JP2708655B2 - Method of manufacturing battery grid - Google Patents

Method of manufacturing battery grid

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JP2708655B2
JP2708655B2 JP3337786A JP33778691A JP2708655B2 JP 2708655 B2 JP2708655 B2 JP 2708655B2 JP 3337786 A JP3337786 A JP 3337786A JP 33778691 A JP33778691 A JP 33778691A JP 2708655 B2 JP2708655 B2 JP 2708655B2
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チャールズ、エル、マシューズ
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リチャード、ジェー、ブランヤー
チャールズ、エル、マシューズ
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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、金属又は繊維状材料等
の芯材を金属材料で被覆した線材から構成される電池の
グリッド及びその製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、電池の電極は、一般に金属を主材
料とし、これに活性材を層状に付着させたものである。
ここに、最も広く使用されている充電可能の電池は、鉛
と酸を使用した鉛電池であり、この鉛電池の電極グリッ
ドは、通常、酸化鉛より成る活性材で覆われる。 【０００３】この種の鉛電池は、比較的重く、単位重量
当りの放電エネルギーが小さい。このように、鉛電池が
重いのは、極板のグリッド及び活性材料と、その電池の
コネクタやバスバーに多量の鉛を使用しているからであ
る。 【０００４】これを以下に説明する。 【０００５】極板は、種々の理由から厚くせざるを得な
い。例えば、前記活性材を、糊状となし、これを極板の
グリッドに塗りつけて硬化させることが通常行われてい
るが、この糊状の活性材は、それ自体の接着力は強いが
極板のグリッドに対する接着力が弱く、特に充放電をく
り返えした時に剥離し易い。この特性のために、極板の
グリッドが活性材を充分保持し得るように、その極板の
グリッドに余裕を持たせる必要がある。その上、極板自
体が比較的破損し易いので、電極としての機能を発揮す
るに必要な重量より頑丈に、重くしなければならないか
らである。 【０００６】従来、鉛電池の極板のグリッドは、一般
に、鉛を溶かして所要の形状に鋳造するか、又は鉛板か
ら機械強度の大きいグリッドにするという方法によって
作られ、このようにして作られたグリッドが電極に組み
立てられる。 【０００７】ここに、電極は、その製造、取扱及び電池
への組込みを行なう際に多くの機械的な応力を受ける。
電池の中に組み込まれた後は、多くの誘発される応力を
受ける。 【０００８】製造時に受ける応力は、主として活性材を
糊状にして極板のグリッドに付け、このグリッドの中に
塗り込む糊付段階におけるものである。この糊状の活性
材は、重く、比較的堅く（すなわち可塑性がほとんどな
く）、この糊状の活性材を極板に付け、このグリッドの
中に塗り込める時に、グリッドを曲げたり、引き伸ばし
たり、引裂いたりし易い。このようにグリッドが変形す
ると、このグリッドの各所に応力が生じ、この応力の生
じた部分が真先に腐蝕され、続いてこの腐蝕が急速に進
行する。 【０００９】これと同じ理由で、展延した鉛板で作った
グリッドは、鋳造したグリッドよりも軽いという長所を
有するものの、応力腐蝕が極めて進行し易い。その理由
は、その鉛板の打ち伸ばされた部分がそれぞれ応力点に
なっているからである。 【００１０】また、前記誘発される応力は、電池に充放
電をくり返えしているうちに生ずる電極の膨張収縮、活
性材を支持している導電性部材の活性材の重量によるた
わみ、その電池が自動車に使用される場合には、車体へ
の衝撃、熱履歴、振動等によって生ずる。 【００１１】前記機械的応力及び誘発される応力が電極
を構成している材料の引張強度又は剪断強度を越えた時
に、電極は、機械的な損傷を受ける。このような電極の
前記応力による機械的損傷の過早発生を防ぐためには、
その電極の厚さを応力に耐え得る厚さにする必要があ
る。 【００１２】このため、グリッドの鉛を前記応力に耐え
得るように厚くしなければならないので、従来のグリッ
ドの断面積は、通電に実際に必要な寸法よりも大きくす
る必要があったのであり、グリッドが厚い電池は比較的
重く、電池の単位重量当りの放電エネルギーが小さく、
材料の利用率が悪いのが現状であった。 【００１３】一方、電池の容量を増すためには、極板の
グリッドを厚くするだけでなく、電極に付ける活性材の
層を厚くしなければならない。この活性材の層を厚くす
る必要があるのは、一般論として、活性材の層を厚くす
る程、電池の電気的エネルギーを貯え得る能力が増すか
らである。 【００１４】活性材の容積（及び重量）を増し、電池の
ケース、帯状の接続線材、支柱及び極板のグリッドのバ
スバーの重量をほぼ一定に抑えれば、電池の単位重量当
りの活性材の利用率は良くなるので、その電池の単位重
量当りの放電エネルギーは増加する。しかしながら、従
来の鉛電池の活性材利用率は、ほとんどの場合、電池重
量の約５０乃至５５％にすぎない。 【００１５】活性材の層を厚くするためには、極板のグ
リッドを、厚くした活性材を充分支え得るように強くし
なければならない。高純度の鉛でグリッドを作る場合
は、そのグリッドの厚さを、電気的機能上必要な厚さよ
り厚くして、上述の機械的応力及び誘発される応力に耐
え得るようにしなければならない。 【００１６】活性材の厚さには限界がある。その限界の
ひとつの要素は、活性材の重量であり、他の要素は、そ
の活性材の電気的特性である。陽極板の活性材は半導体
であり、その内部抵抗のために電気を通し得る距離は比
較的短い。従って活性材の厚さは、その活性材が効率よ
く電気を通し得る距離が限界となる。この活性材の特性
が、陽極板にバスバーを設けなければならないことの一
つの理由である。このバスバーは、前記活性材に生じた
電流をその活性材の外に導く作用をする。 【００１７】また、活性材層の厚さは、極板に付けられ
た活性材が充放電を繰り返えしているうちに活性度が低
下するため、及び活性材の引張強度が小さいために限定
される。これらの特性のために、上述の機械的応力によ
って、極板のグリッドから活性材が砕けて過早剥離す
る。活性材の電池の電解液への浮遊による電池の寿命の
縮まりを防止する対策をとれば、それに伴って電池が更
に重くなる。前記活性材の電解液中への浮遊を防ぐため
には、電極に特殊なガラスで作った押圧パッドを設け、
このパッドで活性材を極板のグリッドに押し付け、これ
により電池内部に短絡回路が形成されるのを防ぐことが
挙げられるが、このために、電池は容量が増さずに重量
が増加する。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】前記各要因のために、
従来の殆どの電池は、耐久性と容量と単位重量当りの放
電エネルギーとが均衡を保ち、用途に応じてこれらの特
性の何れかが最適になるように作られている。例えば、
電池の重量が最重要特性である場合には、電極の活性材
層を実用上支障のない範囲内で最も薄くし、それに応じ
て極板のグリッドも極力薄くすることが行われている。
電池の活性材層を薄くし、極板のグリッドを軽量化すれ
ば、製造費がかさみ、電池の寿命が縮まり、電池の容量
が低下するので、その程度を勘案して電池の軽量化の程
度が決められる。 【００１９】また、鉛電池の重量、容積及び容量につい
て見れば、これらの特性上、充電式のフラッシュライト
用電池クラスの電池は、「Ｄ級」「Ｃ級」等の電池にす
るのが困難なために「ＡＡＡ級」まで下げたり、より小
型の特殊用途の電池にせざるを得ない。 【００２０】鉛電池の極板を渦巻形構造にすれば「ＢＣ
級」電池を「Ｄ級」電池にすることは容易である。この
「ＢＣ級」電池も、「Ｄ級」電池も、放電電流が大き
く、極板が鉛であり、この極板のグリッドは、高純度の
平らな鉛板をダイスで絞り、内側にきつく巻き、間隙の
少ない渦巻形にして、丸い電池のケ―スの中に収めたも
のである。 【００２１】この渦巻形のグリッドを用いれば、極板の
表面積が広くなり、従来の電池のように小さいグリッド
を何箇も平行につなぐ必要がなく、従って軽量化し、製
造コストを下げ得るが、亀裂があれば酸によって急速に
腐蝕されてしまう。 【００２２】しかしながら、「Ｄ級」より小さい電池は
市販されていない。それは、この種の電池に使用される
グリッドは柔く、薄いもの（約１．０１６mm）でも細い
電池の中に充分に収め得るように渦巻形に巻くことがで
きないからである。このサイズの電池のグリッドは、強
度の最も大きい鉛でも耐え得ない程、強く湾曲させなけ
ればならないので、亀裂や応力点ができ、このような亀
裂は電池の中の酸により急速に腐蝕され、従ってグリッ
ドが急速に腐蝕されてしまう。 【００２３】本発明は上記に鑑み、引張強度の大きい繊
維状の材料、光学ガラス繊維又は電気伝導性の良い金属
線等の芯材を押出加工可能の耐蝕性金属、例えば鉛、亜
鉛又はニッケル等で被覆した線材によって電池のグリッ
ドを構成することにより、この種のグリッドの重量の低
下及び強度の強化、更には屈曲性の良さを確保するよう
にしたものを提供することを目的とする。 【００２４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電池のグリッドは、電気化学的電池の
セルに使用されるグリッドであって、芯材と、この芯材
の周りに押出し加工された耐蝕性金属のほぼ均一な厚さ
の被覆とから構成された複合の連続した電気導電性線材
からなる長い線材の各々を編んでスクリムを形成すると
ともに、このスクリムの端部を支持枠で保持したことを
特徴とするもの、及び電気化学的電池のセルに使用され
るグリッドであって、耐蝕性金属の押出し加工による被
覆によって該耐蝕性金属でほぼ均一な厚さに包囲された
芯材を有する電気導電性線材の配列と、この線材の配列
に結合されグリッドから電流を集電する集電体と、前記
導電性線材を所定の位置に位置させて保持する保持手段
とを備えたことを特徴とするもの、並びに及び鉛蓄電池
のグリッドであって、鉛の押出し加工による被覆によっ
て硫酸による腐蝕をほぼ完全に防止するため十分に小さ
な微細粒からなる鉛でほぼ均一の厚さに包囲された芯材
を有する電気導電性線材の配列と、この配列に結合され
グリッドから電流を集電する集電体と、前記導電性線材
を所定の位置に位置させて保持する保持手段とを備えた
ことを特徴とするものである。 【００２５】ここに、前記前記押出し加工によって被覆
させた鉛の微細粒の大きさを、ほぼ０．２５×１０-6イ
ンチ（０．６３５×１０-6ｃｍ）にすることもできる。 【００２６】また、グリッドの製造方法は、電気化学的
電池のセルに使用されるグリッドの製造方法であって、
押出しダイスを通過させて芯材を供給する供給工程と、
前記芯材が該芯材の周りにほぼ均一な厚さの耐蝕性金属
の押出し加工による被覆を有する複合の電気導電性線材
を形成するために供給された際に前記金属を押出す押出
し工程と、前記線材を編んでスクリムを形成する編み工
程とを経ることを特徴とするものであり、前記金属を鉛
にしたり、前記芯材を繊維や金属にすることができる。 【００２７】 【作用】上記のように構成した本発明によれば、電池の
グリッドは、引張強度の大きい繊維状の材料、光学ガラ
ス繊維又は電気伝導性の良い金属線等の芯材を押出加工
可能の耐蝕性金属、例えば鉛、亜鉛又はニッケル等で被
覆した線材を編んだスクリムによって構成されているた
め、この軽量化、強度の強化及び屈曲性の良さを確保す
ることができる。 【００２８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 【００２９】鉛球１０などの純粋な押出加工が可能の耐
蝕性金属が振動型フィーダ１２の中に装入され、シュー
トまたは導管１４を通して、チャンバ１６の中に入る。
このチャンバ１６は、プランジャ２２を通る孔１７とス
ライダ２１の上面１９とから成る。 【００３０】前記シュート１４の中の鉛球１０は、熱電
対２０によって制御される予熱コイル１８によって所定
温度まで加熱される。プランジャ２２は、ピストンロッ
ド２６を介して往復動フィードシリンダ２４に連結さ
れ、最初、その後退位置にある時は、複数の加熱された
鉛球１０がチャンバ１６の中に落下する。 【００３１】フィードシリンダ２４を作動させると、プ
ランジャ２２が往復動して、チャンバ１６の内部に保持
された鉛球１０をスライダ２１の上面１９に沿って圧縮
室３０の上端の孔、即ちアパチュア２８の上に移動させ
る。フィードシリンダ２４は、空気導入ライン３２と空
気排出ライン３４とによって空気作動される。またシリ
ンダ２４は油圧作動され、あるいはソレノイドに接続さ
れることもできる。 【００３２】プランジャ２２が破線３６で示す位置に達
した時、プランジャ２２の端部３８がリミットスイッチ
４０と接触して、プランジャ２２を停止させ、その進行
方向を逆転させ、これを初期位置に戻す。プランジャ２
２が破線３６の位置にある間にチャンバ１６が圧縮室３
０の上端のアパチュア２８の上に配置されて、チャンバ
１６中の鉛球をアパチュア２８を通して圧縮室３０の中
に落下させる。 【００３３】プランジャ２２がその初期位置に戻ると
き、このプランジャ２２の角部４２がリミットスイッチ
４４と接触して、プランジャ２２の運動を停め、これを
次の行程で逆転させる。 【００３４】圧縮室３０の中において、鉛球１０（また
はその他の押出可能の耐蝕性金属）が熱電対４９の制御
のもとに、加熱コイル４８から圧縮室３０の壁体４６に
加えられる熱によって加熱される。この金属が所定温度
に加熱された時、油圧シリンダ５０を作動させ、ピスト
ン５２をその初期位置からアパチュア２８を通して圧縮
室３０の中まで下降させ、圧縮室３０から前記鉛球１０
をアパチュア、即ち孔５４を通して押出し、図３におい
て更に詳細に示すように、ダイス保持具、即ちダイホル
ダ６２によって保持された入口ダイス５８と出口ダイス
６０との間のスペース５６の中に押込む。ダイホルダ６
２は、圧縮室３０の壁体４６の中のネジ孔１２１の中に
ネジ込まれている。 【００３５】油圧シリンダ５０は、入口ライン６４と出
口ライン６６とによって発生される油圧によって作動さ
れる。これらのライン６４と６６は比較制御弁６８と圧
力ゲージ７０とを備える。圧油はタンク７２からポンプ
７４によって、冷却ラジエータ７６を通して比例制御弁
６８まで送られる。 【００３６】ピストン５２が図２に示すように、破線７
８で示す位置に達した時、フランジ即ちツバ８０がリミ
ットスイッチ８２に接触しピストン５２を停止させ、そ
の行程を逆転させ、これをその初期位置に戻す。ピスト
ン５２がその初期位置に達した時、ツバ８０がリミット
スイッチ８４と接触し、ピストン５２の行程を停止さ
せ、次の行程に逆転させる。 【００３７】圧縮室３０の内部のピストン５０による鉛
球１０の圧縮で熱が発生する。熱電対４９が圧縮室３０
の内部の温度を検知し、加熱コイル４８により圧縮室３
０の壁体４６の加熱を調整する。 【００３８】芯材８６は、“Ｅガラス”または“Ｃガラ
ス”型のガラス繊維または光学ガラス繊維、炭素繊維、
合成繊維その他の適当な繊維、あるいは銅またはアルミ
ニウムなどの高導電性金属の細線とすることができ、こ
の芯材８６は、図１および図２において符号９０で示す
ような一定張力モータと制御組立体によって芯材リール
８８から引出され、その際に所定張力に保持される。芯
材８６がリール８８から引出されるに従って、リール８
８の周囲のシールド９２が芯材８６のもつれを防止し、
またリール８８の近くで浮遊する物の付着を防ぐ。 【００３９】芯材８６は、定心リング９４を通してリー
ル８８から引出され、またそのもつれを防止するために
ばねテンショナ９６によって引張り張力が加えられる。
ローラ９８が芯材８６を入口ダイス５８と出口ダイス６
０に向かって案内し、そこで金属をもって被覆される細
い複合ワイヤ１００を形成する。ワイヤ１００がダイホ
ルダ６２から出る時、このワイヤ１００は、ローラ１０
２に掛け回わされ、このローラ１０２から下方に浮遊オ
モリ１０４に掛け回わされ、次にローラ１０６に戻さ
れ、このようにしてモータ９０と１０８の始動から停止
まで一定張力が保持される。 【００４０】参照数字１００で示す“ワイヤ”とは、繊
維材料であれ、または高導電性ワイヤであれ、芯材８６
を、鉛、亜鉛、またはニッケルなどの伸張性を有する耐
蝕性金属で被覆して得られる複合ワイヤ即ち複合線材を
指す。次にローラ１１０がワイヤ１００を横送り手段１
