させることもできる。
【００３３】本発明の分散硬化材料から電極格子構造体
を製造する一般的な常用工程に続いて、加熱処理が行わ
れる。この加熱処理は本発明にとって重要な意味を有す
る。この加熱処理により、電極構造体の耐食性を大幅に
高めることができる。
を製造する一般的な常用工程に続いて、加熱処理が行わ
れる。この加熱処理は本発明にとって重要な意味を有す
る。この加熱処理により、電極構造体の耐食性を大幅に
高めることができる。
【００３４】このようにして製造された本発明の分散硬
化材料は一般的に、加熱処理前は、比較的小さな粒度を
有し、このため、比較的低い耐食性を有する。例えば、
粒度は一般的に、約０．５〜１０μｍの範囲内であり、
ディスパーソイド体積分率は２〜１０％の範囲内であ
り、平均ディスパーソイド粒度は数ミクロンである。
化材料は一般的に、加熱処理前は、比較的小さな粒度を
有し、このため、比較的低い耐食性を有する。例えば、
粒度は一般的に、約０．５〜１０μｍの範囲内であり、
ディスパーソイド体積分率は２〜１０％の範囲内であ
り、平均ディスパーソイド粒度は数ミクロンである。
【００３５】例えば、材料中の平均粒度が少なくとも２
０μｍ、好ましくは、少なくとも５０μｍ又は１００μ
ｍであるように、分散硬化材料中で実体的な粒子成長が
生じるように、加熱処理を選択する。多結晶材料の平均
粒度を決定する方法は当業者に周知である。例えば、平
均粒度は線形インターセプション法により決定できる。
０μｍ、好ましくは、少なくとも５０μｍ又は１００μ
ｍであるように、分散硬化材料中で実体的な粒子成長が
生じるように、加熱処理を選択する。多結晶材料の平均
粒度を決定する方法は当業者に周知である。例えば、平
均粒度は線形インターセプション法により決定できる。
【００３６】表面腐食に関して、有意な粒子寸法は材料
の表面中の平均粒子直径である。なぜなら、この平均粒
子直径は、腐食媒体、すなわち、硫酸に暴露される粒子
境界の全長を決定するからである。ここで、“粒度”は
表面内の粒子と等しい面積の円周の直径であり、“平
均”粒度はこの直径の平均値である。
の表面中の平均粒子直径である。なぜなら、この平均粒
子直径は、腐食媒体、すなわち、硫酸に暴露される粒子
境界の全長を決定するからである。ここで、“粒度”は
表面内の粒子と等しい面積の円周の直径であり、“平
均”粒度はこの直径の平均値である。
【００３７】粒子成長のための加熱処理は、Ｐｂの融点
に比較的近い温度、例えば、１５０〜３００℃、好まし
くは２００〜２５０℃の温度で行われる。加熱処理時間
は少なくとも０．１時間、好ましくは少なくとも１時間
である。しかし、いずれの場合も、少なくとも２０μｍ
の所望の平均粒度を得るのに必要十分な長さであればよ
い。望ましくは、加熱処理は不活性雰囲気（例えば、Ｎ
2、Ａｒ）中又は真空中で行う。
に比較的近い温度、例えば、１５０〜３００℃、好まし
くは２００〜２５０℃の温度で行われる。加熱処理時間
は少なくとも０．１時間、好ましくは少なくとも１時間
である。しかし、いずれの場合も、少なくとも２０μｍ
の所望の平均粒度を得るのに必要十分な長さであればよ
い。望ましくは、加熱処理は不活性雰囲気（例えば、Ｎ
2、Ａｒ）中又は真空中で行う。
【００３８】ディスパーソイド含有ＰｂがＰｂ表層で被
覆されている場合、表層は一般的に、腐食に対する初期
保護をもたらす。しかし、本発明の耐食性ディスパーソ
イド含有Ｐｂコアを提供すること、表層が破損した場合
にも耐食性をもたらすことが強く望まれている。例え
ば、Ｐｂ表層中のピンホールの存在は下部材料と電解質
との接触を生じ、その結果、この材料自体が耐食性でな
ければ、下部材料の腐食を引き起こす。本発明の加熱処
理済みディスパーソイド含有Ｐｂはこのような耐食性材
料である。
覆されている場合、表層は一般的に、腐食に対する初期
保護をもたらす。しかし、本発明の耐食性ディスパーソ
