JPS63164166A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPS63164166A JPS63164166A JP61310301A JP31030186A JPS63164166A JP S63164166 A JPS63164166 A JP S63164166A JP 61310301 A JP61310301 A JP 61310301A JP 31030186 A JP31030186 A JP 31030186A JP S63164166 A JPS63164166 A JP S63164166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- antimony
- grid
- alloy
- acid battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/68—Selection of materials for use in lead-acid accumulators
- H01M4/685—Lead alloys
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (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】
産業上の利用分野
本発明は格子合金組成に特徴を有する鉛蓄電池に関する
ものである。
ものである。
従来の技術
命来より、鉛蓄電池の格子合金には種々な組成か提案さ
れており、特にｐｂ−ｓｂ系合金（Ｓｂ系鉛蓄電池に使
用）とＰｂ−Ｏａ系合金（Ｃａ系鉛蓄電池に使用）がそ
れらの代表である。前者の場合はアンチモンを０．０５
〜５．０重！ｊｋ１含有した鉛合金で、後者はカルシウ
ムを０．０ｚ〜０．２重量係、錫を０．２〜２．０重量
憾含有した鉛合金を使用している。
れており、特にｐｂ−ｓｂ系合金（Ｓｂ系鉛蓄電池に使
用）とＰｂ−Ｏａ系合金（Ｃａ系鉛蓄電池に使用）がそ
れらの代表である。前者の場合はアンチモンを０．０５
〜５．０重！ｊｋ１含有した鉛合金で、後者はカルシウ
ムを０．０ｚ〜０．２重量係、錫を０．２〜２．０重量
憾含有した鉛合金を使用している。
現在鉛蓄電池の用途はメインテナンスフリー（以下ＭＦ
と略す）の分野か拡大し、Ｃａ系鉛蓄電池、特にｐｂ−
Ｏａ系合金を使用した密閉形鉛蓄電池が急増している。
と略す）の分野か拡大し、Ｃａ系鉛蓄電池、特にｐｂ−
Ｏａ系合金を使用した密閉形鉛蓄電池が急増している。
これらの（Ｅａ系鉛蓄電池の特長は、自己放雷が少なく
減液が少ない利点と、深放電で使用すると短寿命になる
欠点を有している。
減液が少ない利点と、深放電で使用すると短寿命になる
欠点を有している。
このため格子合金中に銅やアンチモンなど、メインテナ
ンスフリー特性を低下させる金属を含有させないことが
必要であった。
ンスフリー特性を低下させる金属を含有させないことが
必要であった。
一方、カルシウムやアンチモンを添加せず、例えば錫、
砒素、アルミニウム、銀、ストロンウ ｆｙム、ｆｙドミウム等を数種類含有する組成の鉛合金
格子を備えた鉛蓄電池も提案されているが、製造し難い
こと、性能上の効果が小さいこと、コストが高くなるこ
とさらに廃雷池の回収が難かしいこと等により、ｓｂ系
鉛蓄電池やＣａ系鉛蓄電池に匹敵する鉛蓄電池は現われ
ていない。
砒素、アルミニウム、銀、ストロンウ ｆｙム、ｆｙドミウム等を数種類含有する組成の鉛合金
格子を備えた鉛蓄電池も提案されているが、製造し難い
こと、性能上の効果が小さいこと、コストが高くなるこ
とさらに廃雷池の回収が難かしいこと等により、ｓｂ系
鉛蓄電池やＣａ系鉛蓄電池に匹敵する鉛蓄電池は現われ
ていない。
ることがら、Ｐｂ−Ｏａ系合金格子の原料には純鉛にカ
ルシウムと錫を添加して溶融して作った鉛合金を使用し
ている。
ルシウムと錫を添加して溶融して作った鉛合金を使用し
ている。
発明が解決しようとする問題点
上記のＣａ系鉛蓄電池においてＰｂ−Ｏａ系合金格子を
作るために、鉛、カルシウムそして錫等は高純度の原料