１２に案内する。ワイヤ１００がローラ１１０を通る
時、比例速度エンコーダ１１４がこの速度を測定し、横
送り手段１１２およびモータ９０，１０８と協働してワ
イヤ１００を巻取スプール１１６上に巻取る。スプール
１１６上のワイヤ１００の均等な巻取りを保証するため
横送り手段１１２が横送りバー１１８に沿って前後に運
動する。 【００４１】今図３と図４について述べれば、入口ダイ
ス５８と出口ダイス６０は、ダイス分離具即ちセパレー
タ１２０の内部にスペーサ・ワッシャ１２２ａと１２２
ｂとによって保持されている。セパレータ１２０は、ダ
イホルダ６２のキャビティ６５の内部に保持され、ダイ
ス保持具即ちダイホルダ６２の中のネジ１２３の中から
プラグ１２４を締付けることによって圧縮力が加えられ
る。 【００４２】入口ダイス５８はフランジ５９を備え、出
口ダイス６０はフランジ６１を備え、これらのフランジ
５９と６１がダイセパレータ１２０の両端面と夫々当接
しているので、ダイセパレータ１２０のキャビティ６５
の中においてダイス間隔を保持する。ダイホルダ６２
は、アパチュア１２６を備え、このアパチュア１２６
は、ダイセパレータ１２０、入口ダイス５８、出口ダイ
ス６０およびスペーサ・ワッシャ１２２ａ，１２２ｂが
ダイホルダ６２の中に組込まれる時、ダイセパレータ１
２０のアパチュア１２８と整列させられる。 【００４３】ダイホルダ６２がネジ１１９によって圧縮
シリンダ３０の壁体４６のネジ付きアパチュア１２１の
中にねじ込まれる際に、アパチュア１２６は圧縮シリン
ダ３０の底部のアパチュア５４とぴったり対向するよう
な寸法を有する。 【００４４】またダイホルダ６２は、芯材８６を通すた
めのアパチュア１３０を備えている。入口ダイス５８
は、そのテーパ１３４の頂点にアパチュア１３２を備え
ている。ピストン５２によって、鉛球１０は、圧縮室３
０からアパチュア５４，１２６および１２８を挿通さ
れ、入口ダイス５８と出口ダイス６０の中間スペース５
６の中に入る。 【００４５】出口ダイス６０は、その円錐形テーパ１３
８の頂点に出口アパチュア１３６を備えている。入口ダ
イス５８のテーパ１３４は、芯材８６の運動方向に沿っ
て先細っている。出口ダイス６０のテーパ１３８は、芯
材８６の運動方向と逆方向に沿って先細っているが、芯
材８６の運動と同一方向に先細らせることもでき、或い
は全くテーパを付けないこともできる。しかし芯材８６
の運動方向と逆方向に沿って出口ダイス６０にテーパを
付けることが好ましい。なぜならば、他の形状でも低い
押出圧を使用することはできるが、複合ワイヤ１００中
の芯材８６の寿命と同心性が損なわれるからである。更
に、出口ダイス６０が芯材８６の運動方向と逆方向に先
細っていなければ、スペース５６の内部の鉛球１０によ
って出口ダイス６０に加えられる圧力が増大するが故
に、保持プラグ１２４をネジ山１２３の中に、ワッシャ
１２２および入口ダイス５８と出口ダイス６０のそれぞ
れのフランジ５９と６１に対して、より強くねじ込まれ
なければならない。 【００４６】また保持プラグ１２４は、ワイヤ１００を
通すためのアパチュア１４０を備えている。 【００４７】図１１と図１２について述べれば、図３と
図４のダイス組立体の好ましい変更態様を示す。この場
合、各成分はできる限り、図３と図４の対応の成分の参
照数字および名称を与えている。さらに詳しく述べれ
ば、入口ダイス５８′と出口ダイス６０′は、セパレー
タ１２０′の内部にバックアップ・ワッシャ１２２ａ′
と１２２ｂ′とによって保持され、また保持プラグ１２
４′をネジ山１２３′に沿ってダイホルダ６２′のキャ
ビティ６５′の中に締付けることによって圧縮力が加え
られる。 【００４８】保持プラグ１２４′は、ダイホルダ６２′
のキャビティ６５′の中にねじ込まれるためのネジ山１
２５′を備えているから、このプラグ６２′は、端面６
３′に対して軽度のカント（傾斜）を有し、その結果、
ダイセパレータ１２０′の内部において出口ダイス６
０′のずれ、即ちスキューを生じる場合がある。このよ
うなスキューを防止するため、凸面ワッシャ６７′と凹
面ワッシャ６９′とを有するスラストワッシャ組立体を
保持プラグ１２４′とバックアップ・ワッシャ１２２
ａ′との間に配置する。これらのワッシャ６７′と６
９′の凹面と凸面の相互作用が、バックアップ・ワッシ
ャ１２２ａ′に対する保持プラグ１２４′の締付けから
生じるスキューを効果的に防止することができる。 【００４９】ダイホルダ６２′は、圧縮シリンダ３０′
の底部のアパチュア５４（図１及び図２参照）にぴった
りと適合する寸法のアパチュア１２６′を有する。ダイ
セパレータ１２０′は、各端部のフランジ１２７ａ′，
１２７ｂ′と、これより小径の中心部１２９′とを有
し、フランジ１２７ａ′と１２７ｂ′の直径は、ダイセ
パレータ１２０′を受けるダイホルダ６２′のキャビテ
ィ６５′の内径と略同等である。 【００５０】ダイセパレータ１２０′のフランジ部１２
７ａ′，１２７ｂ′と小径の中心部１２９′との組合わ
せにより、ダイセパレータ１２０′の中心部１２９′と
ダイホルダ６２′のキャビティ６５′の内壁面との間に
スペース１３１′が残される。このスペ―ス１３１′
は、アパチュア１３５ａ′と１３５ｂ′によってセパレ
ータ１２０′のスペース５６′と連通している。 【００５１】このスペース５６′の内部の圧下物質の存
在によって入口ダイス５８′と出口ダイス６０′に加え
られる圧力の故に、これらのダイス５８′と６０′上に
は、図３と図４に示すフランジ５９と６０のようなフラ
ンジを設ける必要がない。過渡期中にダイセパレータ１
２０′の中のスペース５６′の内部にダイス５８′と６
０′を保持し、またこれら対するの軸方向整列を保証す
るため、これらのダイスダイス５８′と６０′の直径は
ダイセパレータ１２０′の内部５６′の内壁の直径より
約０．０１２７mm程大であって、これらのダイス５８′
と６０′は、熱、油および油圧プレスを用いてセパレー
タ１２０′の内部にプレスばめされる。 【００５２】またダイホルダ６２′は、芯材８６（図１
及び図２参照）を通すためのアパチュア１３０′を備え
ている。入口ダイス５８′は、そのテーパー１３４′の
頂点にアパチュア１３２′を備えている。出口ダイス６
０′は、その円錐形テーパ１３８′の頂点に出口アパチ
ュア１３６′を備えている。また保持プラグ１２４′
は、ワイヤ１００を通すためのアパチュア１４０′を備
えている。 【００５３】図１１と図１２に図示の実施態様は、芯材
８６がスペース５６を通過する際にこれに加えられる圧
力があらゆる方向において等しいことを特徴としてい
る。図３と図４に図示の装置をもって小直径の複合ワイ
ヤを製造する場合、鉛がアパチュア１２６と１２８を通
して押込まれる際に芯材８６に対して上から加えられる
差圧の結果、芯材８６は、スペース５６の内部において
出口ダイス６０のアパチュア１３６に対して定心状態に
止まることができない。 【００５４】このような差圧が芯材８６を下方に押し、
芯材８６はもはや出口ダイス６０のアパチュア１３６の
中心部に入ることができず、芯材８６が複合ワイヤ１０
０内部において偏心させられる。またこの下向き差圧は
ダイホルダ６２の内部の部品の変形を生じるのに十分で
ある。 【００５５】高い押出圧は、高い生産速度によって与え
られる節約の結果である。生産効率を最大限に成し、ま
た圧縮室３０に再充填する必要を減少させるため、大直
径の圧縮室３０（約１５．８７５mm）とピストン５２が
使用される。 【００５６】小直径の圧縮室３０とピストン５２は、再
充填のために装置を頻繁に停止させることを必要とす
る。しかし、０．２４５mmのガラス芯材を含む０．３８
１mm直径の複合ワイヤを製造する際に、大直径の圧縮室
３０とピストン５２は、断面減少率を３１００：１を超
えさせる。非常に長く、また小直径の圧縮室３０を使用
すれば、再装填回数が少なくなりまた断面減少率が低下
するが、ピストン５２と圧縮室３０との整列の問題およ
び長いピストン５２における合成の欠陥の問題の故に好
ましくない。 【００５７】このような高い押出圧は、押出圧が断面減
少率の一次関数ではなく、従って押出圧が断面減少率の
比例増大よりも高い割合で増大するという数学的事実の
結果である。高い押出圧は種々の設計上の問題を生じる
が、次のようにしてこれらの問題が解決される。 【００５８】例えば、断面減少率が２５０：１を超える
場合、押出圧が非常に高くなり、圧縮室３０の壁体４６
が高強度鋼で作られていてもその形状を保持する能力を
超えてしまう。ピストン５２が圧縮室３０の中の鉛球１
０を押出す際にこのような高い押出圧が生じると、実際
に圧縮室３０の壁体４６を外側に湾曲させ、鉛球１０を
ピストン５２の周囲から脱出させて、下記に述べるよう
な漏れに伴う諸問題を生じる。特にピストン５２が圧縮
室３０の大体半分まで下降したときに、この圧縮室３０
の壁体４６の湾曲が顕著となる。 【００５９】このような壁体４６の湾曲を防止するた
め、圧縮室３０の壁体４６として複式同心シリンダ（図
示されず）が使用される。好ましい実施態様において
は、４本のシリンダを使用し、各シリンダの外径が隣接
の包囲シリンダの内径より約０．０２５４mm程大とし、
これらのシリンダを入子状にプレスばめして圧縮室３０
の壁体４６を形成する。 【００６０】このように極度に高い押出圧の損失を最小
限に成し、スペース５６の中において所望圧を得るため
に、より高い圧力を使用することを避けるように、出口
ダイス６０が圧縮室３０の直下に配置され、その結果と
してアパチュア１２６と１２８を通して差圧を生じ、ま
たスペース５６の中において芯材８６の下向きの湾曲が
生じる。所要の押出圧を最小限にすると共にこのような
差圧を最小限にするため、図１１に示す好ましい構造が
使用される。 【００６１】出口ダイス６０′が圧縮室３０の直下に配
置されるが、金属は相互に１８０°の方向からスペース
５６′の中に導入され、これによって芯材８６に加えら
れる圧力を平衡させる。金属材料は、ピストン５２によ
って圧縮室３０からアパチュア５４と１２６′を通って
押出されスペース１３１′に入り、ダイセパレータ１２
０′の中心部１２９′の周囲に沿ってアパチュア１３５
ａ′と１３５ｂ′とを通り入口ダイス５８′と出口ダイ
ス６０′との間のスペース５６′に入る。 【００６２】ダイセパレータ１２９′の中央部の周囲に
一定間隔に配置される限り、また圧縮室３０の底部のア
パチュア５４の直下に配置されない限り、追加アパチュ
アを備えることができる。図１１と図１２に示す実施態
様を使用した場合、複合ワイヤ１００の外径に対する芯
材８６の同心率は±５％の範囲内に保持することができ
る。 【００６３】図５にピストン５２の拡大図を示す。ピス
トン５２は、その底部にベベル面１４２を備えている。
またピストン５２は、環状の平坦な突出部、即ちランド
１４４，１４６と、横方向貫通孔１４８とを備えてい
る。縦孔１５０が横孔１４８と連通している。ベベル面
１４２、ランド１４４，１４６、横孔１４８および縦孔
１５０が協働してピストン５２の圧縮行程中にピストン
５２を圧縮室３０の内壁面１５２（図１）に沿って密封
させ、また圧縮室３０の内部にピストン５２を定心させ
る。高圧金属が縦孔１５０を通して横孔１４８に入り、
次にランド１４４，１４６と圧縮室３０の内壁面１５２
とによって形成されたスペースの中に押込まれて、ピス
トン５２を内壁面１５２に圧着密封させ、またピストン
５２を定心させる。 【００６４】このような密封構造は、装置の高押出圧に
よって必要とされる。例えば、ピストン５２と圧縮室３
０の内壁面１５２との間隔は０．０１２７mmまで減少さ
せることができるが、この直径方向の間隙は、圧縮中に
押出される耐蝕金属をピストン５２に沿って過度に漏れ
させるのに十分であり、これに伴なって有効押出圧の損
失を生じる。この装置を用いて製造される複合ワイヤが
小直径であるが故に、もし前記のような密封構造が使用
されなければ、芯材８６に使用される量の１０倍もの金
属がピストン５２に沿って漏れる可能性がある。 【００６５】このような漏れの結果として、より多量の
金属が使用され（漏れ分は回収できるとしても）、また
従って圧縮室３０の再装填をより頻繁に必要とし、生産
性を低下させることの他に、このような漏れは一般に非
対称的であって、ピストン５２を圧縮室３０の中で偏心
させて内側面１５２と接触させる。 【００６６】このような接触の結果、壁体４６の直接的
な傷を生じ、より大きな漏れと押出圧の損失とを生じ
る。これ故に、極度に長い小径の圧縮室３０は、その頻
繁な再装填の必要を解決するためには役に立たない。こ
のような構造に伴う整列の問題と剛性の問題が圧縮室中
のピストン５２の定心の問題に掛け合わされて、ピスト
ン５２に沿った金属の漏れを激化する。漏れ量の増大と
押出圧の低下は、前記の損失のほかに最大生産率の低下
を生じる。 【００６７】そこで、図５に図示の構造は、押出される
耐蝕性金属をピストン５２のランド１４４，１４６と圧
縮室３０の内壁面１５２とによって形成されたスペース
の中に流入させる。このスペースの中に進入した金属
は、環状ランド１４４を超えて押出す圧力を有しないの
で、ピストン５２に沿った漏れを確実に防止することが
できる。 【００６８】さらに、前記のスペースの中に押出される
金属は、押出圧に依存して約３５１〜７０３Ｋｇ／ｃｍ
2 に加圧される。一般的に、このスペース中の金属圧は
圧縮室３０の内部の圧力の約１／４〜１／３の範囲であ
る。この圧力がピストン５２とこれを包囲する内壁面１
５２との間に均等に加えられて、ピストン５２を圧縮室
３０の中心に定心させ、また、ピストン５２と内壁面１
５２との接触を防止することができる。 【００６９】また、同時にこのスペースの中の金属は、
バビット軸受に類似した低摩擦軸受面に等しい効果を生
じ、ピストンドラッグを低下させ、押出しのために、よ
り多くの油圧を残す。このように構成されたシールを有
するピストン５２を数ヶ月間テストした。数百万サイク
ルののち、摩耗または漏れの徴候は現われず、ピストン
５２と圧縮室３０の壁体４６は、激しい使用後にもスリ
傷がなく、耐蝕性金属の全量が芯材８６に使用されてい
た。 【００７０】長い小直径の圧縮室３０を使用するなら
ば、効率的な生産率を保証するために必要とされる２，
８１２〜３，５１５Ｋｇ／ｃｍ2 の押出圧を発生しない
点まで断面縮小率を低下させるが故に、ピストン５２の
密封構造の必要が避けられるように思われる。 【００７１】事実、長い小直径の圧縮室３０を使用すれ
ば、シールなしの真っ直ぐなピストン５２の使用を可能
とする程度の押出圧を生じる。しかしながら、このよう
な構造に伴なう前記の整列性の問題、剛性の問題および
定心性の問題は、この構造の有効性を制限する重大な制
限要因となる。 【００７２】油圧シリンダ５０は、プラットフォーム１
５４上に載置され、このプラットフォーム１５４は、基
板１５８に立設された円柱１５６によって支持され、ボ
ルト１６０と１６２によって定置保持されている。スラ
イダ２１が円柱１５６に取付けられ、フィードシリンダ
２４とそのピストンロッド２６およびプランジャ２２の
支持体としての役割を果たす。 【００７３】圧縮室３０は、テーブル１６４によって支
持され、このテーブル１６４は、半球形状突起１６６を
備え、この突起１６６がテーブル１６４のキャビティ１
６８の内部に受けられている。ボルト１７０が基板１５
８の穴１７２とテーブル１６４の孔１７４とを通して上
方に突出し、半球形突起１６６のネジ穴１７６の中に受
けられている。 【００７４】キャビティ１６８の内径は、半球形突起１
６６の半径より少しく大に設定されているから、圧縮室
３０がボルト１７０上にねじ込まれるとき、キャビティ
１６８と半球形突起１６６とが協働して圧縮室３０をテ
ーブル１６４上に定心させる。故に、プランジャ２２が
図１において破線３６で示す延長位置にある時、アパチ
ュア２８は孔１７と整列され、またプランジャ２２がそ
の初期位置まで戻った時にアパチュア２８はピストン５
２と軸方向に整列するようなされている。 【００７５】今図２について述べれば、本装置は、制御
盤１７８から適当な回路網によって制御される。制御盤
１７８は、入力ライン３２と出力ライン３４によってフ
ィードシリンダ２４に接続されている。比例制御弁６８
が入力ライン６８i と出力ライン６８o とによって制御
盤１７８に接続され、これによって油圧シリンダ５０を
制御する。リミットスイッチ４０，４４，８２，８４お
よびモータ９０，１０８が、それぞれ入力ラインおよび
出力ライン４０i と４０o 、４４i と４４o 、８２i と
８２o 、８４i と８４o および９０i と９０o 、１０８
i と１０８o によって、制御盤１７８に接続されてい
る。 【００７６】制御盤１７８に対する入力は、熱電対２
０，４９から、それぞれ入力ライン２０i と４９i から
受けられ、また予熱コイル１８と加熱コイル４８がそれ
ぞれ入力ラインおよび出力ライン１８i と１８O および
４８i と４８0 を通して、この入力に基いて制御され
る。また比例速度エンコーダ１１４からライン１１４i
を通して入力が受けられる。このようにして、本装置の
作動前および／または作動中にすべての作動パラメータ