イド含有Ｐｂコアを提供すること、表層が破損した場合
にも耐食性をもたらすことが強く望まれている。例え
ば、Ｐｂ表層中のピンホールの存在は下部材料と電解質
との接触を生じ、その結果、この材料自体が耐食性でな
ければ、下部材料の腐食を引き起こす。本発明の加熱処
理済みディスパーソイド含有Ｐｂはこのような耐食性材
料である。
【００３９】加熱処理は望ましい粒子成長を生じるばか
りか、分散硬化シートに対する（選択的）鉛表面シート
の接合力を高める。もちろん、（選択的）鉛表面シート
内でも望ましい粒子成長は生じ、一般的に、表面シート
内の平均粒度は少なくとも５０μｍ、好ましくは、少な
くとも１００又は２００μｍとなる。
りか、分散硬化シートに対する（選択的）鉛表面シート
の接合力を高める。もちろん、（選択的）鉛表面シート
内でも望ましい粒子成長は生じ、一般的に、表面シート
内の平均粒度は少なくとも５０μｍ、好ましくは、少な
くとも１００又は２００μｍとなる。
【００４０】加熱処理終了後、電極格子構造体を室温に
まで放冷させる。その後、この電極格子構造体は容易に
鉛蓄電池内に組込むことができる。これらの鉛蓄電池
は、本発明の一つ以上の電極格子構造体を使用すること
以外は、常用通りのものとすることができる。一般的
に、電極格子構造体は陰極内にＰｂ粉末を保持し、陽極
内にＰｂＯ2粉末を保持する。各電極間の間隔を維持す
るためにスペーサが挿入されている。電極はハウジング
内に配置されている。電極との電気的接続を行うための
手段として、硫酸電解質のような材料が使用される。鉛
蓄電池の組立は常法通りに行うことができる。
まで放冷させる。その後、この電極格子構造体は容易に
鉛蓄電池内に組込むことができる。これらの鉛蓄電池
は、本発明の一つ以上の電極格子構造体を使用すること
以外は、常用通りのものとすることができる。一般的
に、電極格子構造体は陰極内にＰｂ粉末を保持し、陽極
内にＰｂＯ2粉末を保持する。各電極間の間隔を維持す
るためにスペーサが挿入されている。電極はハウジング
内に配置されている。電極との電気的接続を行うための
手段として、硫酸電解質のような材料が使用される。鉛
蓄電池の組立は常法通りに行うことができる。
【００４１】
【実施例】実施例１ 平均粒度が２００メッシュ（〜７４μｍ）の元素Ｐｂ粉
末（純度＞９９．９％）を、平均粒度が〜２μｍのＴｉ
Ｏ2粒子５容量％と混合した。液状潤滑剤として少量の
アセトンを使用した。大部分のＰｂ粒子がＴｉＯ2粒子
により被覆されるように、穏やかに、十分に混合した
後、この混合物を一晩乾燥させ、油圧プレスを用いて焼
く１０，０００ｐｓｉの圧力で、ストリップ状に圧縮変
形させ、４片に切断し、これらを積重し、そして、再度
圧縮変形させる（全体の厚さが〜７５％減少するまで圧
縮する）。
末（純度＞９９．９％）を、平均粒度が〜２μｍのＴｉ
Ｏ2粒子５容量％と混合した。液状潤滑剤として少量の
アセトンを使用した。大部分のＰｂ粒子がＴｉＯ2粒子
により被覆されるように、穏やかに、十分に混合した
後、この混合物を一晩乾燥させ、油圧プレスを用いて焼
く１０，０００ｐｓｉの圧力で、ストリップ状に圧縮変
形させ、４片に切断し、これらを積重し、そして、再度
圧縮変形させる（全体の厚さが〜７５％減少するまで圧
縮する）。
【００４２】この積重、圧縮変形処理を８回繰り返し、
最終ストリップ厚さを〜１ｍｍとした。ＴｉＯ2粒子
は、最初、Ｐｂ粉末粒子（〜７４μｍ）に等しい距離ま
で、次のＴｉＯ2粒子層から離間されていた。しかし、
この距離は前記の反復処理工程により、理論値では（１
／４）8倍、又は大雑把には、１／６５０００にまで減
少された。この値は、５容量％の２μｍ粒子の理想的均
一分散における平均粒子間距離（約５〜６μｍ）よりも
遥かに小さい。これは、Ｐｂ内のディスパーソイド粒子
が概ね完全に混合され、そして、均一に分散されたこと
を意味する。
最終ストリップ厚さを〜１ｍｍとした。ＴｉＯ2粒子
