JPS5832469B2 - 鉛蓄電池用格子の製造法 - Google Patents
鉛蓄電池用格子の製造法Info
- Publication number
- JPS5832469B2 JPS5832469B2 JP53106155A JP10615578A JPS5832469B2 JP S5832469 B2 JPS5832469 B2 JP S5832469B2 JP 53106155 A JP53106155 A JP 53106155A JP 10615578 A JP10615578 A JP 10615578A JP S5832469 B2 JPS5832469 B2 JP S5832469B2
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- Japan
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- cooling
- alloy
- lead
- water
- mold
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- 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
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鉛蓄電池用格子の製造法に関するもので、特
に鉛Ｐｂ−スズＳｎ−砒素Ａｓ系合金を使用した格子の
機械的強度を改善することが目的である。
に鉛Ｐｂ−スズＳｎ−砒素Ａｓ系合金を使用した格子の
機械的強度を改善することが目的である。
鉛蓄電池用格子合金には主としてＰｂ−アンチモン５ｂ
−Ａｓ合金、あるいはＰｂ−カルシウムＣａ合金が使用
されているが、Ｐｂ−８ｂ−Ａｓ合金はｓｂの水素過電
圧が小さいため電池の自己放電が大きく、また電解液中
の水の分解速度が速く維持が煩雑であるという欠点があ
った。
−Ａｓ合金、あるいはＰｂ−カルシウムＣａ合金が使用
されているが、Ｐｂ−８ｂ−Ａｓ合金はｓｂの水素過電
圧が小さいため電池の自己放電が大きく、また電解液中
の水の分解速度が速く維持が煩雑であるという欠点があ
った。
一方Ｐｂ Ｃａ合金は深い放電を伴うサイクル寿命が
短く、また放電、放電後の充電性が悪い欠点があった。
短く、また放電、放電後の充電性が悪い欠点があった。
これらの欠点を改善するためにＰｂ−８ｎ Ａｓ系合
金が提案された。
金が提案された。
しかしこの合金は、ｐｂ −ｓｂ −Ａｓ系合金、Ｐｂ
−Ｃａ系合金に比較して機械的強寒か弱いという欠点が
あった。
−Ｃａ系合金に比較して機械的強寒か弱いという欠点が
あった。
例えば機械的性質の一つである抗折力を比較すると、Ｐ
ｂ−８ｎ０．５重量％（以下％は全て重量％を示す）
−ＡｓＯ０３％合金を通常の方法で鋳造した場合、約２
５０ ｋｇ／ｃｆｆｌ、Ｐｂ Ｓｂ ３．５ ％
Ａｓ０．３ ％合金では約７００ ｋｇ／ｃ１１！Ｌ、
Ｐｂ −Ｃａ ０．１％合金では約６００ ｋｇ／ａ
ｔｔ−であった。
ｂ−８ｎ０．５重量％（以下％は全て重量％を示す）
−ＡｓＯ０３％合金を通常の方法で鋳造した場合、約２
５０ ｋｇ／ｃｆｆｌ、Ｐｂ Ｓｂ ３．５ ％
Ａｓ０．３ ％合金では約７００ ｋｇ／ｃ１１！Ｌ、
Ｐｂ −Ｃａ ０．１％合金では約６００ ｋｇ／ａ
ｔｔ−であった。
Ｐｂ−８ｂ系、Ｐｂ−Ｃａ系合金の性質を改善するため
に、熱処理条件、あるいは冷却条件についての提案はな
されているが、Ｐｂ−８ｎＡｓ系合金についてのこのよ
うな処理条件についての提案は今までになく熱処理の効
果の有無あるいは、最も効果的な熱処理条件についても
、従来のＰｂ −ｓｂ系、あるいはＰ ｂ −Ｃａ系の
熱処理条件から容易に推定できにくい。
に、熱処理条件、あるいは冷却条件についての提案はな
されているが、Ｐｂ−８ｎＡｓ系合金についてのこのよ
うな処理条件についての提案は今までになく熱処理の効
果の有無あるいは、最も効果的な熱処理条件についても
、従来のＰｂ −ｓｂ系、あるいはＰ ｂ −Ｃａ系の
熱処理条件から容易に推定できにくい。
鉛蓄電池格子用鉛合金の強度が小さいと、鉛蓄電池の製
造において作業性が悪く、また不良率も高くなる。
造において作業性が悪く、また不良率も高くなる。