が設定されまた制御される。 【００７７】本実施例における連続的複合ワイヤの重要
な特徴は、バッテリの酸による腐蝕に対する耐蝕性、ま
たは光通信ファイバケーブルの場合には、下記のように
ケーブルの使用される苛酷な環境における耐蝕性にあ
る。例えば、原則として鉛球の粒径が小である程、その
耐蝕性が大である。大粒径そのものが腐食を生じるので
はなく、腐食が生じた時に粒界が浸食されるが、小粒径
は粒界の浸食の感受性を低下させる。本装置は、少くと
も部分的に小粒径を生じるが故に高耐蝕性を有する鉛球
の押出しをもたらす。 【００７８】鉛球が鋳造され次に固化された時の平均粒
径は約６．３５ｍｍである。本装置を使用すれば、鉛球
の平均粒径は電子走査顕微鏡で測定して約６．３５×１
０6ｍｍである。 【００７９】＊ ＊ ＊ 下記の実施例によって、さらに詳細に説明する。 【００８０】実施例 Ｉ 実施例Ｉに使用される装置は、約０．０１３″のアパチ
ュアを有する入口ダイスを具備する。出口ダイスのアパ
チュアは、直径が約０．０２０″であり、入口ダイスの
末端と出口ダイスの入口との間隔は約０．００６″に設
定された。 【００８１】鉛球を振動型フィーダの中に装入し、予熱
用導管の中に振動作用で送り、次に圧縮室中に送入し、
この圧縮室の中で鉛球をさらに加熱して温度を約２３２
℃に安定させる。モータ／制御組立体がファイバを一定
張力で引張って、そのもつれを防止しながら、ファイバ
はダイスを通して毎分約３０．４８ｍの速度で送られ、
同時に鉛が約２，８１２Ｋｇ／ｃｍ2 ±２５％の圧力で
押出される。出口ダイスアパチュアの頂点で測定した場
合、鉛温度は約３０７℃であった。 【００８２】この実施例においては、直径約０．５０８
ｍｍの細い連続的、複合導電ワイヤを製造するための心
線ファイバとして、商標“ＫＥＶＬＡＲ ４９”で市販
されているアラミドファイバを使用した。ファイバ心線
の周囲の鉛被覆（鉛層）の厚さは約０．１２７ｍｍであ
った。 【００８３】実施例 II “Ｃガラス”として業界公知の市販の化学ガラスを被覆
するため、同様の操作を使用した。２，８１２〜３，５
１５Ｋｇ／ｃｍ2 ±２５％の押出圧において、毎分４６
〜９１ｍの生産速度を用いた。鉛被覆ワイヤのファイバ
心線としてこの“Ｃガラス”が使用した場合、本実施例
で作られた複合ワイヤは、約０．６３５ｍｍの直径を有
し、鉛被覆の厚さは約０．１５２４ｍｍである。 【００８４】実施例 III 直径０．２５４ｍｍの市販のＣガラスを被覆するために
同様の工程を使用し、外径０．３８１ｍｍの複合ワイヤ
を得た。約０．３８１ｍｍのアパチュアを有する出口ダ
イスと共に、直径約０．３０４８ｍｍのアパチュアの入
口ダイスを使用し、ダイス間のスペースは約０．０７６
２ｍｍであった。約２，８１２〜約３，５３５Ｋｇ／ｃ
ｍ2 ±２５％の押出圧を使用した。 【００８５】実施例 IV 直径約０．５０８ｍｍの２４ＡＷＧ銅線を鉛で被覆する
ために同様の工程を使用し、直径０．７１１２ｍｍの複
合ワイヤを得た。使用された入口ダイスと出口ダイスの
直径はそれぞれ約０．５３３４ｍｍおよび約０．７１１
２ｍｍであって、ダイス間スペ―スは約０．１０１６ｍ
ｍであった。約２，１０９〜約２，８１２Ｋｇ／ｃｍ2
±２５％の押出圧を使用した。 【００８６】実施例 Ｖ 直径０．２０３２ｍｍのアルミニウムワイヤを鉛で被覆
するために同様の工程を使用し、直径０．３８１ｍｍの
複合ワイヤを得た。使用された入口ダイスと出口ダイス
の直径はそれぞれ約０．２５４ｍｍと約０．３８１ｍｍ
であって、ダイス間スペースは約０．０７６２ｍｍであ
った。約２，８１２〜約３，５１５Ｋｇ／ｃｍ2 ±２５
％の押出圧を用いた。 【００８７】実施例 VI オーエンス・コーニング ファイバガラスから入手され
る直径０．３８１ｍｍの１本のモノフィラメント光学フ
ァイバを鉛で被覆するために同様の工程を使用し、直径
０．６３５ｍｍの複合ワイヤを得た。使用された入口ダ
イスと出口ダイスの直径はそれぞれ０．４５７２ｍｍと
約０．６３５ｍｍであり、ダイス間スペースは約０．１
２７ｍｍであった。約２，１０９〜約２，８１２Ｋｇ／
ｃｍ2 ±２５％の押出圧を使用した。 【００８８】＊ ＊ ＊ 他の種のファイバを、鉛、亜鉛、ニッケルなどの押出可
能な耐蝕性金属をも被覆するために同様の工程を使用す
ることができる。例えば、Ｋebler ファイバの他のグレ
―ドを使用することができ、またニューヨーク，グレー
ト・レーキ・カーボン・コーポレーションから商標“Ｆ
ＯＲＴＡＦＩＬ”で数種のグレードで製造販売されてい
るカーボン・ファイバ等の材料を使用することができ
る。 【００８９】また“Ｅガラス”として知られているヤー
ンなどの他のガラスヤーンを被覆させることができる。
また複合ワイヤの芯材として、銀、金、ニッケルおよび
タンタルなどの高導電性金属も適当である。 【００９０】本装置を用い、約４．２１８Ｋｇ／ｃｍ2
までの押出圧で、約１５２．４ｍ／分もの生産率が得ら
れた。複合ワイヤを製造する速度は、出口ダイスのアパ
チュアにおける金属温度によって制限される。この温度
は、芯材上に被覆される金属とその押出圧とによって変
動する。例えば、前記実施例Ｉに求めた条件の下に、出
口ダイスのアパチュアにおける金属温度は約３０７℃で
ある。この温度は、鉛の融点３２７℃より相当に低く、
従って液状鉛の飛散を防止するが、鉛に対して所要の可
塑性を与えるには十分に高い。亜鉛またはニッケルの場
合、それぞれこの箇所における３８５〜４０４℃または
１０６６〜１１２１℃の温度が必要とされる。 【００９１】一般に、高い生産率においては、高い押圧
圧が必要とされ、従って出口ダイスのアパチュアの温度
が高くなる。前記の実施例Ｉに述べた条件で毎分約１５
２ｍ以上の生産率を得るためには、油圧油または商品名
ＤＯＷＴＨＥＲＭで市販されている合成冷却液あるい
は類似の液体をもってダイスの周囲区域を冷却し、また
ラジエータに達する入力ラインと出力ラインとを冷却す
る必要がある。 【００９２】前記の方法によっては作られたファイバ材
料または高導電性金属からなる心線と鉛被覆層とを有す
る複合ワイヤを通常の織成装置上でスクリムまたはワイ
ヤクロスに織成することができる。 【００９３】このようなスクリムまたはクロスは、電気
化学的電池に使用する他、他の多数の用途を有する。例
えば、イオン化放射線および／または電磁放射線を吸収
するためのブランケットまたはラッピングとして使用
し、或いは防音材として使用することができる。 【００９４】単位面積当りのスクリム重量、従ってイオ
ン化放射線の吸収能は、織成クロスの単位長さ当りの複
合ワイヤの数と直径によって決定され、これより少ない
程度において芯材の選択によって決定される。勿論、複
合ワイヤから織成されたファブリックは完全遮蔽体を成
すものではないが、放射線を大巾に低減させる。所望の
ように低減率を増大するため、その複数層を使用するこ
ともできる。 【００９５】例えば、直径０．３３０２ｍｍのＥガラス
心線を鉛被覆した直径０．５０８ｍｍのワイヤをもって
織成される大型スクリムまたはブランケットは、センチ
メートル当り４ストランドで織成され、ロール状で供給
される。このブランケットをロールから巻戻し、建物の
内壁を仕上げるためのシートロック材に対して接着する
ことにより、この部屋の有効な遮蔽を成し、Ｘ線装置ま
たは放射線治療装置のために安全に使用することができ
る。 【００９６】またこのブランケットを同じ目的から、カ
ーテンとして使用し、たとえばレールから吊下げ、引あ
げることができるようにする。 【００９７】光学ファイバが芯材として使用される場
合、これによって作られた複合ワイヤは、特に光通信ケ
ーブルにおいて使用される。このような数本の複合ワイ
ヤを図２３に示すように、また下記に説明するように、
鉛の外皮をもって被覆する。光通信ケーブルは、多くの
場合、配線溝に沿って敷設され、土中に埋められ、また
は直接に化学腐蝕を受け、あるいは敷設箇所の種々の型
のバクテリヤ産物によって腐蝕されるその他の環境の中
に配置される。このような環境においては、通常の絶縁
保護被覆は劣化するが、鉛またはその他の押出性耐蝕金
属の被覆は劣化されない。 【００９８】複合ワイヤの好ましい用途は、図６に示す
ように、酸性鉛電池の電極のグリッド（格子）として使
用するにある。目の粗いスクリム１８０が適当寸法に切
断され、またグリッドから電流を集電するために純粋
（合金）鉛の支持枠、即ちバックフレーム１８２が備え
られている。特定の用途のためには、鉛線が交差するフ
ァブリック上の点１８４において、ワイヤが相互に溶接
されまたは電気メッキされる。 【００９９】スクリム１８０の縁部において、ワイヤは
１８６で示すように折返えされ、あるいは１８８に示す
ようにフレーム１８２を備える。フレーム１８２はスク
リム１８０の上に鋳造され、また溶接され、または押出
され、電気特性を有しまたは有しない適当な機械強度を
与える材料から成る。 【０１００】また図１４に示すように、ファイバ材また
は高導電性金属の芯材を有する複合ワイヤのスクリム
に、高導電性金属芯材を有する複合ワイヤまたは母線か
ら成るフレームを備えることができる。図を明瞭にする
ため、図６に示された電極グリッドの細部は、図１４
（乃至図１５〜図１８）には図示されていない。 【０１０１】図１４は、スクリム１９５とフレーム１９
６とから成るグリッドを示し、フレーム１９６は２本の
端子１９７に終わっている。これらの端子１９７は、電
気的には１体を成す。なぜならば、これらの両方の線は
同一電荷の電流を同一方向に、すなわちバッテリの端子
（図示されず）またはバッテリの他のグリッド（図示さ
れず）に伝達するからである。 【０１０２】スクリム１９５を構成する各ワイヤの末端
はフレーム１９６に対してハンダ接合されている。この
フレーム１９６は、好ましい実施態様においては銅の芯
材と鉛被覆とを有する比較的太い複合ワイヤ（すなわち
直径０．７１１２ｍｍ）から成る。この構造は、銅の高
導電性と、バッテリ中の酸が母線またはフレーム１９６
上の鉛被覆のみを“見る”ことから生じる長寿命とを結
合するものである。 【０１０３】バッテリ重量が主要関心事でない場合、ま
たは高電流が必要とされる場合、あるいは充填サイクル
／放電サイクル中のバッテリの正規加熱を最小限にしな
ければならない場合、スクリム１９５も、ファイバ芯材
ではなく高導電性芯材を有する複合ワイヤで構成するこ
とができる。用途に従って、図１５〜図１８に示すよう
な母線とスクリムの数種の構造を使用することができ
る。 【０１０４】直径０．３３０２ｍｍのＣガラスの上に
０．１５２４ｍｍの鉛被覆層を押出すことによって作ら
れた複合ワイヤをこのようなスクリム状に織成した場
合、図６の交差点１８４−１８４間の距離が約５．０８
ｍｍとなるように織成した。 【０１０５】当業者には明らかなように、若干の用途に
おいては、約２５．４ｍｍもの大間隔または約２．５４
ｍｍもの小間隔が望ましく、また若干の用途についてグ
リッド強度と導電性を最適化するため、相異なる直径の
鉛被覆ワイヤをスクリム状に織成することができる。例
えば負のグリッドは正のグリッドと異なる作動要件を有
し、相異なるスクリム間隔および鉛被厚さを必要とする
場合がある。 【０１０６】図６に示すグリッドは、バッテリの正グリ
ッドにも負グリッドにも使用することができるようなさ
れている。正グリッドとして使用される時、スクリム１
８０は厚い活性物質層によって被覆されなければならな
い。スクリム１８０のゆるい織成の故に、この正電極の
製造中に活性物質ペースト１９０がスクリム１８０のス
ペース１９２の中に押込まれる。ペースト１９０が硬化
された時、スクリム１８０の格子構造がグリッド上に活
性物質を保持するための骨材として役立ち、その結果、
耐久性と導電性にすぐれた軽量の電極が得られる。 【０１０７】また下記に述べるテストから、バッテリを
変更し、類似の変更されないバッテリより性能を高める
ことができる。従ってこのようなグリッドから成るバッ
テリの性能特性を保持しながら各グリッドに施用される
活性物質の量を減少させることができ、スペースと重量
とを節約することができる。 【０１０８】通常の正電極に比較して重量を低下させな
がら正電極の活性物質の耐久性を大と成すため、厚さ約
０．０７６２ｍｍの鉛被覆を有する直径約０．３８１ｍ
ｍの鉛被覆複合ワイヤを小片状に切断し（長さ約２．５
４〜１２．７ｍｍ）、これを活性物質ペーストの中に均
一に混合することができる。 【０１０９】図６に図示のように，鉛被覆複合ワイヤの
これらの小片１９４は、活性物質ペースト１９０の全体
に分散され、次にこのペースト１９０をスクリム１８０
に使用する。スクリム１８０の鉛被覆複合ワイヤの高い
引張り強さが、コンクリート成形物に鉄筋が強度を与え
るのと同様に、活性物質を保持するのに役立ち、また短
い複合ワイヤ小片１９４の純粋な鉛被覆が活性物質１９
０を通して多数の軽量の超導電路を成す。このようにし
て構成された電極は、活性物質の重量、その半導体特性
および活性物質の剥落を防止するための内部支持体によ
る活性物質の厚さの制限を克服するものである。 【０１１０】負電極グリッドより活性物質層は十分に強
力であり、また前記鉛被覆ワイヤ小片を必要としない程
度に導電性であるけれども、この場合でも、複合ワイヤ
は負極において有効に使用することができる。この場
合、鉛被覆複合ワイヤを負電極のグリッド要素としてス
クリム状に織成することができる。複合ワイヤの高い引
張り応力とせん断応力およびその軽量の故に、このよう
なグリッドはグリッドの耐久性の顕著な改良と、グリッ
ド重量の大巾な減少とをもたらす。 【０１１１】上記のようにして構成された複数の正電極
／負電極対を、他の点では通常型のバッテリケースの中
に組込んで、高容量、長寿命および高比エネルギーのバ
ッテリをうることができる。 【０１１２】鉛被覆複合ワイヤは、いわゆる“バイプレ
ート”バッテリにおいて使用するのに特に適している。
この種のバッテリは、その発生する高電圧（電池当り
２．２Ｖのオーダ、バッテリ当り４０〜１５０ＶＤ
Ｃ）、低電流およびその小サイズを特徴とし、通常バッ
テリ程度に小型にすることができる。 【０１１３】特に重要なことは、バイプレートバッテリ
の各電池がエネルギーを電池の“壁ごし”に次の電池の
中に位置することにある。これによって単一電池中の正
極と負極を並列に結ぶ重い鉛の母線を除去することがで
きる。さらに、バッテリ出力の電流が低く電圧が高いの
で、バッテリの各端に小さい鉛端子を使用することがで
き、これがさらに重量節約をもたらす。 【０１１４】電池間の電気接続を保持しながら各電池の
電解質を分離するように一連の電池を配置したバイプレ
ート電池を製造することができる。このような電解質分
離は、ポリエチレン、ポリプロピレンまた類似材料から
成るプレート１９８（図７〜図１０参照）によって実施
される。 【０１１５】このプレート１９８の横縁２００は、バッ
テリケース２０４の壁体２０２の中に埋め込まれて電池
２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃ，２０６Ｄを密封してい
る。プレート１９８の上縁２０８は、バッテリケース２
０４の上板２１０の中に埋め込まれて、電池２０６Ａ，
２０６Ｂ，２０６Ｃおよび２０６Ｄを完全に密封してい
る。 【０１１６】電池間の導電性は、鉛被覆ワイヤによって
与えられる。この鉛被覆ワイヤは、プレート１９８をバ
ッテリケース２０４の壁体２０２と上板２１０の中に埋
め込む前に、スクリム２１２状に織成されプレート１９
８の上縁に沿って巻付けられる。スクリム２１２は、好
ましい形状として、図７および図１０に示すように、プ
レート１９８に対して使用され、或いは図８に示すよう
な他の形で使用することができる。 【０１１７】図７および図１０に示す実施態様において
は、電流は矢印２１４の方向に（即ちプレート１９８の
上縁２０８を超えて）電池２０６Ｄから２０６Ｃへ流
れ、次に電池２０６Ｂから電池２０６Ａに流れる。図８
に示す他の実施態様おいては、電流は矢印２１６の方向
に（即ちプレート１９８の横縁２００に沿って）１つの
電池から次の電池に流れる。 【０１１８】いずれの実施態様においても、バッテリケ
ース２０４の壁体２０２と上板２１０に対してプレート
１９８の横縁２００と上縁２０８を密封するため、これ
らの縁において強いプレスバメ、または密封剤またはそ
の組合わせを使用する必要がある。 【０１１９】図７と図１０に図示の実施態様を使用する
場合、矢印２１４の方向にプレート１９８の上縁２０８
を超えるコンダクタンスを容易にするため、スクリム２
１２の中の垂直ワイヤの数を増大する。また図８の実施
態様が使用される場合、矢印２１６の方向にプレート１
９８の横縁２００を超えるコンダクタンスを容易にする
ため、スクリム２１２の中の水平ワイヤの数を増大す
る。 【０１２０】公知のように、スクリム２１２を具備した
プレート１９８は、活性物質ペーストを備えている（図
の明瞭のために図示せず）。各プレート１９８の正極側
は正極ペーストを備え、負極側は負極ペーストを備え、
またこのペーストはプレート１９８の横縁２００または
上縁２０８を超えて連続していない。スクリム２１２Ａ