は、最初、Ｐｂ粉末粒子（〜７４μｍ）に等しい距離ま
で、次のＴｉＯ2粒子層から離間されていた。しかし、
この距離は前記の反復処理工程により、理論値では（１
／４）8倍、又は大雑把には、１／６５０００にまで減
少された。この値は、５容量％の２μｍ粒子の理想的均
一分散における平均粒子間距離（約５〜６μｍ）よりも
遥かに小さい。これは、Ｐｂ内のディスパーソイド粒子
が概ね完全に混合され、そして、均一に分散されたこと
を意味する。
【００４３】変形処理された複合ストリップをその後、
アルゴン雰囲気中で、〜２５０℃の温度で４８時間にわ
たって粒子成長加熱処理した。ＴｉＯ2ディスパーソイ
ド粒子の添加による機械的補強度は、ビッカース硬度試
験器を用いて測定し、従来技術のＰｂ及び市販のＰｂ−
Ｃａ−Ｓｎ合金と比較した。測定結果を下記の表１に要
約して示す。本発明のＴｉＯ2分散補強Ｐｂは、Ｐｂ又
はＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金の約２倍の、著しく改善された
機械的硬度を示した。
アルゴン雰囲気中で、〜２５０℃の温度で４８時間にわ
たって粒子成長加熱処理した。ＴｉＯ2ディスパーソイ
ド粒子の添加による機械的補強度は、ビッカース硬度試
験器を用いて測定し、従来技術のＰｂ及び市販のＰｂ−
Ｃａ−Ｓｎ合金と比較した。測定結果を下記の表１に要
約して示す。本発明のＴｉＯ2分散補強Ｐｂは、Ｐｂ又
はＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金の約２倍の、著しく改善された
機械的硬度を示した。
【００４４】 表１：Ｐｂ，Ｐｂ合金及び分散硬化Ｐｂ（２５０℃／４８時間加熱処理後）の 機械的硬度 材 料 ビッカース硬度 純Ｐｂ（従来技術） ５．２ Pb-0.1%Ca-0.5%Sn-0.03%Al（従来技術） ６．４ Ｐｂ−５％ＴｉＯ2 １１．５ Ｐｂ−５％Ａｌ2Ｏ3 １７．２
【００４５】実施例２ 市販の超微細Ａｌ2Ｏ3粒子（平均直径〜０．０１μｍ）
をAESAR社から調達した。５容量％のＡｌ2Ｏ3粒子を２
００メッシュのＰｂ粉末と混合し、概ね実施例１に述べ
た通りに、反復変形処理を行った。加えられた圧縮塑性
変形の総量はこの実施例でも、Ａｌ2Ｏ3粒子間の粒子間
距離が理論的に、Ｐｂマトリックス内の１００オングス
トローム（以下「Ａ」と略す）の粒子（５容量％）の理
想的分散における計算値の粒子間距離未満にまで低下さ
れる（このことは、概ね均一な混合を意味する）ような
ものであった。
をAESAR社から調達した。５容量％のＡｌ2Ｏ3粒子を２
００メッシュのＰｂ粉末と混合し、概ね実施例１に述べ
た通りに、反復変形処理を行った。加えられた圧縮塑性
変形の総量はこの実施例でも、Ａｌ2Ｏ3粒子間の粒子間
距離が理論的に、Ｐｂマトリックス内の１００オングス
トローム（以下「Ａ」と略す）の粒子（５容量％）の理
想的分散における計算値の粒子間距離未満にまで低下さ
れる（このことは、概ね均一な混合を意味する）ような
ものであった。
【００４６】Ａｌ2Ｏ3粒子の分散はＰｂの硬度を劇的に
改善した。前記の表１に示されるように、２５０℃／４
８時間の粒子成長処理後の、Ａｌ2Ｏ3−Ｐｂ複合体の硬
度値は約１７．２であった。Ａｌ2Ｏ3分散がＴｉＯ2分
散よりも高い強度をもたらす理由は、ＴｉＯ2の粒度が
〜２μｍであるのに対してＡｌ2Ｏ3の粒度が１００Ａで
あるように、Ａｌ2Ｏ3の粒度が非常に小さいためである
と思われる。Ｐｂの塑性変形の転置及び粒子境界の移動
は、微少なサイズの多量のディスパーソイド粒子の場
合、大きなサイズの少数のディスパーソイド粒子の場合
よりも非常に困難である。
改善した。前記の表１に示されるように、２５０℃／４
８時間の粒子成長処理後の、Ａｌ2Ｏ3−Ｐｂ複合体の硬
度値は約１７．２であった。Ａｌ2Ｏ3分散がＴｉＯ2分
散よりも高い強度をもたらす理由は、ＴｉＯ2の粒度が