を使用しなければならないとされてきた。このため鉛Ｌ
Ｍ池の原料として市販されている新船（雷気鉛）や再生
鉛（故鉛。
作るために、鉛、カルシウムそして錫等は高純度の原料
を使用しなければならないとされてきた。このため鉛Ｌ
Ｍ池の原料として市販されている新船（雷気鉛）や再生
鉛（故鉛。
アンチモン系の再生鉛）の内、価格か高くがっ新たに鉱
石より精錬された高純度の新船しか使用できなかった。
石より精錬された高純度の新船しか使用できなかった。
またＣａ系鉛蓄電池より回収した再生鉛（カルシウム系
の再生鉛）は、不純物としてアンチモンが含有されてい
るため、これを使用できなかった。このことは鉛蓄電池
のリサイクルという利点を失わせることであり、鉛資源
の有効利用という面からも問題となっていた。以上のよ
うに鉛の再使用を可能としている各種再生鉛がＣａ系鉛
蓄電池で使用出来ないという問題があった。
の再生鉛）は、不純物としてアンチモンが含有されてい
るため、これを使用できなかった。このことは鉛蓄電池
のリサイクルという利点を失わせることであり、鉛資源
の有効利用という面からも問題となっていた。以上のよ
うに鉛の再使用を可能としている各種再生鉛がＣａ系鉛
蓄電池で使用出来ないという問題があった。
問題点を解決するための手段
本発明は上記の問題を解決して、格子の原料として再生
鉛を使用出来るようにしたもので、格子の鉛合金組成（
Ｐｂ−Ｏａ−８ｎ−８ｂ系）におけるアンチモンを鉛蓄
電池の用途に対応させて、０．Ｏ１〜２００重ｆｆｉ％
、０．０１〜０．５０重′ｆｆ１％そして０．０１〜０
．１０重景優に制限したことを特徴とするものである。
鉛を使用出来るようにしたもので、格子の鉛合金組成（
Ｐｂ−Ｏａ−８ｎ−８ｂ系）におけるアンチモンを鉛蓄
電池の用途に対応させて、０．Ｏ１〜２００重ｆｆｉ％
、０．０１〜０．５０重′ｆｆ１％そして０．０１〜０
．１０重景優に制限したことを特徴とするものである。
作用
本発明は上記の特徴を有することにより、アンチモン系
やカルシウム系などの再生鉛を鉛蓄電池の格子の原料に
使用することが可能となり、またアンチモンの含有によ
るＭＦ特性への悪影響を少なくするだけでな（特性向上
をもたらす。
やカルシウム系などの再生鉛を鉛蓄電池の格子の原料に
使用することが可能となり、またアンチモンの含有によ
るＭＦ特性への悪影響を少なくするだけでな（特性向上
をもたらす。
実施例
本発明の一実施例を説明する。
実施例１
アンチモン系の再生鉛として、Ｓｂ：１．５４（以下型
ｚｌ＜テ記す） 、Ｓｎ ： ０．００５％、他の不純
物：０．００１４以下の鉛合金を用い、これと所定量の
新船（Ｐｂ：９９．９９９釜）、Ｏａ、Ｓｎを合わせて
溶融し、鋳造機にて格子を製作した。これらの作業は不
活性ガスでシールされた溶融炉及び排気装置のついた鋳
造機にて実施した。製作した格子の合金組成はｃａ：０
．０８４．Ｓｎ ： １．Ｏｑｂそしてｓｂ：ｏ、ｏｓ
ｅＩ、。
ｚｌ＜テ記す） 、Ｓｎ ： ０．００５％、他の不純
物：０．００１４以下の鉛合金を用い、これと所定量の
新船（Ｐｂ：９９．９９９釜）、Ｏａ、Ｓｎを合わせて
溶融し、鋳造機にて格子を製作した。これらの作業は不
活性ガスでシールされた溶融炉及び排気装置のついた鋳
造機にて実施した。製作した格子の合金組成はｃａ：０
．０８４．Ｓｎ ： １．Ｏｑｂそしてｓｂ：ｏ、ｏｓ
ｅＩ、。
残部ｐｂとなった。一方、比較として８ ｂ ：ａ、を
％、残部ＰｂのＳｂ系格子及びＳｂ：０．０５％、残ｇ
ｉｐｂのｓｂ系格子と、Ｏａ ： ０．０８％、ｓｎ：
１．０４、残部ＰｂのＯａ系格子を製作した。
％、残部ＰｂのＳｂ系格子及びＳｂ：０．０５％、残ｇ
ｉｐｂのｓｂ系格子と、Ｏａ ： ０．０８％、ｓｎ：
１．０４、残部ＰｂのＯａ系格子を製作した。
これらの格子を用いて一般的な鉛蓄電池製造法に従い極
板を製造し、１２ポル）５０アンペア・アワータイプの
船客１１°池を製作し、これらの鉛蓄電池を用いて、（
１１４０°Ｃ中で６ケ月放置した時の保存性能（５時間
率放電容量の変化量）、［２）５０°Ｃ中で１５ｖ定電
圧過充雷した時の減液特性、１３）ＳＡＥサイクル寿命