は正極ペースト層を備え、スクリム２１２Ｂは負極ペー
スト層を備えている。活性物質層の厚さとバッテリの使
用目的とに応じて、図７および図１０におけるスクリム
２１２の水平ワイヤの数を減少させ、または水平ワイヤ
を省略することもできる。 【０１２１】図８に示す実施態様の場合には、スクリム
２１２の中の垂直ワイヤの数を減少させ、または省略す
ることもできる。この場合、スクリム２１２は、特定用
途にとって必要とされる耐久度を生じるのに十分な数の
電流方向に対して直角のワイヤを備えるにすぎない。 【０１２２】各電池２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃおよ
び２０６Ｄは電解液即ち電解質（図示されず）によって
満たされ、この電解質は液状またはゲル状とすることが
できる。またこれらの電池は、Ｃガラスから成るセパレ
ータ２１８と、電解質を保持するための“スポンジ”と
して作用する完全酸化パッドとを備えている。 【０１２３】セパレータ２１８は、実際にスクリム２１
２上の活性物質と接触する程度に厚く、活性物質をこの
セパレータとプレート１９８との間に挟持することによ
って活性物質を固定する機能を果たす。スクリム２１２
Ａと２１２Ｄの場合、セパレータ２１８は、活性物質を
それぞれのセパレータとバッテリケース２０４の端壁と
の間に固定するのに役立つ。 【０１２４】バッテリケース２０４の負極端と正極端に
おける電池２０６Ｄと２０６Ａは、それぞれスクリム２
１２Ｂと２１２Ａとを備える。これらのスクリム２１２
Ｂと２１２Ａは、その上端においてそれぞれバスバー即
ち母線２２０と２２２に終わり、これらの母線はガラ
ス、ポリプロピレンまたはその他のプラスチックまたは
ポリプロピレン中ガラス材の中に密封されている。 【０１２５】これらの母線２２０と２２２は鉛から成
り、好ましくは銅から成り、スクリム２１２Ｂと２１２
Ａはそれぞれの母線２２０と２２２に対してハンダ付け
または溶接されている。母線２２０と２２２はそれぞれ
端子２２４と２２６を備えている。バッテリケース２０
４の上板２１０はカバー２２８を備え、またこのカバー
２２８は、通常の通気孔（図示されず）を備えることが
できる。 【０１２６】図１３について述べれば、図９と図１０の
バイプレートバッテリの他の実施態様が示されている。
この図において、各部分は可能な限り、図９および図１
０において用いたのと同一番号で示されている。 【０１２７】プレート２０８′は、バッテリケース２０
４′の壁体２０２′の中に埋め込まれて、電池２０６
Ａ′，２０６Ｂ′，２０６Ｃ′および２０６Ｄ′を密封
している。各プレート２０８′の上縁がバッテリケ―ス
２０４′の上板２１０′の中に埋め込まれて、電池２０
６Ａ′，２０６Ｂ′，２０６Ｃ′および２０６Ｄ′を完
全に密封している。 【０１２８】スクリム２１２′は、図７と図８に図示の
ように、プレート１９８′に対して使用されるが、スク
リム２１２′のワイヤはプレート１９８′の横縁２０
０′または上縁２０８′の回りに連続的ではない。電池
間の導電性はコネクタ２０７′によって与えられ、この
コネクタ２０７′は、銅またはアルミニウムによって構
成され、これに対してスクリム２１２′が接続されてい
る。高電流出力を必要としない用途の場合に、追加重量
を節約するため、コネクタ２０７′を除去し、スクリム
２１２′は、ワイヤを単にねじって相互にハンダ付け
し、または電気メッキすることができる。 【０１２９】図１３に示す実施態様の場合、コネクタ２
０７′は、各電池２０６Ａ′，２０６Ｂ′，２０６Ｃ′
および２０６Ｄ′の中に含まれる電解質（図示されず）
による化学腐蝕から隔離されているので、コネクタ２０
７′を、高導電性金属芯材と酸性電解質の腐食に抵抗す
る鉛被覆とを有する複合ワイヤで構成する必要はない。
コネクタ２０７′は、上板２１０′によって電解質から
隔離され、上板２１０′を構成する材料の中に埋め込ま
れ、または図１３に図示のように、シリコーン・ゴム・
インサート２０９′などの他の材料の中に埋め込むこと
ができる。上板２１０′とインサート２０９′は、共に
図９と図１０について述べたような各種の他の材料によ
って構成することができる。 【０１３０】各電池２０６Ａ′，２０６Ｂ′，２０６
Ｃ′および２０６Ｄ′に電解質を満たし、この電解質は
液状またはゲルとすることができる（スターブド固定化
電解質またはリコンビナント電解質としても知られ
る）。ゲル電解質が使用される時、図１３のように構成
されたバッテリは、その電解質が電池から漏出しないの
で、バッテリが振動されまたは逆転される用途について
も好適である。各電池２０６Ａ′，２０６Ｂ′，２０６
Ｃ′および２０６Ｄ′はそれぞれセパレータ２１８′を
備え、このセパレータ２１８′は、各プレート１９８′
の両側面のスクリム２１２′と、バッテリケース２０
４′の両端のスクリム２１２Ａ′と２１２Ｂ′とに使用
された活性物質ペースト（図示されず）に接触してい
る。 【０１３１】スクリム２１２Ａ′と２１２Ｂ′の上端
は、夫々インサート２０９′の中に密封された母線２２
０′および２２２′に終わっている。これらの母線２２
０′と２２２′は鉛から成り、あるいは好ましくは銅で
構成することができ、またスクリム２１２Ｂ′と２１２
Ａ′はそれぞれの母線２２０′と２２２′に対してハン
ダ付けまたは溶接されている。 【０１３２】また各母線２２０′と２２２′は、それぞ
れ端子２２４′と２２６′とを備えている。バッテリケ
ース２０４′の上端は、カバー２２８′を備え、このカ
バー２２８′は、ゲル電解質が使用される場合には密封
され、或いは通常の通気孔（図示されず）を備えること
ができる。 【０１３３】而して、１８ＡＷＧ（直径１．０１６ｍ
ｍ）の銅母線に０．１２７ｍｍの鉛層を被覆して直径
１．２７ｍｍの複合母線を作り、市販のヘビーデューテ
ィ、ゴルフカートサイズ、６ボルト デュープサイクル
バッテリの内部鉛ストラップおよびコネクタの代わり
にこの複合ワイヤを使用した。全重量１．１５７Ｋｇの
内部鉛ストラップおよびコネクタの代わりに、同等電流
量を有する０．１３９５Ｋｇの複合母線を使用すれば、
コネクタ重量の約８８％の節約となる。このようにして
得られたバッテリは、従来バッテリの性能に対してあら
ゆる点で少なくとも同等の性能特性を有する。さらに、
このようにして構成された母線は通常のストラップとコ
ネクタよりも直径が小さく、同等容量を有する、よりコ
ンパクトなバッテリが可能となる。 【０１３４】他のヘビーデューティ、ゴルフカートサイ
ズの６ボルト ディープサイクルバッテリのグリッドの
代わりに、図１４に示す構造のグリッドを使用した。直
径０．３０５ｍｍのＣガラス芯材の上に厚さ０．１０２
ｍｍの鉛層を被覆して成る直径０．５０８ｍｍの複合ワ
イヤからスクリムを織成した。母線クレームは、直径
１．２７ｍｍで０．１２７ｍｍ厚さの鉛層を有する鉛／
銅（１８ＡＷＧ）複合ワイヤであった。置き換えられた
６９のグリッドの全重量は，活性物質ペーストを除いて
７．３５Ｋｇであり、これらの従来グリッドに代わった
本グリッドの全重量は、活性ペースト物質を除いて１．
８４ＡＫｇであって、約７５％のグリッド重量節約を生
じた。 【０１３５】この変更されたバッテリは、従来バッテリ
と少なくとも同程度の性能を有し、若干の性能特性にお
いては従来バッテリの能力を超えていた。例えば変更バ
ッテリは、同一放電電流において、非変更バッテリより
約２５％大なるアンペア時を生じる。バッテリの総重量
は２９．２５Ｋｇから２２．０５Ｋｇに低下し、重量節
約は約２５％であった。他のテストにおいて、同様に変
更された１２ボルトの鉛酸性航空機用バッテリは、同等
の放電率において、約３０％の重量減少（それぞれ１
１．２５Ｋｇから約７．６５Ｋｇのウェットウェイトに
低下）と、より高い全体放電容量とを示している。 【０１３６】このように、複合被覆ワイヤを電極グリッ
ドとして使用するためにスクリム状に織成することがで
きる。０．２０３ｍｍの銅ワイヤ芯材を有する直径０．
３８１ｍｍの鉛被覆ワイヤは、ガラス芯材を有する直径
０．３８１ｍｍの鉛被覆ワイヤよりも約５．５倍の導電
性を有する。アルミニウムワイヤも芯材として使用する
ことができ、またこの目的から、銀、金、ニッケルおよ
びタンタルなどの他の高導電性金属を使用することがで
きる。 【０１３７】各芯材金属はそれぞれ利点と欠点を有す
る。例えば鉛−銅は結合に優れているが、アルミニウム
−鉛は結合に比較的劣る。しかしアルミニウム芯材複合
ワイヤは、銅芯材複合ワイヤよりもはるかに軽量であ
り、このことは、軽量が耐久性より重要な用途について
は、アルミニウム芯材複合ワイヤが好ましい構造である
ことを示している。銅芯材の複合ワイヤは、同等の電流
量で直径が小さく、薄いグリッドを製造することができ
るので、よりコンパクトなバッテリが可能となる。銀と
金はすぐれた導体であるが、その価格が非常に高いので
特殊用途に制限される。 【０１３８】特に重要なことは、ファイバ芯材または高
度に導電性金属の芯材を有する鉛被覆ワイヤから織成さ
れたスクリムは、固いラセン電池状に巻取ることができ
ることであり、これは“ＡＡ”サイズの小型の高電流、
再充電可能の鉛−酸バッテリを可能とする。これは打抜
型、ダイカット型またはエキスパンデッド型鉛グリッド
については不可能である。 【０１３９】数個の“ＡＡ”サイズのバッテリを製造
し、１０アンペアの放電電流でテストした。これらのグ
リッドを図１７に示す。このグリッドは、直径０．３０
５ｍｍのＣガラス芯材と０．１２０ｍｍの厚さの鉛被覆
（鉛層）とから成る直径０．５０８ｍｍの複合ワイヤか
ら織成されたスクリム２３０から成る。 【０１４０】このグリッドから電流を引出す複合母線２
３２は、直径０．５０８ｍｍの２４ＡＷＧ銅母線芯材の
上に厚さ０．１０２ｍｍの鉛被覆を押出し成形した直径
０．７１１mmの複合ワイヤである。この複合母線２３２
は、グリッド２３０を構成する複合ワイヤの末端２３４
に沿って該グリッド２３０にハンダ付けされている。母
線２３２は低電流用途のためには除去され、またそれぞ
れのバッテリ用途について図１４〜図１８に示すグリッ
ドのいずれかの形状が使用される。 【０１４１】図１９について述べれば、図１７に示す構
造の１対のグリッド２３６を固いラセン状に巻き、その
間にセパレータ２３８を介在させた状態が示されてい
る。このような電池の他の構造を図２０に示す。 【０１４２】図２１は、グリッド２３６とセパレータ２
３８をケーシング２４０の中に組込むために図１９に示
すラセン構造に巻取る前の状態を示す。ケーシング２４
０はキャップ２４２によって密封され、またこれらのケ
ーシング部材２４０，２４２はコネクタ２４４を備えて
いる。活性物質ペーストと電解質は、図面を明瞭にする
ため図１９、図２０および図２１には図示されていな
い。好ましい実施態様においては、バッテリ充電中にガ
スの放出を防止するため、電解質はスターブド固定化電
解質またはリコンビナント・ゲル電解質（懸濁電解質と
しても知られる）である。コネクタは通常母線構造であ
るが、好ましくは前述のように銅またはアルミニウムの
芯材を有する複合ワイヤから成る。 【０１４３】図１９〜図２２に示した別個のコネクタ２
４４を使用する代りに、グリッド２３６の煙突部分２４
５を捩じってキャップ２４２を通しコネクタとして使用
することができる。コネクタ２４４の省略はある程度重
量を節約するが、捩じられた煙突部分の導電能力は、高
導電性金属の芯材を有する複合ワイヤ母線の導電率以下
である。従ってこのような構造は、バッテリの電力発生
能力よりは低重量が主要関心事である用途について好ま
しい。 【０１４４】それぞれ約２．２ボルトを発生することの
できる図１９と図２１に示す４個の電池を図２２に示し
た通常の９ボルトバッテリのバッテリケースの中に組込
んだ。バッテリケース２４６はその内部構造を示すため
に鎖線で示され、このバッテリは４個の電池２４８をコ
ネクタ２４４によって直列に結線して成る。コネクタ２
４４は通常の正極２５０と負極２５２とで終わってい
る。 【０１４５】“Ｄ”サイズより小サイズの、通常の９ボ
ルトサイズのバッテリも、図９と図１０に示すバイプレ
ート構造の電池で構成することができる。各バッテリケ
ース２４６は複数の電池を含み、これらの電池は、図７
に図示のプレート１９８の上縁２０８に掛回されたスク
リム２１２と同様のスクリムを図９および図１０と同様
に具備している。また図９および図１０の母線２２０，
２２２と端子２２４，２２６と同様の母線および端子が
使用される。 【０１４６】図２３は複合ケーブル２５４を示すもの
で、この複合ケーブル２５４は、複合ワイヤ２５６と鉛
の外皮２５８とから成る。ワイヤ２５６は前述のように
鉛被覆２６２を備えた芯材２６０から成る。芯材２６０
は、前述のＥガラス、Ｃガラス、カーボンまたはアラミ
ド・ファイバなどのファイバ材として、あるいはアルミ
ニウムまたは銅などの高導電性金属とすることができ
る。好ましい実施態様においては、Ｃガラス芯材を有す
る直径０．５０８ｍｍの１０本の複合ワイヤ２５６を厚
さ約０．２５４ｍｍの鉛をもって被覆した。この複合ケ
ーブル２５４を高電流のスローブローフューズ材料とし
て使用することができる。 【０１４７】ケーブル２５４の張力を増大するため、外
皮２５８を使用する前に複合ワイヤ２５６をねじり、折
曲げ、または編組することができる。複数の複合ワイヤ
２５６を通過させてこれらのワイヤ２５６に所望厚さの
外皮２５８を被覆するに十分な大直径のアパチュアを有
するダイス組立体を用いて、図１と図２の装置の中にこ
れらのワイヤ２５６を走らせることによって外皮２５８
を形成する。 【０１４８】例えば、前記の好ましい複合ケーブルを製
造するため、直径２．３６ｍｍのアパチュアを有する入
口ダイスを、直径２．８７ｍｍのアパチュアの出口ダイ
スと共に使用し、これらのダイスは相互に約０．２５４
ｍｍ離間されていた。約２，１０９〜２，８１２Ｋｇ／
ｃｍ2 ±２５％の押出圧を使用し、ダイキャリヤ中の温
度は約１２１〜１４９℃に保持された。ケーブル２５６
は、少ければ６本、多ければ１２本の鉛被覆ファイバ
（複合ワイヤ２５６）をもって構成される。 【０１４９】ここに、複合ケーブルは、特定の用途に合
わせることができる。例えば、ケーブルの性能特性は、
鉛被覆ファイバに使用される鉛の質量と、芯材ファイバ
の型とに応じて変動する。例えば、複数の鉛被覆ワイヤ
に使用される鉛の外皮の質量を増大すれば、これより少
量の鉛を使用したケーブルほど急速には破壊しないケー
ブルが得られる。また、Ｅガラスまたは合成ファイバな
どの心線材料を使用して得られるケーブル強度の増大に
より、生産速度の増大と、扱い易いフューズ材料の製造
が可能となる。 【０１５０】本発明は前記の説明のみに限定されるもの
でなく、その主旨の範囲内において任意に変更実施でき
ることは勿論である。 【０１５１】 【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
引張強度の大きい繊維状の材料、光学ガラス繊維または
電気伝導性の良い金属を芯材となし、この芯材に押出し
加工可能の耐蝕性金属、例えば鉛、亜鉛またはニッケル
で被覆して複合線材を構成し、この複合線材を編んで作
ったスクリムを電極用のグリッドとなすことにより、こ
の種のグリッドの重量の低下及び強度の強化、更には屈
曲性の良さを確保することができるといった効果があ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal or fibrous material, etc.
Of a battery consisting of a wire covered with a metal material
The present invention relates to a grid and a method for manufacturing the grid. [0002] 2. Description of the Related Art Conventionally, electrodes of a battery are generally made of metal as a main material.
And a layer of the active material adhered thereto.
Here, the most widely used rechargeable batteries are lead
This is a lead battery that uses an acid and an acid.
The metal is usually covered with an active material consisting of lead oxide. [0003] Lead batteries of this type are relatively heavy and have a unit weight.
Per discharge energy is small. In this way, lead batteries
Heavy is the grid and active material of the plates and the battery.