〜２μｍであるのに対してＡｌ2Ｏ3の粒度が１００Ａで
あるように、Ａｌ2Ｏ3の粒度が非常に小さいためである
と思われる。Ｐｂの塑性変形の転置及び粒子境界の移動
は、微少なサイズの多量のディスパーソイド粒子の場
合、大きなサイズの少数のディスパーソイド粒子の場合
よりも非常に困難である。
【００４７】実施例３ １２枚の元素Ｐｂシート（各シートは厚さ〜０．００８
インチ、幅０．７５インチ及び長さ３．５インチであ
る）の片側に、〜２μｍサイズのＴｉＯ2粒子とアセト
ンとの混合物を噴霧塗布した。塗布厚さを選択し、鉛内
のＴｉＯ2粒子が５容量％となるようにした。被覆シー
トを一晩乾燥させ、積重し、厚さ０．００８インチの元
素Ｐｂシートと共に捲回し、プレス接着させ、そして、
厚さ０．１２０インチ〜０．０１５インチにまで冷間圧
延し（面積で〜８７％の減少）、２０個の片に切断し、
この片を厚さ〜０．３インチにまで再度積重し、続い
て、プレス接着し、そして厚さ０．０１５インチのシー
トに冷間圧延した。
インチ、幅０．７５インチ及び長さ３．５インチであ
る）の片側に、〜２μｍサイズのＴｉＯ2粒子とアセト
ンとの混合物を噴霧塗布した。塗布厚さを選択し、鉛内
のＴｉＯ2粒子が５容量％となるようにした。被覆シー
トを一晩乾燥させ、積重し、厚さ０．００８インチの元
素Ｐｂシートと共に捲回し、プレス接着させ、そして、
厚さ０．１２０インチ〜０．０１５インチにまで冷間圧
延し（面積で〜８７％の減少）、２０個の片に切断し、
この片を厚さ〜０．３インチにまで再度積重し、続い
て、プレス接着し、そして厚さ０．０１５インチのシー
トに冷間圧延した。
【００４８】厚さの総減少量は〜１６０倍であった。従
って、積層複合構造体の各Ｐｂ層の厚さ（厚さ方向の粒
子間距離）は、〜０．００８インチ（２００μｍ）から
〜１．２５μｍまで同じ倍率だけ低下される。後の寸
法、〜１．２５μｍはＴｉＯ2粒子のサイズよりも遥か
に小さく、また、Ｐｂマトリックス内の２μｍ粒子５容
量％の理想的な均一分散における平均粒子間距離（５〜
６μｍ）よりも確実に小さい。このように処理された分
散硬化Ｐｂの機械的硬度を純Ｐｂの硬度と比較した。結
果を下記の表２に示す。
って、積層複合構造体の各Ｐｂ層の厚さ（厚さ方向の粒
子間距離）は、〜０．００８インチ（２００μｍ）から
〜１．２５μｍまで同じ倍率だけ低下される。後の寸
法、〜１．２５μｍはＴｉＯ2粒子のサイズよりも遥か
に小さく、また、Ｐｂマトリックス内の２μｍ粒子５容
量％の理想的な均一分散における平均粒子間距離（５〜
６μｍ）よりも確実に小さい。このように処理された分
散硬化Ｐｂの機械的硬度を純Ｐｂの硬度と比較した。結
果を下記の表２に示す。
【００４９】 表２：Ｐｂ及び積層圧延により製造された分散硬化Ｐｂシート（２５０℃／１ ６時間の粒子成長加熱処理後）の機械的硬度 材 料 ビッカース硬度 純Ｐｂ（従来技術） ５．２ Ｐｂ−５％ＴｉＯ2 ９．４
【００５０】前記の表２に示された結果から明らかなよ
うに、積層圧延分散硬化Ｐｂは、元素Ｐｂよりもかなり
高い機械強度を示す。
うに、積層圧延分散硬化Ｐｂは、元素Ｐｂよりもかなり
高い機械強度を示す。
【００５１】図１０は、元素Ｐｂよりもかなり大きな機
械的強度を示す分散硬化Ｐｂの光学顕微鏡写真である。
械的強度を示す分散硬化Ｐｂの光学顕微鏡写真である。
【００５２】図１０は、実施例３の分散硬化及び粒子成
長アニール化Ｐｂの、５００倍の倍率で撮影された光学
顕微鏡写真である。
長アニール化Ｐｂの、５００倍の倍率で撮影された光学
顕微鏡写真である。
【００５３】図１０は、ＴｉＯ2粒子の比較的均一な分
散と、粒度が約２０μｍの平均粒度を示す。図１１ａ）
及びｂ）は、ＴｉＯ2ディスパーソイドの分散と、Ｐｂ
の比較的大きな粒子幅を示す、同じサンプルの断面の５
００倍と１０００倍の倍率における顕微鏡写真である。