試験（４０°Ｃ：２５分 Ａ、２分散Ｎ： ｌ ４．８Ｖ、ｔ Ｏ，＊ｔ： ｓｏ
ｏサイクル毎の３１０Ａ放電で、３０秒目宙圧か７．２
Ｖの時を寿命と判定）を行ない第１表の結果を得た。
板を製造し、１２ポル）５０アンペア・アワータイプの
船客１１°池を製作し、これらの鉛蓄電池を用いて、（
１１４０°Ｃ中で６ケ月放置した時の保存性能（５時間
率放電容量の変化量）、［２）５０°Ｃ中で１５ｖ定電
圧過充雷した時の減液特性、１３）ＳＡＥサイクル寿命
試験（４０°Ｃ：２５分 Ａ、２分散Ｎ： ｌ ４．８Ｖ、ｔ Ｏ，＊ｔ： ｓｏ
ｏサイクル毎の３１０Ａ放電で、３０秒目宙圧か７．２
Ｖの時を寿命と判定）を行ない第１表の結果を得た。
第 １ 表
第１表に示す如（、本発明仕様の格子合金組成を持つ鉛
蓄電池は、はとんど比較例１のＯａ系鉛蓄電池と同等の
性能つまりＭＦ特性を十分に保有していることが判る。
蓄電池は、はとんど比較例１のＯａ系鉛蓄電池と同等の
性能つまりＭＦ特性を十分に保有していることが判る。
実施例２
そこでｓｂ含有量はθ〜２．５憾までの７種類とし、Ｏ
ａは０．０８％、Ｓｎは１．０１で残部Ｐｂの組成の格
子を作り、実施例１と同様に鉛蓄電池を製作した。これ
らの鉛蓄電池を用いた（ａ１４０°Ｃ中で２８日間、１
４．４Ｖ定電圧で連続過充電した時の減液量と、（ｂ）
その期間保存した時の一１５°Ｃ１３００Ａ放電の容量
を測定した。
ａは０．０８％、Ｓｎは１．０１で残部Ｐｂの組成の格
子を作り、実施例１と同様に鉛蓄電池を製作した。これ
らの鉛蓄電池を用いた（ａ１４０°Ｃ中で２８日間、１
４．４Ｖ定電圧で連続過充電した時の減液量と、（ｂ）
その期間保存した時の一１５°Ｃ１３００Ａ放電の容量
を測定した。
（ａｌの結果としてｓｂを含有しない場合を基準とした
時の減液量の比率と、（ｂ）の結果として容量保存率を
第１図に示した。
時の減液量の比率と、（ｂ）の結果として容量保存率を
第１図に示した。
第１図より５ｂｆｉが０．１４以下の場合には、減液量
と容量共にほとんど変化せず、これはＯａ系鉛蓄電池の
ＭＦ特性と同じであることから、ｓｂか０．１優以下で
はｓｂの含有は問題にならないことが判る。またｓｂ−
ｍか０．１〜０．５４の同では、減液量かわずかに増え
保存性能もゎずかに低下するか、いわゆるＭＦ特性とし
ては実使用に充分適用できることか判る。そしてｓｂ量
か増えるに従い減液量も増え、また容量保存率も低下す
る傾向にあり、２．０１以上ではＳｂ系鉛蓄電池に近い
特性になることか判った。
と容量共にほとんど変化せず、これはＯａ系鉛蓄電池の
ＭＦ特性と同じであることから、ｓｂか０．１優以下で
はｓｂの含有は問題にならないことが判る。またｓｂ−
ｍか０．１〜０．５４の同では、減液量かわずかに増え
保存性能もゎずかに低下するか、いわゆるＭＦ特性とし
ては実使用に充分適用できることか判る。そしてｓｂ量
か増えるに従い減液量も増え、また容量保存率も低下す
る傾向にあり、２．０１以上ではＳｂ系鉛蓄電池に近い
特性になることか判った。
ところでこれらの格子の鋳造において、ｓｂ量か１４以
上になると鋳造性が低下するのでＳｎやＡＩを添加して
鋳造性を改良しているか、ｓｂか２憾を超える社になる
と合金の溶解による組成調整や鋳造のフントロールが難
しくなり、生産性が大きく低下する。一方Ｓｂｉか０，
０１憾未満の場合にも、合金作製時にｓｂとＯａとでＳ
ｂｔ Ｏａｓを作りドロス中に移りやすい性質のため１
組成のコントロールが難しく意図する格子を作ることか
できない。
上になると鋳造性が低下するのでＳｎやＡＩを添加して
鋳造性を改良しているか、ｓｂか２憾を超える社になる
と合金の溶解による組成調整や鋳造のフントロールが難
しくなり、生産性が大きく低下する。一方Ｓｂｉか０，
０１憾未満の場合にも、合金作製時にｓｂとＯａとでＳ
ｂｔ Ｏａｓを作りドロス中に移りやすい性質のため１
組成のコントロールが難しく意図する格子を作ることか
できない。
以上のことより、含有するｓｂ量を制限することでＳｂ
系鉛蓄電池とＯａ系鉛１１ｔ電池の間のＭＦ特性を持つ
鉛蓄電池を、アンチモン系の再生鉛を原料としたｐｂ−
Ｏａ−ａｎ−ｓｂ系合金で作られた格子にて製作できる