This is because a large amount of lead is used for connectors and busbars.
You. [0004] This will be described below. [0005] The electrode plate must be thick for various reasons.
No. For example, the active material is made into a paste, and this is
It is common practice to apply and cure the grid
However, this glue-like active material has strong adhesion
Poor adhesion of electrode plate to grid
It is easy to peel off when returned. Because of this characteristic,
To ensure that the grid can hold the active material sufficiently,
The grid needs to have room. Besides, the plate itself
It functions as an electrode because the body is relatively easily damaged
Must be heavier and heavier than required
It is. Conventionally, the grid of the lead plates of the lead battery is generally
Then, melt the lead and cast it to the required shape
A grid with high mechanical strength
The grid made in this way is assembled with the electrodes
Can be erected. Here, the electrodes are manufactured, handled and used in batteries.
Many mechanical stresses are applied during the installation.
After being built into the battery, it will be subject to many induced stresses.
receive. [0008] The stress received during manufacturing mainly depends on the active material.
Paste it and attach it to the grid of the electrode plate.
This is in the pasting stage. This pasty activity
The material is heavy and relatively stiff (ie
), This paste-like active material is attached to the plate,
Bend or stretch the grid when filling in
Easy to tear or tear. The grid is deformed like this
When this occurs, stress is generated in various parts of this grid, and this stress is generated.
The corroded portion is corroded at the forefront, and then this corrosion progresses rapidly.
Run. For the same reason, it is made of an expanded lead plate.
Grids have the advantage of being lighter than cast grids
However, stress corrosion is extremely easy to progress. The reason
Means that the stretched parts of the lead plate
Because it is. In addition, the induced stress causes the battery to charge and discharge.
The expansion and contraction of the electrode,
Of the conductive material supporting the conductive material by the weight of the active material
If the battery is used in a car,
Caused by shock, thermal history, vibration, etc. [0011] The mechanical and induced stresses may be
When the tensile strength or shear strength of the material constituting
In addition, the electrodes are subject to mechanical damage. Of such an electrode
In order to prevent premature occurrence of mechanical damage due to the stress,
The thickness of the electrode must be large enough to withstand the stress.
You. Therefore, the lead of the grid cannot withstand the stress.
Must be thicker to obtain
The cross-sectional area of the gate must be larger than
Batteries with a thick grid were relatively
Heavy, low discharge energy per unit weight of battery,
At present, the utilization rate of materials is poor. On the other hand, in order to increase the capacity of the battery,
In addition to thickening the grid, the active material
The layers must be thick. Thicken this layer of active material
It is generally necessary to increase the thickness of the active material layer.
Does the battery's ability to store electrical energy increase?
It is. Increasing the volume (and weight) of the active material,
Cases, strips of connecting wires, posts and grids of plates
If the weight of the subbar is almost constant, the unit weight of the battery
Since the utilization rate of the active material is higher, the unit weight of the battery
The discharge energy per volume increases. However,
The active material utilization of conventional lead batteries is almost always
Only about 50-55% of the amount. In order to make the active material layer thicker,
Make sure the lid is strong enough to support the thickened active material
There must be. When making a grid with high-purity lead
Is the thickness of the grid that is required for the electrical function.
Thicker to withstand the mechanical and induced stresses described above.
You have to get it. There is a limit to the thickness of the active material. Of its limits
One factor is the weight of the active and the other is
Are the electrical properties of the active material. The active material of the anode plate is semiconductor
And the distance that can conduct electricity due to its internal resistance is the ratio
Relatively short. Therefore, the thickness of the active material depends on the efficiency of the active material.
The distance over which electricity can pass is limited. Properties of this active material
Has to provide a bus bar on the anode plate.
There are two reasons. This busbar was created in the active material
It acts to direct current out of the active material. The thickness of the active material layer is determined by the thickness of the electrode plate.
Activity is low while the active material repeats charging and discharging.
Limited due to lowering and low tensile strength of active material
Is done. Because of these properties, the mechanical stress
The active material is broken from the grid of the electrode plate
You. Battery life due to suspension of active material in battery electrolyte
If measures are taken to prevent shrinkage, the batteries will be updated accordingly.
Heavier. To prevent the active material from floating in the electrolyte
Has a press pad made of special glass on the electrode,
This pad presses the active material against the grid of the plate,
Can prevent the formation of a short circuit inside the battery.
However, because of this, the battery can
Increase. [0018] For each of the above factors,
Most conventional batteries have durability, capacity and discharge per unit weight.
Balances the electrical energy with these features, depending on the application.
Made to optimize either gender. For example,
If battery weight is the most important characteristic, the active material of the electrode
Make the layer as thin as possible without any practical problems and
The electrode grid is also made as thin as possible.
Make the active material layer of the battery thinner and the electrode grid lighter.
Cost increases, battery life is shortened, and battery capacity is reduced.
In consideration of the degree, the lighter the battery
The degree is decided. In addition, the weight, volume and capacity of the lead battery
If you look at these characteristics, rechargeable flashlights
Batteries of the battery class for use are “D-class”, “C-class”, etc.
Down to "AAA class"
It has to be a special type of battery. If the electrode plate of the lead battery is formed into a spiral structure, "BC
It is easy to make a "class" battery a "class D" battery. this
Both "BC class" batteries and "D class" batteries have high discharge currents
The plate is made of lead, and the grid of this plate
Squeeze a flat lead plate with a die, wind it tightly inside,
Small spiral shape, housed in a round battery case
It is. If this spiral grid is used, the electrode plate
Larger surface area, smaller grid like conventional batteries
Need not be connected in parallel, thus reducing weight and
Can reduce the cost of construction, but if cracks
It will be corroded. However, batteries smaller than "D-class"
Not commercially available. It is used for this kind of battery
Grid is soft and thin (about 1.016mm)
It can be wound in a spiral so that it can fit inside the battery.
