JPS6351054A - 鉛蓄電池用格子体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は鉛蓄電池に関するものであり、とくにペースト
式極板に用いる格子体の改善をはかるものである。

従来の技術 ペースト式鉛蓄電池は、自動車用など幅広く利用されて
いる。このペースト式鉛蓄電池は集電体と活物質の保持
体の役割をする鉛合金製格子体と化学反応を起こして電
気を取り出す活物質とで構成されるペースト式極板が用
いられている。上記格子体には従来から鉛−アンチモン
系合金製の鋳造式格子が使われていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このアンチモン系合金を用いると自己放電が多
く、減液が多いなどの欠点があった。そこで、近年メン
テナンスフリー化をはかるために、鉛−カルシウム系合
金が使われるようになってきた。この鉛−カルシウム系
合金は鋳造性が悪いので、新しい製造法として鉛合金シ
ートに切れ目を入れ、これを拡張してつくるエキスパン
ド方式が開発された。このエキスパンド格子は連続生産
が可能であり、工業的にすぐれた方式である。

しかしながら、上記鉛−カルシウム系合金を格子に用い
ると、深い放電を含む充放電サイクルにおいて寿命が短
かい欠点がある。これは、正隊板の容量が劣化するだめ
に起こるものであり、そのために、正極用の格子体は従
来の鉛−アンチモン合金を使い、負極用だけ鉛−力ルン
ウム合金を用いた電池などで対応したものもある。

本発明は鉛−カルシウム系合金製のエキスパンド格子を
用いた電池において、深い放電を繰り返し行なうサイク
ルでの早期容量劣化を改善するものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、鉛−カルシウム系合金製のエキスパンド格子
に、鉛−アンチモン系合金製のエキスパンド格子を重ね
合わせ、圧延して一体化した格子を用いることにより、
上記の早期容量劣化を抑制するものである。

鉛−カルシウム系合金製のエキスパンド格子１と鉛−ア
ンチモン系合金製のエキスパンド格子２の格子目を一致
させてつくるのは工業的に難しく、しかも一体化しにく
いので、格子目をずらして圧延した方が良い。また、２
種類のエキスパンド格子体は圧延により、−見圧着され
たような状態になるが、その接着強度は強くない。本発
明ではその接着強度による効果の影響はなく、互いに重
なりあった接着部３と非接着部４が形成された状態にな
っていれば良い。

なおエキスパンドの格子目が鉛−カルシウム系と鉛−ア
ンチモン系とで異なっていても、本発明の効果に影響は
ない。さらに、シートの厚み、切ｐｂで決まる格子の骨
の大きさも規定するものではない。

この本発明に用いる合金組成は、メンテナンスフリー性
を維持して、早期容量劣化を抑制する特徴を発揮するに
はｐｂ−ｏ、０３〜０．１２　ｗｔチＣ＆−０，１〜１
，５　ｗｔ％　Ｓｎ合金と、ｐｂ　−ｏ、ｏｓ　〜５　
ｗｔ％ｓｂ合金が好ましいことが確認された。

ただし、メンテナンスフリー性が重視されない分野では
さらにｓｂＯ量を増やすことは可能であり、過放電特性
を向上させるにはさらにＳｎの量を増やすことが有効で
あり、とくに合金組成を限定するものではない。

作用 鉛−カルシウム系合金製のエキスパンド格子を用いた場
合に起こる早期容量劣化の詳細な機構は明らかでないが
、格子と活物質との界面の密着性が低下するだめと推察
されている。この密着性の低下は、鉛−カルシウム系合
金製格子表面の酸化層の物性による影響と、エキスパン
ド格子の格子形状にも原因があると考えられており、合
金組成の検討だけで解決することは難しく、格子の形状
だけでも達成できなかった。

しかしながら、本発明のように鉛−カルシウム系合金と
鉛−アンチモン系合金を組み合せることにより改善する
ことができた。これを推定するに、鉛−アンチモン合金
製のエキスパンド格子と活物質との密着性はすぐれてお
り、さらに２種類のエキスパンド格子体を圧延して一体
化することによりエキスパンド格子の強度を高める働き
をし、変形しにくくするとともにそれぞれの欠点を補っ
ているためと考えられる。

鉛−カルシウム合金製エキスパンド格子を２枚用いて圧
着させても、早期容量劣化を改善することはできなかっ
た。これは、格子と活物質との密着性は鉛−カルシウム
合金の酸化層に原因しているためと考えられた。しかし
、鉛−アンチモン系合金のエキスパンド格子を用いた場
合でも十分な効果は得られなかった。これは、鉛−アン
チモン系合金を圧延したシートをエキスパンド加工して
つくった格子は再結晶化を起こし、耐食性が低下し格子
の骨切れが発生しやすぐなる。また、格子強度も低下し
て変形しやすくなるため格子と活物質との密着性も十分
でなく、寿命も従来の鋳造式に比べて著しく低くなった
。

