JPS5894764A - 鉛蓄電池用極板の製造方法 - Google Patents
鉛蓄電池用極板の製造方法Info
- Publication number
- JPS5894764A JPS5894764A JP56192014A JP19201481A JPS5894764A JP S5894764 A JPS5894764 A JP S5894764A JP 56192014 A JP56192014 A JP 56192014A JP 19201481 A JP19201481 A JP 19201481A JP S5894764 A JPS5894764 A JP S5894764A
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- Japan
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- lattice
- age hardening
- temperature
- hardening treatment
- ultrasonic waves
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/82—Multi-step processes for manufacturing carriers for lead-acid accumulators
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
本発明は鉛蓄電池、殊ｉこ自動車用船蓄電池用極板に係
わり、極板薯こ使用される基体の時効硬化処理方法にあ
る。
わり、極板薯こ使用される基体の時効硬化処理方法にあ
る。
従来、自動車用船蓄電池の極板は厚さ１ｍ程度で極めて
細い桟で構成された格子体に酸化度がｒｏｔ１４程度の
鉛粉をペースト状Ｋｌｌうたものを充填することにより
作られる。該格子体は鋳造、エキスバンド加工、パンチ
ング等の方法で作られるが、現在大半が鋳造６とよって
作られている。格子体の材質はｐｂ−ｓｂ系合金あるい
はＰｂ−Ｃｍ系合金が用いられているが、このような時
効硬化現象合金が使用されている理由は言うまでもなく
格子体としての強度を確保するためである。電池として
の特性を云々するならば格子体は純鉛を使用する方が好
ましいが、純鉛では軟らかくてハンドリング等が困難と
なり、電池に組立てるような極板は作れない。
細い桟で構成された格子体に酸化度がｒｏｔ１４程度の
鉛粉をペースト状Ｋｌｌうたものを充填することにより
作られる。該格子体は鋳造、エキスバンド加工、パンチ
ング等の方法で作られるが、現在大半が鋳造６とよって
作られている。格子体の材質はｐｂ−ｓｂ系合金あるい
はＰｂ−Ｃｍ系合金が用いられているが、このような時
効硬化現象合金が使用されている理由は言うまでもなく
格子体としての強度を確保するためである。電池として
の特性を云々するならば格子体は純鉛を使用する方が好
ましいが、純鉛では軟らかくてハンドリング等が困難と
なり、電池に組立てるような極板は作れない。
上記２種の合金の実用に供されている組成とある。これ
らの組成域はいづ゛れも溶質原子の固溶度の範囲が温度
に対して極めて大きく変化していることは同合金の平衡
状態図から明らかであり、ｐｂ−ｓｂ系合金の場合、Ｐ
ｂ中への８ｂの最大固溶度は２５２℃で３重量係である
が、常温でのそれは約０．２重量参となる。一方Ｐｂ−
Ｃｍ系合金の場合には、ｐｂ中へのＣｍの最大固溶度は
約α１重量−であるが、常温でのそれは脇の約ａ、０１
重量係となる。このように固溶限が大きく変化する合金
は、よく知られている通り高温から急冷した後適当な温
度で加熱するとと薯こより硬さが増すいわゆる時効硬化
現象を呈するわけである。しかもＰｂ−Ｃａ系合金、ｐ
ｂ−ｓｂ系合金の場合には、急冷後の加熱をわざわざ行
なわなくても常温に放置しておくだけで時効がかかるい
わゆる常温時効を呈する合金である。
らの組成域はいづ゛れも溶質原子の固溶度の範囲が温度
に対して極めて大きく変化していることは同合金の平衡
状態図から明らかであり、ｐｂ−ｓｂ系合金の場合、Ｐ
ｂ中への８ｂの最大固溶度は２５２℃で３重量係である
が、常温でのそれは約０．２重量参となる。一方Ｐｂ−
Ｃｍ系合金の場合には、ｐｂ中へのＣｍの最大固溶度は
約α１重量−であるが、常温でのそれは脇の約ａ、０１