例えば鋳型から格子を離す時に時間が長く必要となるこ
と、及び寸法の変形が生じやすいこと、またその他活物
質をペーストする時や、化成する時に変形が多くなり不
良率が高くなるという問題がある。
と、及び寸法の変形が生じやすいこと、またその他活物
質をペーストする時や、化成する時に変形が多くなり不
良率が高くなるという問題がある。
Ｐｂ−８ｎ−Ａｓ合金は通常の鋳造方法、例えば、Ｐｂ
−Ｓｎ Ｏ，５％−Ａｓ０．３％合金において、溶湯
温１ｉ５００℃、鋳型温度１５０℃で鋳造し、離型後天
気中で冷却した場合、機械的性質の一つである抗折力は
約２５０ｋｇ／−である。
−Ｓｎ Ｏ，５％−Ａｓ０．３％合金において、溶湯
温１ｉ５００℃、鋳型温度１５０℃で鋳造し、離型後天
気中で冷却した場合、機械的性質の一つである抗折力は
約２５０ｋｇ／−である。
機械的強度を改善するために、溶湯温度、鋳型温度、鋳
型内に置いている時間、鋳型から取り出した後の冷却方
法、熱処理方法などについて検討した結果、溶湯温度が
高い場合、鋳型温度が高い場合、離型抜水などの冷媒で
冷却した場合、及び熱処理した場合など、冷却速度と時
効硬化などが効果があることが明らかになった。
型内に置いている時間、鋳型から取り出した後の冷却方
法、熱処理方法などについて検討した結果、溶湯温度が
高い場合、鋳型温度が高い場合、離型抜水などの冷媒で
冷却した場合、及び熱処理した場合など、冷却速度と時
効硬化などが効果があることが明らかになった。
これらの内で最も効果の大きい方法は離型後、あるいは
加熱後水などの冷媒で急激に冷却する方法である。
加熱後水などの冷媒で急激に冷却する方法である。
このような急冷工程を採ることによって機械的強度が改
善されるが、逆に他の性質、特に耐食性が劣化する問題
が生じる。
善されるが、逆に他の性質、特に耐食性が劣化する問題
が生じる。
本発明は、Ｐｂ−８ｎ−Ａｓ系合金格子の機械的強度を
改善し、しかも耐食性などの他の性質を損なわない製造
法を提供することを目的とする。
改善し、しかも耐食性などの他の性質を損なわない製造
法を提供することを目的とする。
本発明は、鋳造後直ちに急冷するか、鋳造後徐冷された
格子を５０〜２００℃に加熱後急冷する工程と、次に５
０〜２００℃の温度で熱処理後徐冷する工程とを有する
ことを特徴とする。
格子を５０〜２００℃に加熱後急冷する工程と、次に５
０〜２００℃の温度で熱処理後徐冷する工程とを有する
ことを特徴とする。
検討した合金は、Ｐｂ−８ｎ−Ａｓ合金をベースに、こ
れにアルミニウムＡ７．銅Ｃｕ、亜鉛Ｚｎ。
れにアルミニウムＡ７．銅Ｃｕ、亜鉛Ｚｎ。
銀Ａｇ、セリウムＣｅなどを添加した合金であるが、そ
の代表例としてＰｂ−８ｎ０．５％−Ａｓ０．３φ及び
Ｐｂ−８ｎ ０．５％−Ａｓ ０．３％ Ａｌｌ ０
．０５％金合金２種類について説明する。
の代表例としてＰｂ−８ｎ０．５％−Ａｓ０．３φ及び
Ｐｂ−８ｎ ０．５％−Ａｓ ０．３％ Ａｌｌ ０
．０５％金合金２種類について説明する。
金属Ｐｂをアルミナ製ルツボで約５００℃に加熱し、溶
融させ、これに金属Ｓｎを外削で０．５％になるように
添加混合する。
融させ、これに金属Ｓｎを外削で０．５％になるように
添加混合する。
更にＡｓが０．３％になるように添加混合する。
なおＡｓの添加はＰ ｂ −Ａ ｓ合金を使用すると便
利である。
利である。
またＰｂ −８ｎ−Ａｓ−Ａ１合金についてはＡｌの混
合を良好にするためには、まず金属ＰｂをＡｌの融点以
上、例えば６８０℃に加熱しこれに金属Ａ７を添加し撹
拌するとＡ７は溶融し、ｐｂと良く混合する。
合を良好にするためには、まず金属ＰｂをＡｌの融点以
上、例えば６８０℃に加熱しこれに金属Ａ７を添加し撹
拌するとＡ７は溶融し、ｐｂと良く混合する。
ＡｌがＰｂとうまく混合しない理由は添加するＡｌの金
属表面に高融点のＡｌの酸化物が生成するために溶融Ｐ
ｂと接してもなかなか合金しにくいためと考えられる。
属表面に高融点のＡｌの酸化物が生成するために溶融Ｐ
ｂと接してもなかなか合金しにくいためと考えられる。
なおｋｌの添加量は０．０５％としたが、分析の結果、
実際に含まれているＡｌの濃度は約０．０４〜０．００
５％の範囲テアッた。
実際に含まれているＡｌの濃度は約０．０４〜０．００
５％の範囲テアッた。