Because you can't. Battery grids of this size are strong
It must be bent so strongly that even the lead with the highest degree cannot withstand
Cracks and stress points
The cracks are rapidly eroded by the acid in the battery, and
Is quickly eroded. In view of the above, the present invention provides a fiber having a high tensile strength.
Fiber material, optical glass fiber or metal with good electrical conductivity
Corrosion-resistant metals that can be extruded from core materials such as wire, such as lead and zinc
The battery is covered with lead or nickel
By configuring the grid, the weight of this type of grid can be reduced.
Strengthening the bottom and strength, and ensuring good flexibility
The purpose is to provide what we have. [0024] Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Therefore, the battery grid according to the present invention
A grid used for cells, comprising a core material and the core material
Almost uniform thickness of corrosion resistant metal extruded around
Continuous electrically conductive wire composed of a coating of
When we knit each long wire consisting of
In both cases, make sure that the end of this scrim is held by the support frame.
Characteristic, and used for electrochemical battery cells
Grid that is extruded from corrosion resistant metal
Enclosed to a nearly uniform thickness with the corrosion resistant metal by a cover
Arrangement of electrically conductive wires having a core and arrangement of the wires
A current collector coupled to the current collector for collecting current from the grid;
Holding means for holding the conductive wire at a predetermined position and holding it
And a lead-acid battery
Grid with lead extrusion coating
Small enough to almost completely prevent corrosion by sulfuric acid
Core material surrounded by almost uniform thickness with lead composed of fine particles
And an array of electrically conductive wires having
A current collector for collecting current from a grid, and the conductive wire
Holding means for positioning and holding at a predetermined position
It is characterized by the following. Here, coating is performed by the aforementioned extrusion process.
The size of the fine particles of lead is set to approximately 0.25 × 10-6I
Inch (0.635 × 10-6cm). Further, the method of manufacturing the grid is electrochemically
A method for manufacturing a grid used for a battery cell,
A supply step of supplying a core material by passing through an extrusion die,
Corrosion-resistant metal having a substantially uniform thickness around the core
Composite electrically conductive wire having a coating by extrusion of aluminum
Extruding the metal when fed to form a extrusion
And a knitting step of knitting the wire to form a scrim
And wherein the metal is lead
Alternatively, the core material may be a fiber or a metal. [0027] According to the present invention constructed as described above, the battery
The grid is made of fibrous material with high tensile strength, optical glass
Extrusion of core material such as fiber or metal wire with good electrical conductivity
Coated with a possible corrosion resistant metal such as lead, zinc or nickel.
It is composed of a scrim woven from covered wires
To secure this weight reduction, strength enhancement, and good flexibility.
Can be [0028] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
I do. [0029] A resistance to pure extrusion such as lead balls 10 is possible.
Corrosive metal is charged into the vibratory feeder 12 and a shoe
And into the chamber 16 through a conduit or conduit 14.
This chamber 16 has a hole 17 through a plunger 22 and a gap.
And the upper surface 19 of the rider 21. The lead ball 10 in the chute 14 is
Prescribed by preheating coil 18 controlled by pair 20
Heated to temperature. The plunger 22 is
Connected to the reciprocating feed cylinder 24 through the
When initially in the retracted position, multiple heated
The lead ball 10 falls into the chamber 16. When the feed cylinder 24 is operated, the press
The lancer 22 reciprocates and is held inside the chamber 16
Compressed lead ball 10 along upper surface 19 of slider 21
Move it over the hole at the upper end of the chamber 30, ie, the aperture 28.
You. The feed cylinder 24 is connected to the air introduction line 32
It is pneumatically operated by the air discharge line 34. In addition,
24 is hydraulically operated or connected to a solenoid.
It can also be. The plunger 22 reaches the position indicated by the broken line 36
The end 38 of the plunger 22
40, the plunger 22 is stopped, and
Reverse the direction and return it to the initial position. Plunger 2
2 is in the position of the dashed line 36 while the chamber 16 is
0, located on the upper end of the aperture 28,
The lead ball in 16 is passed through aperture 28 into compression chamber 30.
Let it fall. When the plunger 22 returns to its initial position
The plunger 22 has a corner 42
44, and stops the movement of the plunger 22,
Reverse in the next step. In the compression chamber 30, the lead ball 10 (also
Is other extrudable corrosion resistant metal) controlled by thermocouple 49
The heating coil 48 to the wall 46 of the compression chamber 30
Heated by the applied heat. This metal is at a certain temperature
When heated, the hydraulic cylinder 50 is activated,
Compresses the valve 52 from its initial position through the aperture 28
The lead ball 10 is lowered from the compression chamber 30 into the chamber 30.
Is extruded through an aperture, i.e., hole 54, and
As shown in more detail in FIG.
The inlet die 58 and the outlet die held by the die 62
Into the space 56 between them. Die holder 6
2 is inserted into the screw hole 121 in the wall 46 of the compression chamber 30.
Screwed. The hydraulic cylinder 50 communicates with the inlet line 64.
Activated by the hydraulic pressure generated by the mouth line 66
It is. These lines 64 and 66 are
And a force gauge 70. Pressurized oil is pumped from tank 72
74, a proportional control valve through a cooling radiator 76
It is sent to 68. As shown in FIG.
When the position shown by 8 is reached, the flange or collar 80 is
The piston 52 is stopped by contacting the
And return it to its initial position. Fixie
When lever 52 reaches its initial position, collar 80 limits
Contact with the switch 84 stops the stroke of the piston 52.
And reverse to the next step. Lead by the piston 50 inside the compression chamber 30
The compression of the sphere 10 generates heat. Thermocouple 49 is in compression chamber 30
Of the compression chamber 3 by the heating coil 48.
Adjust the heating of the 0 wall 46. The core 86 is made of “E glass” or “C glass”.
Glass fiber or optical glass fiber, carbon fiber,
Synthetic or other suitable fibers, or copper or aluminum
Wire of highly conductive metal such as
The core material 86 is denoted by reference numeral 90 in FIGS. 1 and 2.
Core material reel by constant tension motor and control assembly like
It is pulled out from 88 and is kept at a predetermined tension. core
As the material 86 is withdrawn from the reel 88, the reel 8
8, a shield 92 prevents the core 86 from tangling,
Also, it prevents adhesion of objects floating near the reel 88. The core 86 is led through a centering ring 94.
To prevent the entanglement
The tension tension is applied by the spring tensioner 96.
Rollers 98 move the core 86 into the entrance dies 58 and the exit dies 6.
0, where it is covered with metal
A composite wire 100 is formed. Wire 100 is Daiho
When exiting the rudder 62, this wire 100
2 and floats downward from the roller 102.
And then returned to the roller 106
Thus, the motors 90 and 108 are started and stopped in this manner.
Up to a constant tension. The "wire" indicated by reference numeral 100 is a fiber.
Whether it is a fiber material or a highly conductive wire, the core 86
With an extensible resistant material such as lead, zinc, or nickel
The composite wire or composite wire obtained by coating with a corrosive metal
Point. Next, the roller 110 moves the wire 100 to the side
Guide to 12. Wire 100 passes through roller 110
The proportional speed encoder 114 measures this speed and
In cooperation with the feeding means 112 and the motors 90 and 108,
The ear 100 is wound on a take-up spool 116. spool
To ensure even winding of wire 100 on 116
The traversing means 112 moves back and forth along the traversing bar 118.
Move. Referring now to FIGS. 3 and 4, the entrance die
The die 58 and the exit die 60 are separated by a die separator or separator.
Spacers and washers 122a and 122
b. The separator 120 is
The die is held inside the cavity 65 of the holder
Screw 123 in the die holder 62
A compression force is applied by tightening the plug 124.
You. The inlet die 58 has a flange 59,
The mouth die 60 is provided with flanges 61 and these flanges
59 and 61 abut on both end faces of die separator 120
The cavity 65 of the die separator 120
Die spacing is maintained in Die holder 62
Has an aperture 126, which is
Are die separator 120, inlet die 58, outlet die
60 and spacer washers 122a, 122b
When assembled in the die holder 62, the die separator 1
Aligned with twenty apertures 128. The die holder 62 is compressed by the screw 119.
Of the threaded aperture 121 of the wall 46 of the cylinder 30
When screwed into, aperture 126 is compressed
So that it is exactly opposite the aperture 54 at the bottom of the da 30
It has various dimensions. The die holder 62 is used to pass the core 86.
Aperture 130 is provided. Inlet die 58
Has an aperture 132 at the top of its taper 134
ing. The piston 52 causes the lead ball 10 to move the compression chamber 3
Insert apertures 54, 126 and 128 from 0
The intermediate space 5 between the entrance die 58 and the exit die 60
Enter 6 The exit die 60 has its conical taper 13
Eight apertures are provided with exit apertures 136. Entrance
The taper 134 of the chair 58 extends along the direction of movement of the core 86.
And tapering. The taper 138 of the exit die 60 is
Although tapered along the direction opposite to the direction of movement of the material 86, the core
It can be tapered in the same direction as the movement of the material 86, or
Can have no taper at all. But core material 86
The exit die 60 is tapered along the direction opposite to the
It is preferred to attach. Because other shapes are low
Extrusion pressure can be used, but in the composite wire 100
This is because the life and concentricity of the core material 86 are impaired. Change
The exit die 60 first moves in the direction opposite to the direction of movement of the core 86.
If it is not thin, the lead ball 10 inside the space 56
Therefore, the pressure applied to the exit die 60 increases.
Then, insert the holding plug 124 into the screw thread 123 with a washer.
122 and each of the entrance die 58 and the exit die 60
Screw more tightly against these flanges 59 and 61
There must be. The holding plug 124 connects the wire 100
It has an aperture 140 for passing through. Referring to FIGS. 11 and 12, FIG.
5 shows a preferred modification of the die assembly of FIG. This place
In this case, each component is referred to as much as possible with the corresponding components in FIGS.
Reference numbers and names are given. Elaborate further
For example, the entrance die 58 'and the exit die 60'
Backup washer 122a 'inside the
And 122b ', and the holding plug 12
4 'along the screw thread 123'
A compression force is applied by tightening in the
Can be The holding plug 124 'is connected to the die holder 62'.
Thread 1 for screwing into the cavity 65 'of
25 ', the plug 62'
Has a mild cant (slope) to 3 '
Exit die 6 inside die separator 120 '
A shift of 0 ', that is, skew may occur. This
The convex washer 67 'and the concave
A thrust washer assembly having a face washer 69 '.
Retention plug 124 'and backup washer 122
a ′. These washers 67 'and 6
The interaction between the concave and convex surfaces of 9 '
From the fastening of the holding plug 124 'to the locker 122a'.
The resulting skew can be effectively prevented. The die holder 62 'is mounted on the compression cylinder 30'.
Aperture 54 (see FIGS. 1 and 2) at the bottom
It has an aperture 126 'sized to fit. Die
Separator 120 'has flanges 127a' at each end,
127b 'and a central portion 129' of smaller diameter.
The diameter of the flanges 127a 'and 127b'
Cavity of die holder 62 'for receiving parator 120'
It is substantially equal to the inner diameter of the cable 65 '. The flange portion 12 of the die separator 120 '
Combination of 7a ', 127b' and small diameter center part 129 '
The center part 129 'of the die separator 120'
Between the inner wall surface of the cavity 65 'of the die holder 62'
A space 131 'is left. This space 131 '
Is separated by apertures 135a 'and 135b'.
The space 56 'of the motor 120'. The presence of the material under pressure inside this space 56 '
In addition to the entrance dies 58 'and exit dies 60'
Pressure on these dies 58 'and 60'
Is a flange, such as flanges 59 and 60 shown in FIGS.
There is no need to provide a sensor. Die separator 1 during transition
Inside the space 56 'in the 20', the dies 58 'and 6
0 'and ensure axial alignment of these
Therefore, the diameter of these dies 58 'and 60' is
From the diameter of the inner wall of the interior 56 'of the die separator 120'
These dies 58 'are about 0.0127 mm large.
And 60 'are separated using heat, oil and hydraulic presses.
It is press-fitted into the inside of the tab 120 '. The die holder 62 'is provided with a core 86 (FIG. 1).
And FIG. 2).
ing. The inlet die 58 'has a taper 134'
An aperture 132 'is provided at the top. Exit die 6
0 'is an exit aperture at the top of its conical taper 138'.
136 '. Also, the holding plug 124 '
Has an aperture 140 'for passing the wire 100 through.
I have. The embodiment shown in FIG. 11 and FIG.
The pressure applied to 86 as it passes through space 56
Characterized by equal forces in all directions
You. Using the device shown in FIGS. 3 and 4, a small diameter composite wire
When manufacturing heads, lead passes through apertures 126 and 128
Is added from above to the core 86 when it is pushed in
As a result of the differential pressure, the core material 86
Be centered with respect to aperture 136 of exit die 60
I can't stop. Such a differential pressure pushes the core 86 downward,
The core 86 is no longer in contact with the aperture 136 of the exit die 60.
The core 86 cannot enter the center and the composite wire 10
It is eccentric inside 0. And this downward pressure difference
Enough to cause deformation of the components inside the die holder 62
is there. High extrusion pressures are provided by high production rates.
Is the result of the savings. Maximize production efficiency
In order to reduce the need to refill the compressed compression chamber 30,
The diameter of the compression chamber 30 (about 15.875 mm) and the piston 52
used. The small-diameter compression chamber 30 and the piston 52 are
Requires frequent shut down of equipment for filling
You. However, 0.38 including 0.245 mm glass core material
When manufacturing composite wire of 1mm diameter, large diameter compression chamber
30 and piston 52 have a cross-sectional reduction rate of more than 3100: 1
Let Uses a very long and small diameter compression chamber 30
Will reduce the number of reloads and reduce the area reduction rate
However, there is a problem of alignment between the piston 52 and the compression chamber 30 and
Due to the problem of synthetic defects in the long piston 52
Not good. With such a high extrusion pressure, the extrusion pressure decreases in cross section.
It is not a linear function of the fractional rate, so the extrusion pressure is
Of the mathematical fact that it increases at a higher rate than proportional increase
The result. High extrusion pressure creates various design problems
However, these problems are solved as follows. For example, the cross-section reduction rate exceeds 250: 1
In this case, the extrusion pressure becomes very high, and the wall 46
Has the ability to retain its shape even if it is made of high-strength steel.
Will exceed. The piston 52 is a lead ball 1 in the compression chamber 30.
If such a high extrusion pressure occurs when extruding 0,
Then, the wall body 46 of the compression chamber 30 is curved outward, and the lead ball 10 is
Escape from around piston 52, as described below.
This causes various problems associated with leaks. Especially the piston 52 is compressed
When the compression chamber 30 descends to approximately half of the chamber 30,
Of the wall body 46 becomes remarkable. In order to prevent the wall 46 from being curved,
A double concentric cylinder (see FIG.