重量係となる。このように固溶限が大きく変化する合金
は、よく知られている通り高温から急冷した後適当な温
度で加熱するとと薯こより硬さが増すいわゆる時効硬化
現象を呈するわけである。しかもＰｂ−Ｃａ系合金、ｐ
ｂ−ｓｂ系合金の場合には、急冷後の加熱をわざわざ行
なわなくても常温に放置しておくだけで時効がかかるい
わゆる常温時効を呈する合金である。
なお時効硬化が生じる前提条件として高温からの急冷と
いう操作があるが、これは一般的一ζ行なわれているブ
ックモールドタイプの金形による鋳造で格子が作られる
場合ｌこは、鋳造自体が急冷という操作に該当している
ため、得た格子体を再加熱して急冷することは必要ない
。
いう操作があるが、これは一般的一ζ行なわれているブ
ックモールドタイプの金形による鋳造で格子が作られる
場合ｌこは、鋳造自体が急冷という操作に該当している
ため、得た格子体を再加熱して急冷することは必要ない
。
上述のようなことから、格子体は通常鋳造機常温で数日
間放置するか、あるいは数１０℃の温度に保持された時
効炉の中で数時間加熱する方法によって時効硬化処理を
行ない、強度を向上させた後に極板の製造番こ供されて
いる。然し乍ら、これらの時効硬化処理の方法は次のよ
うな間■点を含んでおり、改善が望まれている。
間放置するか、あるいは数１０℃の温度に保持された時
効炉の中で数時間加熱する方法によって時効硬化処理を
行ない、強度を向上させた後に極板の製造番こ供されて
いる。然し乍ら、これらの時効硬化処理の方法は次のよ
うな間■点を含んでおり、改善が望まれている。
これは先ず時効硬化処理に要している時間である。周知
の如く自動車メーカーではその日に必要とする部品は、
その日に業者薯こ納入させて、自社１こは保管倉庫は持
たないという考えである。
の如く自動車メーカーではその日に必要とする部品は、
その日に業者薯こ納入させて、自社１こは保管倉庫は持
たないという考えである。
従って、自動車の部品としての鉛蓄電池を生産している
メーカー側がこの考え方化応えるためには、要求があっ
た品物を要求された時点に納入できる体制が必要であり
、そのため番ζは鉛蓄電池の部品自体が何時ても極力短
時間で使用できる状態に用意されることが必要である、
このような意味から上述した時効硬化処理を考えた場合
、常温時効により処理するということは非常に問題があ
ることは言うまでもない。常温時効の場合格子の強度を
必要なしベルまで増加させる化要する日数は夏季で２〜
３日、冬季では７〜１０日間となる。この間格子を単に
工場の一隅に放置してお（状態となる。しかも、その数
は毎日生産される数万個の鉛蓄電池に必要な数を補なっ
て余りある数であるから、放置のために多大な面積が占
有されることになる。これらのことを考えれば時効処理
に要する時間の短縮が鉛蓄電池の製造原価低減１こもた
らす効果は極めて大きいことは明白である。
メーカー側がこの考え方化応えるためには、要求があっ
た品物を要求された時点に納入できる体制が必要であり
、そのため番ζは鉛蓄電池の部品自体が何時ても極力短
時間で使用できる状態に用意されることが必要である、
このような意味から上述した時効硬化処理を考えた場合
、常温時効により処理するということは非常に問題があ
ることは言うまでもない。常温時効の場合格子の強度を
必要なしベルまで増加させる化要する日数は夏季で２〜
３日、冬季では７〜１０日間となる。この間格子を単に
工場の一隅に放置してお（状態となる。しかも、その数
は毎日生産される数万個の鉛蓄電池に必要な数を補なっ
て余りある数であるから、放置のために多大な面積が占
有されることになる。これらのことを考えれば時効処理
に要する時間の短縮が鉛蓄電池の製造原価低減１こもた
らす効果は極めて大きいことは明白である。
上述したことは常温時効の場合であり、いわゆる時効炉
を使用した場合には上述した径長時間を要す、ることは
−ない。例えばｐｂ Ｏ，０８Ｃａ合金の格子体の場
合には、１００℃で４時間程度加熱することにより必要
とする強度を得ることが可能となる。しかしながら、こ
の所要時間は満足すべきものではなく、鋳造格子体の生
産能六番こ見合った形で時効硬化処理を施すためには、
処理時間を１時間程度まで短縮する仁とが必要である。
を使用した場合には上述した径長時間を要す、ることは
−ない。例えばｐｂ Ｏ，０８Ｃａ合金の格子体の場
合には、１００℃で４時間程度加熱することにより必要