７００°Ｃで１？を添加した後、そのままの温度でＳｎ
およびＡｓを添加混合してもよいが、合金成分の酸化あ
るいは飛散を少なくするために、鋳造条件、例えば５０
０℃まで冷却した後にＳｎ及びＡｓを添加する方が好ま
しい。
およびＡｓを添加混合してもよいが、合金成分の酸化あ
るいは飛散を少なくするために、鋳造条件、例えば５０
０℃まで冷却した後にＳｎ及びＡｓを添加する方が好ま
しい。
これらの溶融合金を約１５０℃に加熱した鋳型中に注入
し約１０秒後に鋳型を開き、格子を取り出し大気中で冷
却する。
し約１０秒後に鋳型を開き、格子を取り出し大気中で冷
却する。
また別に同一条件で鋳造したものを離型直後に水中に浸
漬して急激に冷却した試料を作製した。
漬して急激に冷却した試料を作製した。
なお冷却は水を使用したが特に水に限定する必要はなく
、例えば油類あるいは冷却空気などでも良いが、試料表
面の汚れあるいは冷却速度との関係から熱伝導の良好な
媒体で、鉛合金と直接反応しないものが好ましい。
、例えば油類あるいは冷却空気などでも良いが、試料表
面の汚れあるいは冷却速度との関係から熱伝導の良好な
媒体で、鉛合金と直接反応しないものが好ましい。
これらの試料について機械的性質の一つである抗折力と
、鉛蓄電池用格子として重要な性質の一つである腐食減
量について測定した。
、鉛蓄電池用格子として重要な性質の一つである腐食減
量について測定した。
抗折力は室温で抗折力試験器を使用してｋｇ／−の単位
で比較した。
で比較した。
また腐食減量は対極としてＰｂ−Ｃａ合金格子を使用し
たペースト六員極板２枚（試料極の放電容量より大容量
）電解液として比重１．２８の硫酸を使用し、試料極と
対極間に３０Ｖの定電玉を２時間印加して試料極を酸化
し、次に定抵抗でほぼ電モが０．３Ｖになるまで放電を
行い、このサイクルを繰り返えし酸化時間の合計が２４
０時間になった時点で試料極を取り出し、アルカリマニ
トール浴中で酸化物を除去し、水洗乾燥後、重量損失を
測定した。
たペースト六員極板２枚（試料極の放電容量より大容量
）電解液として比重１．２８の硫酸を使用し、試料極と
対極間に３０Ｖの定電玉を２時間印加して試料極を酸化
し、次に定抵抗でほぼ電モが０．３Ｖになるまで放電を
行い、このサイクルを繰り返えし酸化時間の合計が２４
０時間になった時点で試料極を取り出し、アルカリマニ
トール浴中で酸化物を除去し、水洗乾燥後、重量損失を
測定した。
なお重量損失の単位はｒｎ９／ ｄｉ／ ｄａｙ （ｍ
ｄｄ ）で示した。
ｄｄ ）で示した。
結果の一例を第１表及び第２表に示す。第１表は鋳造条
件による影響を示し、ここには参考のため他の条件で鋳
造した試料の結果も示す。
件による影響を示し、ここには参考のため他の条件で鋳
造した試料の結果も示す。
なお表中空冷とは離型後アスベスト上に放置したもの、
水冷とは約１８℃の水中に離型直後浸漬し冷却したもの
を示す。
水冷とは約１８℃の水中に離型直後浸漬し冷却したもの
を示す。
また第２表は冷却水の温度の影響について示す。
なお冷却水中の浸漬時間は約１０分間とした。
約１０分間で試料はほぼ冷却水の温度と同一になった。
第１表及び第２表から、抗折力は離型後水冷すると大き
く改善できること、またこの水冷時の冷媒の温度が低い
方がその効果が大きいことが判明した。
く改善できること、またこの水冷時の冷媒の温度が低い
方がその効果が大きいことが判明した。
なお第１表及び第２表においては、水を冷媒として使用
した場合の結果のみについて示したが、この他の冷却方
法として冷油中で冷却する方法、冷気を吹き付けて冷却
する方法、あるいは冷たい金属間に挟んで冷却する方法
などについて検討したが、経済性、試料表面の汚染度合
、冷却速妾の部分的なバラツキなどから冷水で冷却する
方法が好ましかった。
した場合の結果のみについて示したが、この他の冷却方
法として冷油中で冷却する方法、冷気を吹き付けて冷却
する方法、あるいは冷たい金属間に挟んで冷却する方法
などについて検討したが、経済性、試料表面の汚染度合
、冷却速妾の部分的なバラツキなどから冷水で冷却する
方法が好ましかった。
また第１表及び第２表から水などで冷却した場合重量損
失が大きくなる欠点も明らかになった。
失が大きくなる欠点も明らかになった。