(Not shown) are used. In a preferred embodiment
Uses four cylinders and the outer diameter of each cylinder is adjacent
About 0.0254 mm larger than the inner diameter of the surrounding cylinder,
These cylinders are press-fitted in a telescopic manner to form a compression chamber 30.
Is formed. Thus, the extremely high extrusion pressure loss is minimized.
To obtain the desired pressure in the space 56
At the outlet to avoid using higher pressures
The die 60 is disposed immediately below the compression chamber 30, and the result is
To create a differential pressure through apertures 126 and 128,
The downward bending of the core 86 in the space 56
Occurs. Minimize the required extrusion pressure and
To minimize differential pressure, the preferred structure shown in FIG.
used. An outlet die 60 ′ is disposed immediately below the compression chamber 30.
But the metals are 180 ° apart from each other
56 ', which adds to the core 86
Equilibrate pressure. The metal material is
From the compression chamber 30 through the apertures 54 and 126 '
The extruded material enters the space 131 'and the die separator 12
Aperture 135 along the periphery of the center 129 'of the 0'
a 'and 135b' through the entrance die 58 'and the exit die
Into the space 56 'between the terminal and the switch 60'. Around the center of the die separator 129 '
As long as they are arranged at regular intervals,
Additional apertures unless placed directly under the aperture 54
A. Embodiment shown in FIGS. 11 and 12
When the same is used, the core relative to the outer diameter of the composite wire 100
The concentricity of the material 86 can be kept within the range of ± 5%.
You. FIG. 5 is an enlarged view of the piston 52. Pis
The ton 52 has a bevel surface 142 at the bottom.
Also, the piston 52 has an annular flat protrusion, that is, a land.
144, 146 and a lateral through hole 148.
You. The vertical hole 150 communicates with the horizontal hole 148. Beveled surface
142, land 144, 146, horizontal hole 148 and vertical hole
150 cooperate during the compression stroke of piston 52
52 is sealed along the inner wall surface 152 of the compression chamber 30 (FIG. 1).
And the piston 52 is centered inside the compression chamber 30.
You. High pressure metal enters the horizontal hole 148 through the vertical hole 150,
Next, the lands 144 and 146 and the inner wall surface 152 of the compression chamber 30 are formed.
And pressed into the space formed by the pi
The ton 52 is press-sealed to the inner wall 152 and the piston
Center 52. [0064] Such a sealing structure is suitable for high extrusion pressure of the apparatus.
Therefore it is needed. For example, the piston 52 and the compression chamber 3
The distance between the inner wall 152 and the inner wall 152 is reduced to 0.0127 mm.
This diametral gap can be
Excessive corrosion resistant metal extruded along piston 52
And the loss of effective extrusion pressure
Cause loss. The composite wire manufactured using this device
Due to the small diameter, if the above-mentioned sealing structure is used
Otherwise, 10 times the amount of gold used for core 86
The metal may leak along the piston 52. As a result of such leakage, a greater amount of
Metal is used (even if leaks can be recovered)
Therefore, the compression chamber 30 needs to be reloaded more frequently,
In addition to reducing performance, such leaks are generally
Symmetric, the piston 52 is eccentric in the compression chamber 30
To make contact with the inner surface 152. As a result of such contact, the direct
Damage, resulting in greater leakage and loss of extrusion pressure
You. For this reason, the extremely long small-diameter compression chamber 30 is frequently used.
It is useless to solve the need for heavy reloading. This
Problems such as alignment and rigidity in the compression chamber
Multiplied by the problem of the centering of the piston 52 of the
Intensify metal leakage along the pin 52. Increased leakage and
A decrease in the extrusion pressure means that the maximum production rate
Is generated. Therefore, the structure shown in FIG. 5 is extruded.
The corrosion-resistant metal is pressed against the lands 144 and 146 of the piston 52.
Space formed by inner wall surface 152 of contraction chamber 30
Let it flow into Metals entering this space
Does not have the pressure to push beyond the annular land 144
Thus, it is possible to reliably prevent leakage along the piston 52.
it can. Further, it is extruded into said space.
The metal is about 351-703 Kg / cm, depending on the extrusion pressure
TwoPressurized. Generally, the metal pressure in this space is
In the range of about 1/4 to 1/3 of the pressure inside the compression chamber 30
You. This pressure causes the piston 52 and the inner wall surface 1 surrounding it.
And the piston 52 is added evenly between
30 and the piston 52 and the inner wall surface 1
52 can be prevented from contacting. At the same time, the metal in this space is
Equivalent effect to low friction bearing surface similar to babbitt bearing
For lowering the piston drag and pushing out,
Leave more oil pressure. With a seal configured in this way
The piston 52 was tested for several months. Millions of cycles
No signs of wear or leakage appear after the piston
52 and the wall 46 of the compression chamber 30 are still in contact even after heavy use.
Scratch-free, the entire amount of corrosion-resistant metal is used for the core 86
Was. When using a long, small-diameter compression chamber 30
Needed to guarantee efficient production rates2
812-3,515Kg / cmTwoNo extrusion pressure
To reduce the cross-sectional reduction rate to the point
The need for a sealed structure seems to be avoided. In fact, using a long, small diameter compression chamber 30
Allows the use of a straight piston 52 without a seal
Of extrusion pressure. However, like this
Alignment problems, stiffness problems and
The issue of concentricity is a critical constraint that limits the effectiveness of this structure.
It becomes a limiting factor. The hydraulic cylinder 50 is mounted on the platform 1
54, the platform 154
It is supported by a column 156 erected on the plate 158,
It is held stationary by filters 160 and 162. Sura
Ida 21 is attached to column 156 and feed cylinder
24 and its piston rod 26 and plunger 22
Serves as a support. The compression chamber 30 is supported by a table 164.
The table 164 has a hemispherical projection 166.
The projection 166 is provided in the cavity 1 of the table 164.
68. Bolt 170 is connected to substrate 15
8 through hole 172 and table 164 through hole 174
Toward the screw hole 176 of the hemispherical projection 166.
Have been killed. The inner diameter of the cavity 168 is
Since it is set slightly larger than the radius of 66, the compression chamber
When 30 is screwed onto bolt 170, the cavity
168 and hemispherical projections 166 cooperate to
Centered on the cable 164. Therefore, the plunger 22
In the extended position shown by the broken line 36 in FIG.
The aperture 28 is aligned with the hole 17 and the plunger 22 is
When the aperture 28 returns to the initial position of
It is arranged to be axially aligned with 2. Referring now to FIG. 2, the present device
Controlled by a suitable network from the panel 178. control panel
178 is provided by an input line 32 and an output line 34.
Connected to the feed cylinder 24. Proportional control valve 68
Is controlled by an input line 68i and an output line 68o.
The hydraulic cylinder 50 is connected to the
Control. Limit switches 40, 44, 82, 84
And motors 90 and 108 are connected to the input line and
The output lines 40i and 40o, 44i and 44o, 82i and
82o, 84i and 84o and 90i and 90o, 108
i and 108o connected to control panel 178.
You. The input to the control panel 178 is a thermocouple 2
0,49 from input lines 20i and 49i, respectively.
And the preheating coil 18 and the heating coil 48
Input and output lines 18i and 180, respectively, and
Controlled based on this input through 48i and 480
You. Also, a line 114i from the proportional speed encoder 114
Input is received through. In this way, the
All operating parameters before and / or during operation
Is set and controlled. The importance of the continuous composite wire in this embodiment
The main features are the corrosion resistance of the battery against acid corrosion, and
Or in the case of optical communication fiber cable,
Corrosion resistance in harsh environments where cables are used
You. For example, in principle, the smaller the particle size of the lead sphere,
High corrosion resistance. Because the large particle size itself causes corrosion
No, grain boundaries are eroded when corrosion occurs.
Reduces the susceptibility of grain boundaries to erosion. This device has at least
Lead spheres with high corrosion resistance due to small particle size
Extrusion. Average particle size when lead ball is cast and then solidified
The diameter is about 6.35 mm. If this device is used, lead balls
Has an average particle size of about 6.35 × 1 as measured by an electron scanning microscope.
06mm. *** This will be described in more detail with reference to the following examples. [0080]ExampleI The apparatus used in Example I had an aperture of about 0.013 ".
And an inlet die having an aperture. Exit die apa
The tubing is approximately 0.020 "in diameter and has a
The distance between the end and the entrance of the exit die is approximately 0.006 ".
Was decided. A lead ball is charged into a vibrating feeder and preheated.
Into the pressure chamber, then into the compression chamber,
The lead bulb is further heated in this compression chamber to a temperature of about 232.
Stabilize to ° C. Motor / control assembly keeps fiber constant
While pulling under tension to prevent tangling, the fiber
Is sent through the die at a speed of about 30.48 meters per minute,
At the same time, lead is about 2,812 Kg / cmTwoAt a pressure of ± 25%
Extruded. Field measured at the top of the exit die aperture
In this case, the lead temperature was about 307 ° C. In this embodiment, the diameter is about 0.508.
mm for manufacturing continuous, composite conductive wire
Commercially available under the trademark “KEVLAR 49” as a line fiber
Aramid fiber used was used. Fiber core
The thickness of the lead coating (lead layer) around is about 0.127 mm
Was. [0083]Example II Coated with commercially available chemical glass known as "C glass"
To do so, a similar operation was used. 2,812 to 3,5
15kg / cmTwoAt an extrusion pressure of ± 25%, 46
A production speed of ９１91 m was used. Lead Coated Wire Fiber
In the case where the “C glass” is used as the core wire,
Has a diameter of about 0.635 mm.
The thickness of the lead coating is about 0.1524 mm. [0084]Example III To coat commercial C glass with a diameter of 0.254 mm
Using a similar process, a composite wire with an outer diameter of 0.381 mm
I got Exit outlet with about 0.381 mm aperture
Aperture of about 0.3048mm in diameter with chair
Use mouth dies, space between dies is about 0.076
2 mm. About 2,812 to about 3,535 Kg / c
mTwoAn extrusion pressure of ± 25% was used. [0085]Example IV Coating 24AWG copper wire with a diameter of about 0.508mm with lead
The same process is used for 0.7112 mm diameter
A composite wire was obtained. Of used and exit dies
The diameters are about 0.5334 mm and about 0.711, respectively.
2mm, space between dies is about 0.1016m
m. About 2,109 to about 2,812 Kg / cmTwo
An extrusion pressure of ± 25% was used. [0086]Example V 0.2032mm diameter aluminum wire covered with lead
Using a similar process to make a 0.381 mm diameter
A composite wire was obtained. Inlet and outlet dies used
The diameter of each is about 0.254mm and about 0.381mm
And the space between the dies is about 0.0762 mm.
Was. About 2,812 to about 3,515 Kg / cmTwo± 25
% Extrusion pressure was used. [0087]Example VI Owens Corning obtained from fiber glass
One monofilament optical fiber with a diameter of 0.381 mm
Use a similar process to coat fiber with lead
A 0.635 mm composite wire was obtained. Used entrance door
The diameter of the chair and the exit die are 0.4572 mm, respectively.
0.635mm and the space between dies is about 0.1
It was 27 mm. About 2,109 to about 2,812 kg /
cmTwoAn extrusion pressure of ± 25% was used. *** Extrudes other types of fiber, such as lead, zinc, nickel, etc.
A similar process is used to cover even corrosion resistant metals.
Can be For example, other grades of Kebler fiber
-Can be used, New York, Gray
Trademark Carbon Corporation
ORTAFIL ”is manufactured and sold in several grades
Materials such as carbon fiber
You. The jar known as "E-glass"
Other glass yarns such as yarns can be coated.
In addition, silver, gold, nickel and
Highly conductive metals such as tantalum are also suitable. Using this apparatus, about 4.218 Kg / cmTwo
With an extrusion pressure of up to 152.4 m / min, a production rate of
Was. The speed at which the composite wire is manufactured depends on the exit die aperture
Limited by the metal temperature at the tuyre. This temperature
Depends on the metal coated on the core material and its extrusion pressure.
Move. For example, under the conditions obtained in Example I,
The metal temperature at the mouth of the mouth die is about 307 ℃
is there. This temperature is considerably lower than the melting point of lead 327 ° C.
Therefore, scattering of liquid lead is prevented, but required
High enough to give plasticity. Place of zinc or nickel
In each case, 385-404 ° C at this point or
Temperatures of 1066 to 1121 ° C are required. In general, at high production rates, high pressure
Pressure is required and therefore the temperature of the exit die aperture
Will be higher. Approximately 15 minutes per minute under the conditions described in Example I above.
To obtain a production rate of 2m or more, hydraulic oil or product name
  Synthetic coolant or commercially available from DOWTHERM
Cools the area around the die with similar liquid, and
Cool the input and output lines reaching the radiator
Need to be Fiber material produced by the above method
Having a core wire made of a material or a highly conductive metal and a lead coating layer
Scrim or wire on a conventional weaving machine
Can be woven into yacross. Such scrims or cloths are electrically
Besides its use in chemical batteries, it has many other uses. An example
For example, absorb ionizing and / or electromagnetic radiation
Used as blanket or wrapping for
Or can be used as a soundproofing material. The scrim weight per unit area,
Absorption capacity of woven cloth
Determined by the number and diameter of the mating wires, less
The extent is determined by the choice of core material. Of course,
Fabric woven from composite wire forms a complete shield
It does not significantly reduce radiation. Desired
Use of multiple layers to increase the reduction rate
Can also be. For example, E glass having a diameter of 0.3302 mm
With a 0.508 mm diameter wire with a lead coated core
Large scrims or blankets to be woven
Woven at 4 strands per meter, supplied in rolls
Is done. Rewind this blanket from the roll
Adhesion to seat lock material to finish the inner wall
This provides an effective shield for this room,
Or can be used safely for radiotherapy equipment
You. The blanket is used for the same purpose.
For example, hanging from a rail, pulling
To be able to When an optical fiber is used as a core material
In this case, the composite wire made by this,
Table. Several such composite wires
As shown in FIG. 23 and as described below,
Coated with lead skin. Optical communication cables are often
In some cases, they are laid along wiring grooves, buried in the soil,
Are directly chemically corroded or have various types of
In other environments corroded by bacterial products
Placed in In such environments, normal insulation
Deterioration of protective coating, but lead or other extrudable corrosion resistant metal
The genus coating is not degraded. A preferred use of the composite wire is shown in FIG.
Used as a grid for electrodes of acid lead batteries
To use. Open scrim 180 is cut to appropriate size
Disconnected and pure to collect current from the grid
(Alloy) Lead frame, that is, back frame 182 is provided
Have been. For certain applications, the intersections of lead wires
At point 184 on the fabric, the wires are welded together
Or electroplated. At the edge of the scrim 180, the wire
Turned over as shown at 186 or shown at 188
Frame 182 as shown in FIG. Frame 182
Cast and welded or extruded on rim 180
Suitable mechanical strength with or without electrical properties
Consist of materials to give. Further, as shown in FIG.
Is a composite wire scrim with a highly conductive metal core
A composite wire or bus bar with a highly conductive metal core
Comprising a frame comprising: Clarify the diagram
Therefore, the details of the electrode grid shown in FIG.
(Or FIGS. 15 to 18). FIG. 14 shows the scrim 195 and the frame 19.
6 shows a grid consisting of two frames 196 and 196.
Terminates at terminal 197. These terminals 197 are
It forms one body. Because both of these lines
The current of the same charge flows in the same direction, that is, the terminal of the battery.