ことか判り、上述のようにそのｓｂ量の制限幅を狭くす
ることでＭＦ特性の異なる鉛蓄電池を製造できることに
なった。
系鉛蓄電池とＯａ系鉛１１ｔ電池の間のＭＦ特性を持つ
鉛蓄電池を、アンチモン系の再生鉛を原料としたｐｂ−
Ｏａ−ａｎ−ｓｂ系合金で作られた格子にて製作できる
ことか判り、上述のようにそのｓｂ量の制限幅を狭くす
ることでＭＦ特性の異なる鉛蓄電池を製造できることに
なった。
実施例３
本発明仕様のＰｂ−０ａ−８ｎ−５ｂ系合金組成の格子
を用いて作った極板と、ガラス繊維と合成繊維の不織布
であるセパレータと、遊離液がな（極板とリテーナに含
有される雪解液の構成で、６ボルト、１．２アンペア・
アワータイプの陰極吸収式の密閉形鉛蓄電池を製作した
。
を用いて作った極板と、ガラス繊維と合成繊維の不織布
であるセパレータと、遊離液がな（極板とリテーナに含
有される雪解液の構成で、６ボルト、１．２アンペア・
アワータイプの陰極吸収式の密閉形鉛蓄電池を製作した
。
これらの密閉形鉛蓄電池を用いて、８Ω定抵抗放電を２
４ｈ行ない、その後開路状態で１ケ月放置した後？、
３５ Ｖの定電圧で充電し、また放電： ＩＯＡ （１
，２Ａ、終止常圧５．ｌＶ）、充＠： ７．５Ｖ、２ｈ
、Ｈ大電流１０Ａの条件テサイクル寿命試験を行ない、
その結果を第２表にＯａ系密閉形鉛船客、池を１００と
した比較値で第 ２ 表 比較例１のＯａ系密閉形鉛蓄電池では過放電・放置とい
う条件ではその後の充電か入りにくいという欠点を有し
ているのに対し、本発明仕様の鉛蓄電池は充電初期の充
電々流値か３０係増加し、１６時間充電後の回復容坦も
６優増えていた。さらにサイクル寿命試験の期間も１０
冬増加した。これは格子中のアンチモンがＣａ系釦参雷
池の短寿命の原因である格子表面の抵抗層を破って電気
伝導性を保持させたものと考えている。
４ｈ行ない、その後開路状態で１ケ月放置した後？、
３５ Ｖの定電圧で充電し、また放電： ＩＯＡ （１
，２Ａ、終止常圧５．ｌＶ）、充＠： ７．５Ｖ、２ｈ
、Ｈ大電流１０Ａの条件テサイクル寿命試験を行ない、
その結果を第２表にＯａ系密閉形鉛船客、池を１００と
した比較値で第 ２ 表 比較例１のＯａ系密閉形鉛蓄電池では過放電・放置とい
う条件ではその後の充電か入りにくいという欠点を有し
ているのに対し、本発明仕様の鉛蓄電池は充電初期の充
電々流値か３０係増加し、１６時間充電後の回復容坦も
６優増えていた。さらにサイクル寿命試験の期間も１０
冬増加した。これは格子中のアンチモンがＣａ系釦参雷
池の短寿命の原因である格子表面の抵抗層を破って電気
伝導性を保持させたものと考えている。
このように密閉形鉛蓄電池の問題である過放電放置とサ
イクル寿命に対して１本発明仕様の格子組成によって改
良されることが判った。
イクル寿命に対して１本発明仕様の格子組成によって改
良されることが判った。
以上のような各実施例は、Ｏａ系鉛蓄電池からの再生鉛
についても同じ結果か得られた。格子の原料については
、新船や、銅を除去した再生鉛、またこれら数種類を一
緒に溶解した鉛合金についても同じ効果が得られた。さ
らに溶融中のカルシウムの酸化を防ぐためアルミニウム
を０．０１〜０．２４添加することも、本発明の合金組
成を安定させる上で効果があった。また格子の形状にか
かわらず（鉛合金の溶融物を金型に流し込む鋳造法によ
る格子、合金インゴットを圧延したシートや鋳造したシ
ートをエキスバンド加工や打抜き加工で作る格子等）同
様の効果か認められた。
についても同じ結果か得られた。格子の原料については
、新船や、銅を除去した再生鉛、またこれら数種類を一
緒に溶解した鉛合金についても同じ効果が得られた。さ
らに溶融中のカルシウムの酸化を防ぐためアルミニウム
を０．０１〜０．２４添加することも、本発明の合金組
成を安定させる上で効果があった。また格子の形状にか
かわらず（鉛合金の溶融物を金型に流し込む鋳造法によ
る格子、合金インゴットを圧延したシートや鋳造したシ
ートをエキスバンド加工や打抜き加工で作る格子等）同
様の効果か認められた。
発明の効果
上述のように、本発明は鉛蓄電池用格子の合金組成をＯ