重量損失を減少させるために、この原因が合金の結晶組
織内に生じた内部歪と考え、熱処理の影響について検討
した結果、熱処理を行うと抗折力を悪化することなく重
量損失が減少できること、及び抗折力も離型後徐冷した
試料では改善できることなどが明らかになったので、以
下この点について説明する。
織内に生じた内部歪と考え、熱処理の影響について検討
した結果、熱処理を行うと抗折力を悪化することなく重
量損失が減少できること、及び抗折力も離型後徐冷した
試料では改善できることなどが明らかになったので、以
下この点について説明する。
Ｐｂ−８ｎ０．５％−Ａｓ０．３％、Ｐｂ−８ｎ０．５
％Ａｓ０．３％−ＡｌＯ，０５％合金合金００℃に加熱
溶融し、１５０℃の鋳型に注入して１０秒後に離型し、
室温大気中で冷却したものと、２０℃の水で冷却したも
のについて、３０，５０，１００゜１５０．２００．２
５０℃の各温度で５時間加熱し、５時間後乾燥器から取
り出しそれらを室温大気中で冷却及び２０℃の水中に浸
漬して冷却したものについて、抗折力と重量損失とにつ
いて測定した。
％Ａｓ０．３％−ＡｌＯ，０５％合金合金００℃に加熱
溶融し、１５０℃の鋳型に注入して１０秒後に離型し、
室温大気中で冷却したものと、２０℃の水で冷却したも
のについて、３０，５０，１００゜１５０．２００．２
５０℃の各温度で５時間加熱し、５時間後乾燥器から取
り出しそれらを室温大気中で冷却及び２０℃の水中に浸
漬して冷却したものについて、抗折力と重量損失とにつ
いて測定した。
測定方法は前記と同方法とした。それらの結果の一例を
第３表に示す。
第３表に示す。
第３表において、■印は試片が抗折力測定時に折れたも
のを示す。
のを示す。
第３表から離型後水冷したものを加熱し、次に徐冷して
も抗折力は悪化せずに重量損失が改善できること、また
抗折力は離型後室温大気中で徐冷したものを加熱し徐冷
してもや＼改善できるが、加熱後水などで急激に冷却す
ると更に改善できることを見出した。
も抗折力は悪化せずに重量損失が改善できること、また
抗折力は離型後室温大気中で徐冷したものを加熱し徐冷
してもや＼改善できるが、加熱後水などで急激に冷却す
ると更に改善できることを見出した。
但し腐食損失はや＼増加するので腐食損失を少なくする
ために更に加熱し、次に徐冷することにより改善できる
。
ために更に加熱し、次に徐冷することにより改善できる
。
これらの結果をまとめると次のようになる。
（１）離型後急冷する工程をとると、抗折力は大きくな
るが、同時に腐食損失が大きくなる。
るが、同時に腐食損失が大きくなる。
次に５０〜２００°Ｃで熱処理後徐冷する工程をとると
、抗折力を維持して腐食損失が小さくなる。
、抗折力を維持して腐食損失が小さくなる。
（２）通常の方法で離型後徐冷された格子は、腐食損失
は小さいが、抗折力も小さい。
は小さいが、抗折力も小さい。
しかし、これを５０〜２００℃に加熱後急冷すると抗折
力は大きくなり、腐食損失も太きなる。
力は大きくなり、腐食損失も太きなる。
さらに５０〜２００℃で熱処理後徐玲すると、抗折力を
維持して腐食損失が小さくなる。
維持して腐食損失が小さくなる。
以上のように、本発明によれば、Ｐｂ−８ｎＡｓ系合金
格子の耐食性を損なうことなく機械的強度を改善するこ
とができる。
格子の耐食性を損なうことなく機械的強度を改善するこ
とができる。
以上の実施例はＰｂ ５ｎ−Ａｓ系、Ｐｂ−８ｎ−Ａ
ｓ−ＡＡ系合金のみについて記したが、少なくともＰｂ
とＳｎとＡｓが含有された合金金てにおいて、同様な効
果があることは容易に推定できる。
ｓ−ＡＡ系合金のみについて記したが、少なくともＰｂ
とＳｎとＡｓが含有された合金金てにおいて、同様な効
果があることは容易に推定できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉛−スズ−砒素系合金から鋳造した格子を鋳造後直
ちに冷媒で急冷する工程と、次に５０〜２００ °Ｃの
温度で熱処理した後徐冷する工程とを有する鉛蓄電池用
格子の製造法。 ２ 鋳造後徐冷された鉛−スズ−砒素系合金からなる格
子を５０〜２００℃の温度に加熱した後冷媒で急冷する
工程と、次に５０〜２００°Ｃの温度で熱処理した後徐