そこで、本発明を用いれば、鉛−アンチモン系の格子強
度の低下は鉛−カルシウム系格子がカバーして格子強度
を保つことができ、また格子の酸化による鉛−カルシウ
ム系格子の伸びを鉛−アンチモン系合金格子が一体化さ
れた構造で抑制する効果があると思われる。しかしその
詳細な機構は明らかでない。さらに、鉛−アンチモン系
合金格子は腐食が進むと粒界腐食により骨切れが発生す
る。ところが本発明では鉛−カルシウム合金と一体化さ
れているために、骨切れが発生しても鉛−カルシウム合
金を通して導電性を維持し、活物質との密着性を確保す
る働きがあると考えられる。

実施例 以下に実施例により本発明の特徴と効果を示す。

Ｐｂ−０，０７ｗｔ％Ｃａ−０，２３ｗｔ％Ｓｎ合金を
用い厚み１．Ｏｍｍの圧延シートをつくり、エキスパン
ド加工した。そのエキスパンド格子１の展開部に、あら
かじめ試作しておいたｐｂ−０，１ｗｔ％Ｓｂ合金製の
エキスパンド格子２の展開部を重ねあわせて、圧延ロー
ルを通過させた。

以上のようにして、圧延により一体化したエキスパンド
格子にペーストを充填して極板を形成させて、正楓板と
し、電池人を組み立てた。また、上記Ｐｂ−０，０７ｗ
ｔ％Ｃａ−０，２３ｗｔ％Ｓｎ合金のエキスパンド格子
を用いて電池Ｂを、Ｐｂ−０，１ｗｔ％ｓｂ合金のエキ
スパンド格子を用いて電池Ｃをつくった。さらに、Ｐｂ
　−０，０７ｗｔ％　Ｃａ　−０，２３ｗｔ％Ｓｎ合金
のエキスパンドを２枚重ね合わせて圧延し、一体化した
エキスパンド格子を用いて電池りをつくった。

上記、４種類の電池（人〜Ｄ）を用いて、放電容量の６
０条まで放電し、放電量の１２０チ充電する充放電サイ
クルを繰り返し行なった。２０サイクルおきに１０．５
’／まで放電し、放電容量が初期の５０チ以下になった
ときを寿命とした。

第２図にその結果を示す。図から明らかなように本発明
の電池人はすぐれた寿命特性を示している。Ｐｂ−ＣＡ
Ｌ系合金のエキスパンド格子を用いた２種類の電池Ｂ、
Ｄは寿命が短かく、２枚の格子を圧着した格子を用いた
電池りでは圧着した効果は見られなかった。これは、早
期容量劣化が、Ｐｂ−（、ｌ系合金を用いた場合の欠点
であり、同じ合金格子を用いても改善することは’ｆｄ
ｌシいと考えられる。

また、ｐｂ−ｓｂ系合金のエキスパンド格子を用いた電
池Ｃは、Ｐｂ−（ｌ系合金を用いた電池Ｂ、Ｄに比べる
と寿命性能は良いが、本発明の電池人に比べると低い。

これは、ｐｂ−ｓｂ金合金活物質との密着性は良くなる
が、とくにエキスパンド格子を用いた場合、格子の腐食
・変形などの欠点があり、寿命向上を抑制する悪い結果
となっている。ただし、ｐｂ−ｓｂ系合金の場合、鋳造
格子を用いると、充放電特性は良くなる。しかし鉛−カ
ルシウム系合金を用いるメンテナンスフリー性がなくな
ってしまう。

尚、実施例では寿命特性について示したが、本発明の電
池はメンテナンス性能もすぐれていることがわかった。

発明の効果 本発明は鉛−カルシウム合金製格子のもつメンテナンス
フリー特性を維持し、長寿命化をはかるものであり、連
続生産性にすぐれたエキスパンド格子の製造工程を生か
して、実施することができ、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における格子体を示す図、第
２図は本発明の効果を示した特性図であるＯ Ａ・・・・・・本発明の格子を用いた電池、Ｂ・・・・
・・鉛−カルシウム系格子を用いた電池、Ｃ・・・・・
・鉛−アンチモン系格子を用いた電池、Ｄ・・・・・・
鉛−カルシウム系格子を二枚圧着した格子を用いた電池
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｆ−
−−鉛一力）レヲ）μｓ覧も慢虐斐二ヘク、ベントキぎ
谷 ２−−一釡臼一アンゲ〔］恢鎗製 第　１　図　　　　　　　　　　　　　二矢ヌ、ペンド
１各吾３−−−穫１訃 ４−一一υト阪看都

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉛−カルシウム系合金製エキスパンド格子と、鉛−アン
   チモン系合金製エキスパンド格子とを重ね合わせ、圧延
   して一体化したことを特徴とした鉛蓄電池用格子体。