ａ ： ０．０１〜０．２０重ｆｆ１ｌ、Ｓｎ：０、５
〜２．０重ｆｆ１ｌ Ｓ ｂ ： ０．０１〜２．００
重量優に制限したため、メインテナンスフリー特性など
へ悪影響を及ぼさず過放電放置特性を向上した格子合金
をアンチモン系やカルシウム系などの再生鉛で作ること
を可能とし、このことは電池生産のコストを減じること
かできたばかりか、鉛の再生使用をＯａ系鉛蓄電池でも
可能にした点工業的価値極めて大なるものである。
ａ ： ０．０１〜０．２０重ｆｆ１ｌ、Ｓｎ：０、５
〜２．０重ｆｆ１ｌ Ｓ ｂ ： ０．０１〜２．００
重量優に制限したため、メインテナンスフリー特性など
へ悪影響を及ぼさず過放電放置特性を向上した格子合金
をアンチモン系やカルシウム系などの再生鉛で作ること
を可能とし、このことは電池生産のコストを減じること
かできたばかりか、鉛の再生使用をＯａ系鉛蓄電池でも
可能にした点工業的価値極めて大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における関係曲線図である。
Claims (8)
- （１）カルシウムを０．０１〜０．２０重量％、錫を０
．５〜２．０重量％、アンチモンを０．０１〜２．００
重量％を添加した鉛合金で作られた格子を用いることを
特徴とする鉛蓄電池。 - （２）アンチモンを０．０１〜０．５０重量％としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鉛蓄電池。 - （３）アンチモンを０．０１〜０．１０重量％としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鉛蓄電池。 - （４）アルミニウムを０．００１〜０．２重量％を添加
した鉛合金で作られた格子を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の鉛
蓄電池。 - （５）格子の原料として、電気製錬鉛と添加金属を溶融
し製造した格子を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１項乃至第４項のいずれか１項記載の鉛蓄電池。 - （６）銅を除去した再生鉛と添加金属を溶融し製造した
格子を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第４項のいずれか１項記載の鉛蓄電池。 - （７）再生鉛と添加金属を溶融し製造した格子を用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
ずれか１項記載の鉛蓄電池。 - （８）電気製錬鉛と銅を除去した再生鉛または再生鉛を
所定量溶融し製造した格子を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項記載の鉛
蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310301A JPS63164166A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310301A JPS63164166A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164166A true JPS63164166A (ja) | 1988-07-07 |
Family
ID=18003576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61310301A Pending JPS63164166A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63164166A (ja) |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61310301A patent/JPS63164166A/ja active Pending
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