図１２は、耐食性の純Ｐｂの付加表面貼合層を有するＴ
ｉＯ2分散硬化Ｐｂの断面顕微鏡写真である。このサン
プルは、実施例３の方法と概ね同様な方法により製造さ
れた。
散と、粒度が約２０μｍの平均粒度を示す。図１１ａ）
及びｂ）は、ＴｉＯ2ディスパーソイドの分散と、Ｐｂ
の比較的大きな粒子幅を示す、同じサンプルの断面の５
００倍と１０００倍の倍率における顕微鏡写真である。
図１２は、耐食性の純Ｐｂの付加表面貼合層を有するＴ
ｉＯ2分散硬化Ｐｂの断面顕微鏡写真である。このサン
プルは、実施例３の方法と概ね同様な方法により製造さ
れた。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機械的強度及び耐食性が改善された電極格子構造体が得
られる。
機械的強度及び耐食性が改善された電極格子構造体が得
られる。
【図１】鉛粉末を用いてディスパーソイド含有鉛を生成
する工程を示す模式図である。
する工程を示す模式図である。
【図２】鉛粉末を用いてディスパーソイド含有鉛を生成
する工程を示す模式図である。
する工程を示す模式図である。
【図３】鉛粉末を用いてディスパーソイド含有鉛を生成
する工程を示す模式図である。
する工程を示す模式図である。
【図４】鉛シートを用いてディスパーソイド含有鉛を生
成する工程を示す模式図である。
成する工程を示す模式図である。
【図５】鉛シートを用いてディスパーソイド含有鉛を生
成する工程を示す模式図である。
成する工程を示す模式図である。
【図６】鉛シートを用いてディスパーソイド含有鉛を生
成する工程を示す模式図である。
成する工程を示す模式図である。
【図７】鉛シートを用いてディスパーソイド含有鉛を生
成する工程を示す模式図である。
成する工程を示す模式図である。
【図８】鉛被覆を有するディスパーソイド含有鉛シート
を生成する方法の一例を示す模式図である。
を生成する方法の一例を示す模式図である。
【図９】鉛被覆を有するディスパーソイド含有鉛シート
を生成する方法の一例を示す模式図である。
を生成する方法の一例を示す模式図である。
【図１０】加熱処理されたディスパーソイド含有鉛の構
造を示す顕微鏡写真である。
造を示す顕微鏡写真である。
【図１１】加熱処理されたディスパーソイド含有鉛の構
造を示す顕微鏡写真であり、Ａ）は倍率が５００倍の写
真であり、Ｂ）は倍率が１０００倍の写真である。
造を示す顕微鏡写真であり、Ａ）は倍率が５００倍の写
真であり、Ｂ）は倍率が１０００倍の写真である。
【図１２】耐食性の純Ｐｂの付加表面貼合層を有するＴ
ｉＯ2粒子分散硬化Ｐｂの構造を示す顕微鏡写真であ
る。
ｉＯ2粒子分散硬化Ｐｂの構造を示す顕微鏡写真であ
る。
１０ 鉛粒子 １１ ディスパーソイド粒子 ２０ 変形鉛粒子 ２１ ディスパーソイド粒子 ３０ 鉛マトリックス ３１ ディスパーソイド粒子 ４０ 鉛シート ４１ 噴霧塗布器 ４２ ディスパーソイド粒子層 ４３ コイルインゴット ５０ グラインダー ５１ ローラ ６０ 積層体 ６１ プレス機 ７０ ローラ ７１ 貼合接合鉛・ディスパーソイド複合体 ８０ 鉛シート ８１ 分散硬化鉛板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ブリジェッシュ ヴィアス アメリカ合衆国，07059 ニュージャージ ー，ウォーレン，トール オークス ドラ イブ ４ (72)発明者 スーザン エム．ザフラック アメリカ合衆国，17046 ペンシルヴァニ ア，レバノン，ボルツ レイン 1300，ボ ックス ３ ロード
Claims (12)
- 【請求項１】 分散硬化鉛を有する物体からなる鉛蓄電
池であり、 前記分散硬化鉛は、−２０℃〜７０℃の範囲内の温度
で、１４重量％〜４５重量％の範囲内の濃度の硫酸に対
する溶解度、及び−２０℃〜７０℃の範囲内の温度で鉛
に対する溶解度が何れも０．５原子％未満である無機材
料類から選択されるディスパーソイド粒子（３１）から