冷する工程とを有する鉛蓄電池用格子の製造法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53106155A JPS5832469B2 (ja) | 1978-08-29 | 1978-08-29 | 鉛蓄電池用格子の製造法 |
| GB7848072A GB2010905B (en) | 1977-12-23 | 1978-12-12 | Lead alloy for lead-acid batteries and process for producing the alloy |
| US05/969,556 US4207097A (en) | 1977-12-23 | 1978-12-14 | Lead alloy for lead-acid batteries and process for producing the alloy |
| CA318,423A CA1105812A (en) | 1977-12-23 | 1978-12-21 | Lead alloy for lead-acid batteries and process for producing the alloy |
| DE2855254A DE2855254C2 (de) | 1977-12-23 | 1978-12-21 | Blei-Zinn-Arsen-Legierung und Verfahren zur Herstellung von Formteilen daraus |
| FR7836211A FR2412617A1 (fr) | 1977-12-23 | 1978-12-22 | Alliage de plomb pour batteries d'accumulateurs acides, et son procede de preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53106155A JPS5832469B2 (ja) | 1978-08-29 | 1978-08-29 | 鉛蓄電池用格子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5532378A JPS5532378A (en) | 1980-03-07 |
| JPS5832469B2 true JPS5832469B2 (ja) | 1983-07-13 |
Family
ID=14426415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53106155A Expired JPS5832469B2 (ja) | 1977-12-23 | 1978-08-29 | 鉛蓄電池用格子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832469B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113471447B (zh) * | 2021-07-05 | 2023-08-04 | 林章勇 | 一种铅蓄电池用板栅合金及其制备工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4092462A (en) * | 1976-04-13 | 1978-05-30 | Battelle Memorial Institute | Electrode grids for lead accumulators |
-
1978
- 1978-08-29 JP JP53106155A patent/JPS5832469B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4092462A (en) * | 1976-04-13 | 1978-05-30 | Battelle Memorial Institute | Electrode grids for lead accumulators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5532378A (en) | 1980-03-07 |
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