とする強度を得ることが可能となる。しかしながら、こ
の所要時間は満足すべきものではなく、鋳造格子体の生
産能六番こ見合った形で時効硬化処理を施すためには、
処理時間を１時間程度まで短縮する仁とが必要である。
勿論時効硬化速度は温度と時間の函数となっており、短
時間で必要な硬さを得ようとすれば、理論上は温度を高
くすれば良いということ番とはなるが、大量の格子体を
処理しなければならない実際の工程に於ては必ずしも理
屈通りにはゆかない。即ち、１回の時効硬化処理に於て
処理される格子体は、時効炉１基当り１０．０００〜２
０，０００枚に及ぶが、処理枚数が多（なればなる程格
子体間の温度のばらつきが多くなり、ある格子体は適切
な条件で処理されるが、他の格子体は温度上昇が不十分
であったため番〔十分な硬さが得られなかったり、ある
いは避暑こ温度が上りすぎて過時効となったために必要
な硬さが得られないといった現象が融着になってくる。
時間で必要な硬さを得ようとすれば、理論上は温度を高
くすれば良いということ番とはなるが、大量の格子体を
処理しなければならない実際の工程に於ては必ずしも理
屈通りにはゆかない。即ち、１回の時効硬化処理に於て
処理される格子体は、時効炉１基当り１０．０００〜２
０，０００枚に及ぶが、処理枚数が多（なればなる程格
子体間の温度のばらつきが多くなり、ある格子体は適切
な条件で処理されるが、他の格子体は温度上昇が不十分
であったため番〔十分な硬さが得られなかったり、ある
いは避暑こ温度が上りすぎて過時効となったために必要
な硬さが得られないといった現象が融着になってくる。
言うまでもなく格子体間の温度のばらつきは処理時間と
も関係あり時間が長い方がばらつきは少なくなるわけで
あるが、上述した如く。
も関係あり時間が長い方がばらつきは少なくなるわけで
あるが、上述した如く。
処理温度を高めて時間を短かくする方法を採ろうとする
と、゛必然的に格子体間での温度のばらつきは大きくな
る。その結果として、時効硬化処理が終った格子体の硬
さは大きくばらつくことになり、特にこの場合には過時
効により硬さ不足となった格子体が多く含まれる。なお
時効不足の場合Ｉこはさらに適当な時間加熱すれば所定
の硬さを得ることが可能であるが、過時効となったもの
は一度高温で加熱した後急冷する操作を施こさねば時効
硬化を期待することはできないため、過時効となった格
子体を救おうとすると非常に面倒なこと化なる。
と、゛必然的に格子体間での温度のばらつきは大きくな
る。その結果として、時効硬化処理が終った格子体の硬
さは大きくばらつくことになり、特にこの場合には過時
効により硬さ不足となった格子体が多く含まれる。なお
時効不足の場合Ｉこはさらに適当な時間加熱すれば所定
の硬さを得ることが可能であるが、過時効となったもの
は一度高温で加熱した後急冷する操作を施こさねば時効
硬化を期待することはできないため、過時効となった格
子体を救おうとすると非常に面倒なこと化なる。
このように時効処理温度を高めることにより時間を短縮
する方法は大量の格子体を処理しなければならない実際
の工程では極めて難しい。
する方法は大量の格子体を処理しなければならない実際
の工程では極めて難しい。
勿論１回の処理量を少なくして時効炉を多数設置すると
いう考え方もあろうが、１日の電池生産個数を２０，０
００個と仮定すると約ｔ、ｏ ｏ ｏ、ｏ ｏ 。
いう考え方もあろうが、１日の電池生産個数を２０，０
００個と仮定すると約ｔ、ｏ ｏ ｏ、ｏ ｏ 。
枚の格子体が必要となる。イして、この枚数の格子体を
処理するため１こは、３０基程度の時効炉が必要となり
、そのための設備費および運転に要する費用も相当な額
にのぼる。さらにこれほど大量の炉を設置するためのス
ペースも膨大なものとなり、この方法は事実上採用不可
能といえよう。
処理するため１こは、３０基程度の時効炉が必要となり
、そのための設備費および運転に要する費用も相当な額
にのぼる。さらにこれほど大量の炉を設置するためのス
ペースも膨大なものとなり、この方法は事実上採用不可
能といえよう。
上述した如く、格子体の時効硬化処理時間を大幅に短縮
したいという要求は極めて強いにもかかわらず、この問
題は現在まで解決されていない。
したいという要求は極めて強いにもかかわらず、この問
題は現在まで解決されていない。
本発明は上記の如き点に鑑み、まさにこの要求に対して
解決策を提供せんとするものである。