なり、 前記分散硬化鉛の平均粒度は少なくとも２０μｍであ
り、 前記ディスパーソイド粒子は前記分散硬化鉛中の全体に
わたって分散されていることを特徴とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】 前記粒子は酸化物、窒化物及び炭化物か
ら成る群から選択されることを特徴とする請求項１の鉛
蓄電池。 - 【請求項３】 ディスパーソイド粒子は、ＴｉＯ2，Ｚ
ｒＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＰｂＳｎＯ3，ＰｂＴｉＯ3，ＢａＰ
ｂＯ3，ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＡｌＮ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈ
ｆＣ，ダイヤモンド，希土類酸化物、窒化物及び炭化物
からなる群から選択され、前記希土類は原子番号が５７
から７１の元素であることを特徴とする請求項２の鉛蓄
電池。 - 【請求項４】 前記分散硬化鉛は、概ね純粋な、平均粒
度が少なくとも５０μｍの、ディスパーソイド不含有鉛
により概ね包囲されていることを特徴とする請求項１の
鉛蓄電池。 - 【請求項５】 前記物体は電極構造体であることを特徴
とする請求項１の鉛蓄電池。 - 【請求項６】 ディスパーソイド粒子の体積分率は０．
５〜２０％の範囲内であることを特徴とする請求項１の
鉛蓄電池。 - 【請求項７】 前記分散硬化鉛のビッカース硬度は室温
で６．４超であることを特徴とする請求項１の鉛蓄電
池。 - 【請求項８】 分散硬化鉛部材からなる鉛蓄電池の製造
方法であって、 ａ）ディスパーソイド粒子（３１）と鉛（３０）からな
る素材を生成するステップと、 ｂ）前記ディスパーソイド粒子が素材中の全体にわたっ
て分散されるように、前記素材を機械的に変形させるス
テップと、 ｃ）前記素材から前記分散硬化鉛を生成するステップ
と、 ｄ）分散硬化鉛の平均粒度が少なくとも２０μｍとなる
ように、前記分散硬化鉛部材を加熱処理するステップ
と、 ｅ）鉛蓄電池を完成させるために、一つ以上のステップ
を実施するステップとからなり、 前記ディスパーソイド粒子は、−２０℃〜７０℃の範囲
内の温度で、１４重量％〜４５重量％の範囲内の濃度の
硫酸、及び−２０℃〜７０℃の範囲内の温度で鉛に対し
て概ね不溶性である無機材料から選択されることを特徴
とする鉛蓄電池の製造方法。 - 【請求項９】 ステップａ）は、鉛粉末と前記ディスパ
ーソイド粒子を混合することからなることを特徴とする
請求項８の方法。 - 【請求項１０】 ステップａ）は、鉛シートを前記ディ
スパーソイド粒子で被覆することからなることを特徴と
する請求項８の方法。 - 【請求項１１】 前記素材内の前記ディスパーソイド粒
子の体積分率は０．５〜２０％の範囲内であることを特
徴とする請求項８の方法。 - 【請求項１２】 ディスパーソイド粒子で被覆された多
数の鉛シートを供給することからなり、ステップｂ）
は、ディスパーソイド粒子が素材中の全体にわたって分
散されるように、被覆鉛シートを捲回することからなる
ことを特徴とする請求項１０の方法。
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| US614425 | 1996-03-12 |
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-
1998
- 1998-12-23 US US09/219,466 patent/US5964904A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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