解決策を提供せんとするものである。
次に本発明について説明する。
本発明の要点は通常の時効硬化処理に超音波を併用する
こと番とある。言うまでもなく、時効硬化現象は過飽和
固溶体からの溶質原子の析出によるものであるが、析出
が起るためには溶質原子、例えばＰｂ−Ｃｍ系合金の場
合にはＣ−原子がマトリックスであるＰｂの結晶格子の
中を移動し、凝集しなければならない。この溶質原子の
移動は′拡散′と呼ばれているが、この拡散を容易にさ
せるために超音波エネルギーを利用する。
こと番とある。言うまでもなく、時効硬化現象は過飽和
固溶体からの溶質原子の析出によるものであるが、析出
が起るためには溶質原子、例えばＰｂ−Ｃｍ系合金の場
合にはＣ−原子がマトリックスであるＰｂの結晶格子の
中を移動し、凝集しなければならない。この溶質原子の
移動は′拡散′と呼ばれているが、この拡散を容易にさ
せるために超音波エネルギーを利用する。
これまで行なわれてきた時効炉による時効硬化処理Ｉ【
於ては、格子体が置かれた炉内に熱風を吹込む方式を採
っていたが、本発明による方式では第１図に示した如く
、格子体ｌは容器２番こ貯わえられたある−１１はアセ
トン等の液体３にまた時効硬化処理の際には従来の方法
と同様格子体１を適当な温度、憾１、加熱するため、液
体３を所定の温度に制御するための温度コントローラ５
を設置する。さらに格子体１間での温度のばらつきを極
力少なくするために、容器２内に撹拌機６を設け、液体
３を適度に撹拌する。
於ては、格子体が置かれた炉内に熱風を吹込む方式を採
っていたが、本発明による方式では第１図に示した如く
、格子体ｌは容器２番こ貯わえられたある−１１はアセ
トン等の液体３にまた時効硬化処理の際には従来の方法
と同様格子体１を適当な温度、憾１、加熱するため、液
体３を所定の温度に制御するための温度コントローラ５
を設置する。さらに格子体１間での温度のばらつきを極
力少なくするために、容器２内に撹拌機６を設け、液体
３を適度に撹拌する。
このような状況のもとて格子体１に超音波を照射しなが
ら所定の温度で所定の時間時効硬化処理を行なう。なお
格子体１に照射する超音波はその振動数が２０〜２５Ｋ
Ｈｇのものが適当である。
ら所定の温度で所定の時間時効硬化処理を行なう。なお
格子体１に照射する超音波はその振動数が２０〜２５Ｋ
Ｈｇのものが適当である。
第２図はＰ ｂ −０，０８Ｃａ −０，５８ｎからな
る鋳造格子体１を従来通り大気中で１００°Ｃで時効硬
化処理した時の処理時間に対する硬さの変化曲線ＡＡを
、本発明による方法曲線ＢＢと比較したものである。本
発明による方法では格子体１を８０℃の水中に浸し２３
ＫＨｚの超音波を照射している。第２図から明らかな如
く、従来行なわれている方法の場合には、硬さが最大に
なるまでに約４時間を要しているが、本発明による方法
では約５０分間しか要しておらず、本発明による処理方
法は処理時間短縮という目的に対して極めて有効である
ことが理解される。
る鋳造格子体１を従来通り大気中で１００°Ｃで時効硬
化処理した時の処理時間に対する硬さの変化曲線ＡＡを
、本発明による方法曲線ＢＢと比較したものである。本
発明による方法では格子体１を８０℃の水中に浸し２３
ＫＨｚの超音波を照射している。第２図から明らかな如
く、従来行なわれている方法の場合には、硬さが最大に
なるまでに約４時間を要しているが、本発明による方法
では約５０分間しか要しておらず、本発明による処理方
法は処理時間短縮という目的に対して極めて有効である
ことが理解される。
次に本発明の実施例について説明する。
従来行なってきた時効炉を用いた方法と、不発明番こよ
る方法でｔｏ、ｏｏｏ枚の格子体を時効硬化処理した後
、ペーストを充填し、−次乾燥工程までの間に、時効硬
化不十分あるいは過時効による格子体の強度不足のため
に搬送チェーンより落下する極板の数を比較した。この
場合、従来法による処理は前述した如く、熱風を吹込む
方式の時効炉を用いて行なったが、この時の格子体の加
熱温度は１００℃、処理時間は４時間である。−力木発
明による方法の場合は格子体を８０°Ｃの水中に浸漬し
、２３ＫＨｚの超音波を照射しながら１時間の処理を行
なった。
る方法でｔｏ、ｏｏｏ枚の格子体を時効硬化処理した後
、ペーストを充填し、−次乾燥工程までの間に、時効硬
化不十分あるいは過時効による格子体の強度不足のため
に搬送チェーンより落下する極板の数を比較した。この
場合、従来法による処理は前述した如く、熱風を吹込む
方式の時効炉を用いて行なったが、この時の格子体の加
熱温度は１００℃、処理時間は４時間である。−力木発
明による方法の場合は格子体を８０°Ｃの水中に浸漬し
、２３ＫＨｚの超音波を照射しながら１時間の処理を行
なった。
第１表は、本発明による方法で時効硬化処理した基体を
用いた場合の工程における不良発生度合を従来法による
方法で処理した場合と比較したものである。
用いた場合の工程における不良発生度合を従来法による
方法で処理した場合と比較したものである。
上記第１表により、本発明による時効硬化処理を施した
ものは、従来法に比べ極めて優れていることが判明する
。
ものは、従来法に比べ極めて優れていることが判明する
。
上記本発明の内容に関して鋳造により製作された格子体
の時効硬化処理を対象に説明してきたが、本発明の対象
とするところは上記の場合Ｉことどまらず、いわゆるエ
キスバンド基体、打抜（パンチング）基体およびこれら
を製作するための母材である鉛合金シートの時効硬化処
理にも応用できることはいうまでもない。
の時効硬化処理を対象に説明してきたが、本発明の対象
とするところは上記の場合Ｉことどまらず、いわゆるエ
キスバンド基体、打抜（パンチング）基体およびこれら
を製作するための母材である鉛合金シートの時効硬化処
理にも応用できることはいうまでもない。
上述せる如く、本発明は基体あるいはその素材である鉛
合金シートの時効硬化処理時間の短縮が図れ、また不良
発生度合を着しく減少ならしめ得る等工業的価値基だ大
なるものである。
合金シートの時効硬化処理時間の短縮が図れ、また不良
発生度合を着しく減少ならしめ得る等工業的価値基だ大
なるものである。
第１図は本発明による基体の時効硬化処理方法を示した
説明図、第２図は本発明による方法で時効硬化処理した
時の硬化速度を従来法による場合と比較した曲線図であ
る。 ｌは基体、４は超音波振動子 帛１図 吊２図 ８今間（／１）
説明図、第２図は本発明による方法で時効硬化処理した
時の硬化速度を従来法による場合と比較した曲線図であ
る。 ｌは基体、４は超音波振動子 帛１図 吊２図 ８今間（／１）
Claims (1)
- 鉛合金よりなる基体あるいはその素材である鉛合金シー
トの時効硬化現象暮こおいて、該基体あるいは鉛合金シ
ート番ζ超音波を印加することを特徴とする鉛蓄電池用
極板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192014A JPS5894764A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 鉛蓄電池用極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192014A JPS5894764A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 鉛蓄電池用極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894764A true JPS5894764A (ja) | 1983-06-06 |
| JPH0123901B2 JPH0123901B2 (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=16284165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56192014A Granted JPS5894764A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 鉛蓄電池用極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894764A (ja) |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56192014A patent/JPS5894764A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0123901B2 (ja) | 1989-05-09 |
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