(Not shown) or other grid on battery (shown
This is because it is transmitted to The ends of each wire constituting the scrim 195
Is soldered to the frame 196. this
Frame 196 is a copper core in the preferred embodiment.
Relatively thick composite wire with material and lead coating (ie,
0.7112 mm in diameter). This structure is made of copper
The conductivity and the acid in the battery may cause the bus or frame 196
The long life that results from seeing only the lead coating on top
It is a match. If battery weight is not a major concern,
Or when high currents are required or when filling cycles
/ Minimize normal battery heating during discharge cycle
If necessary, the scrim 195 must also be a fiber core
Instead of a composite wire with a highly conductive core.
Can be. According to the application, as shown in FIGS.
Several types of bus and scrim structures can be used
You. On a C glass having a diameter of 0.3302 mm,
Made by extruding a 0.1524 mm lead coating
Woven composite wire in such a scrim shape
In this case, the distance between the intersections 184-184 in FIG.
mm. As will be apparent to those skilled in the art,
At a large interval of about 25.4 mm or about 2.54
mm is desirable, and for some applications
To optimize lid strength and conductivity, different diameters
The lead-coated wire can be woven in a scrim shape. An example
For example, negative grids have different operating requirements than positive grids.
Requires different scrim spacing and lead thickness
There are cases. The grid shown in FIG. 6 is a regular grid of the battery.
It can be used for both grids and negative grids
Have been. Scrim 1 when used as a positive grid
80 must be covered by a thick active material layer
No. Due to the loose weaving of the scrim 180, this positive electrode
During manufacture, the active substance paste 190 is
It is pushed into the pace 192. Paste 190 cures
When activated, the grid structure of the scrim 180 is activated on the grid.
Serve as aggregates for holding active substances,
A lightweight electrode having excellent durability and conductivity can be obtained. From the test described below, the battery was
Modify and improve performance over similar unmodified batteries
be able to. Therefore, a grid consisting of such a grid
Applied to each grid while retaining the performance characteristics of the terry
The amount of active substance can be reduced, space and weight
And can be saved. Do not reduce the weight as compared with a normal positive electrode.
In order to maximize the durability of the active material of the positive electrode,
0.381 m diameter with 0.0762 mm lead coating
m lead-coated composite wire is cut into small pieces (about 2.5
4 to 12.7 mm), which is evenly distributed in the active substance paste.
Can be mixed together. [0109] As shown in FIG.
These small pieces 194 are the entirety of the active substance paste 190.
The paste 190 is then dispersed in a scrim 180
Used for Scrim 180 lead coated composite wire high
Reinforcement gives strength to concrete moldings due to tensile strength
As well as helping to retain the active substance,
Pure lead coating on small composite wire piece 194
0 to make a number of lightweight superconducting paths. Like this
Composed of electrodes, the weight of the active substance, its semiconductor properties
And an internal support to prevent the active
Overcoming the limitations of active material thickness. The active material layer is sufficiently stronger than the negative electrode grid.
Force, and such that the lead-coated wire pieces are not required.
Electrically conductive, but in this case, the composite wire
Can be effectively used in the negative electrode. This place
The lead-coated composite wire as the grid element for the negative electrode.
It can be woven in a crim shape. High pull of composite wire
Because of the tensile and shear stresses and their light weight,
Grids offer significant improvements in grid durability and
A significant reduction in weight. A plurality of positive electrodes configured as described above
/ Negative electrode pair in otherwise normal battery case
For high capacity, long life and high specific energy
You can get a battery. The lead-coated composite wire is a so-called “bipre”.
It is particularly suitable for use in "port" batteries.
This type of battery is subject to the high voltage
2.2V order, 40-150VD per battery
C), characterized by low current and its small size.
It can be made as small as a battery. Of particular importance is the biplate battery
Each battery transfers energy to the next battery
It is located inside. This allows the positive
The heavy lead bus connecting the pole and the anode in parallel can be removed.
Wear. In addition, low battery output current and high voltage
This allows the use of small lead terminals at each end of the battery.
This results in further weight savings. While maintaining the electrical connection between the batteries,
Biplate with a series of batteries arranged to separate the electrolyte
A portable battery can be manufactured. Such electrolyte components
Separation from polyethylene, polypropylene or similar materials
Implemented by a plate 198 (see FIGS. 7-10)
Is done. The side edge 200 of the plate 198 is
A battery embedded in the wall 202 of the teri case 204
206A, 206B, 206C and 206D are sealed.
You. The upper edge 208 of the plate 198 is
04 embedded in the top plate 210 of the battery 204A,
206B, 206C and 206D are completely sealed.
You. [0116] The conductivity between batteries is controlled by the lead-coated wire.
Given. This lead coated wire covers the plate 198.
Embedded in the wall 202 and the upper plate 210 of the battery case 204
Before embedding, the plate 19 is woven into a scrim 212 shape.
8 along the upper edge. The scrim 212 is
As a preferred shape, as shown in FIGS.
Used for rate 198 or as shown in FIG.
Can be used in any other way. In the embodiment shown in FIG. 7 and FIG.
Indicates that the current is flowing in the direction of arrow 214 (ie, plate 198).
Flow from battery 206D to 206C (beyond top edge 208)
Then, the battery flows from the battery 206B to the battery 206A. FIG.
In another embodiment, shown in FIG.
(Ie, along the side edge 200 of the plate 198)
Flow from one battery to the next. In any of the embodiments, the battery
Plate against the wall 202 and the upper plate 210 of the base 204
198 to seal the side edge 200 and the upper edge 208
Press firmly at their edges, or sealant or
Must be used. Using the embodiment shown in FIGS. 7 and 10
If so, the upper edge 208 of the plate 198 in the direction of arrow 214
In order to facilitate conductance exceeding
Increase the number of vertical wires in twelve. The implementation of FIG.
If the embodiment is used, plate 1 in the direction of arrow 216
Facilitates conductance over 98 lateral edges 200
Therefore, the number of horizontal wires in the scrim 212 is increased.
You. As is known, a scrim 212 is provided.
Plate 198 is provided with an active substance paste (FIG.
Not shown for clarity). Positive electrode side of each plate 198
Has a positive electrode paste, the negative electrode side has a negative electrode paste,
This paste can also be applied to the side edge 200 of the plate 198 or
Not continuous beyond upper edge 208. Scrim 212A
Has a positive electrode paste layer, and the scrim 212B has a negative electrode
It has a strike layer. Active material layer thickness and battery usage
7 and 10 according to the purpose of use.
Reduce the number of 212 horizontal wires, or horizontal wires
Can also be omitted. In the case of the embodiment shown in FIG.
Reduce or omit the number of vertical wires in 212
You can also. In this case, the scrim 212 is
Enough to produce the required durability
It only comprises wires perpendicular to the direction of current flow. Each of the batteries 206A, 206B, 206C and
And 206D depend on the electrolyte or electrolyte (not shown).
Filled, this electrolyte can be liquid or gelled
it can. These batteries are also separated from C glass.
Data 218 and a "sponge" for holding the electrolyte.
And a fully oxidized pad acting as such. The separator 218 is actually used for the scrim 21.
2 so that it is thick enough to come into contact with the active
By sandwiching between the separator and the plate 198,
Performs the function of fixing the active substance. Scrim 212
In the case of A and 212D, the separator 218 contains the active substance.
Each separator and the end wall of the battery case 204
Help fix between. At the negative and positive ends of the battery case 204
Batteries 206D and 206A in the scrim 2
12B and 212A. These scrims 212
B and 212A are bus bar
End at buses 220 and 222, these buses are
Or polypropylene or other plastic or
Sealed inside glass material in polypropylene. These buses 220 and 222 are made of lead.
, Preferably made of copper, with scrims 212B and 212B
A is soldered to each busbar 220 and 222
Or have been welded. Buses 220 and 222 respectively
Terminals 224 and 226 are provided. Battery case 20
4 is provided with a cover 228
228 may have normal ventilation holes (not shown)
it can. Referring to FIG. 13, FIG. 9 and FIG.
Another embodiment of a biplate battery is shown.
In this figure, each part is shown as far as possible in FIGS.
It is indicated by the same number as used at 0. The plate 208 'is connected to the battery case 20.
Embedded in the 4 'wall 202', the battery 206
Seals A ', 206B', 206C 'and 206D'
doing. The upper edge of each plate 208 'is a battery case.
Embedded in the top plate 210 'of the battery 204'
6A ', 206B', 206C 'and 206D'
Fully sealed. The scrim 212 'is shown in FIGS.
Used for plate 198 'as
The wire of the rim 212 'is connected to the side edge 20 of the plate 198'.
It is not continuous around 0 'or top edge 208'. battery
The conductivity between them is provided by connector 207 '.
The connector 207 'is made of copper or aluminum.
To which the scrim 212 'is connected.
You. Additional weight for applications that do not require high current output
Connector 207 'to eliminate
212 'simply twists the wires and solders each other
Or electroplated. In the case of the embodiment shown in FIG.
07 'indicates the batteries 206A', 206B ', and 206C'.
And electrolyte contained in 206D '(not shown)
Connector 20 because it is isolated from chemical corrosion by
7 'to resist corrosion of highly conductive metal core and acidic electrolyte
It does not need to be composed of a composite wire having a lead coating.
The connector 207 'is separated from the electrolyte by the upper plate 210'.
Isolated and embedded in the material that makes up the top plate 210 '
Or as shown in FIG.
Embedded in other materials such as insert 209 '
Can be. The upper plate 210 'and the insert 209'
Various other materials, such as those described with respect to FIGS.
Can be configured. Each battery 206A ', 206B', 206
Fill C 'and 206D' with electrolyte, which is
Can be liquid or gel (starved immobilization
Also known as electrolyte or recombinant electrolyte
). When gel electrolyte is used, it is configured as shown in FIG.
Batteries do not leak their electrolyte.
In applications where the battery is vibrated or reversed
Are also suitable. Each battery 206A ', 206B', 206
C 'and 206D' respectively form a separator 218 '.
And the separator 218 'is provided on each plate 198'.
Scrims 212 'on both sides of the battery case 20
Used for scrims 212A 'and 212B' at both ends of 4 '
Contacted active substance paste (not shown)
You. The upper ends of the scrims 212A 'and 212B'
Are busbars 22 each sealed in an insert 209 '.
0 'and 222'. These buses 22
0 'and 222' consist of lead, or preferably copper
And the scrims 212B 'and 212
A 'hangs on each bus 220' and 222 '
Are soldered or welded. The buses 220 'and 222' are respectively
Terminals 224 'and 226'. Battery
The upper end of the case 204 'is provided with a cover 228'.
Bar 228 'is sealed if gel electrolyte is used
Or provided with normal ventilation holes (not shown)
Can be. Thus, 18 AWG (1.016 m in diameter)
m) with a 0.127 mm lead layer coated on the copper bus
1. Make a composite bus bar of 27 mm
, Golf Cart Size, 6 Bolt Dupe Cycle
  Replaces internal lead straps and connectors for batteries
This composite wire was used. 1.157Kg total weight
Equivalent current instead of internal lead straps and connectors
Using a composite bus of 0.1395 Kg with the quantity
Approximately 88% savings in connector weight. Like this
The obtained battery has a performance
It has at least comparable performance characteristics in all respects. further,
The bus constructed in this way can be
Nectar, smaller diameter and equivalent capacity
A compact battery is possible. Other Heavy Duty Golf Cart Sizes
6 volt deep cycle battery grid
Instead, a grid having the structure shown in FIG. 14 was used. straight
0.102 thickness on 0.305mm diameter C glass core material
0.508 mm diameter composite wire coated with a 0.5 mm lead layer.
Scrim woven from ears. Busbar claims are diameter
1.27 mm lead with 0.127 mm thick lead layer /
It was a copper (18AWG) composite wire. Replaced
The total weight of the 69 grid, excluding the active substance paste
7.35 Kg, replacing these conventional grids
The total weight of the grid, excluding the active paste material, is 1.
84 AKg, yielding about 75% grid weight savings
I did The modified battery is a conventional battery.
Performance at least as good as
In the past, it exceeded the capacity of the battery. For example, change
At a constant discharge current,
This produces approximately 25% more amp-hours. Total weight of battery
Decreases from 29.25 Kg to 22.05 Kg,
About was about 25%. In other tests as well
Updated 12 volt lead-acid aircraft battery is equivalent
At a discharge rate of about 30% (each 1
From 1.25 kg to about 7.65 kg wet weight
Drop) and higher overall discharge capacity. As described above, the composite coated wire is connected to the electrode grid.
Can be woven in a scrim shape for use as
Wear. 0.3 mm diameter with 0.203 mm copper wire core.
381 mm lead-coated wire has a glass core diameter
Approximately 5.5 times more conductive than 0.381mm lead coated wire
Has the property. Use aluminum wire as core material
And for this purpose, silver, gold, nickel and
And other highly conductive metals such as tantalum.
Wear. Each core metal has advantages and disadvantages.
You. For example, lead-copper is excellent in bonding, but aluminum
-Lead is relatively poor in bonding. But aluminum core composite
The wire is much lighter than the copper core composite wire
For applications where lightweight is more important than durability.
Is a preferred structure of aluminum core composite wire
It is shown that. Copper core composite wire has equivalent current
Small diameter in quantity, can produce thin grid
Therefore, a more compact battery is possible. With silver
Gold is an excellent conductor, but its price is very high
Limited to special uses. Of particular importance is the fiber core or high
Woven from lead-coated wire with a conductive metal core
Scrim can be wound into a rigid spiral battery
This is a small high current of "AA" size,
Enables rechargeable lead-acid batteries. This is punching
, Die-cut or expanded lead grids
Is impossible. Manufacturing of several "AA" size batteries
And tested at a discharge current of 10 amps. These groups
The lid is shown in FIG. This grid has a diameter of 0.30
5mm C glass core material and 0.120mm thick lead coating
(Lead layer) 0.508mm diameter composite wire
It consists of a scrim 230 woven. Compound bus 2 for drawing current from this grid
32 is a 24 AWG copper bus core material having a diameter of 0.508 mm.
Diameter extruded lead coating with thickness of 0.102mm on top
It is a composite wire of 0.711 mm. This composite bus 232
Is the end 234 of the composite wire comprising grid 230
Along with the grid 230. mother
Line 232 is removed for low current applications and
The battery applications shown in FIGS.
Either shape of the key is used. Referring to FIG. 19, the structure shown in FIG.
A pair of grids 236 are wound into a rigid spiral
A state where a separator 238 is interposed therebetween is shown.
You. Another structure of such a battery is shown in FIG. FIG. 21 shows the grid 236 and the separator 2.
38 for assembling 38 into casing 240.
This shows a state before winding into a spiral structure. Casing 24
0 is sealed by a cap 242 and these
Leasing members 240 and 242 have connectors 244
I have. Active substance paste and electrolyte clarify the drawing
Therefore, they are not shown in FIGS. 19, 20 and 21.
No. In a preferred embodiment, the battery is charged while charging.
The electrolyte is starved and immobilized to prevent
Degraded or recombinant gel electrolyte (with suspended electrolyte)
Also known). Connectors are usually busbar structures
But preferably copper or aluminum as described above.
It consists of a composite wire with a core. The separate connector 2 shown in FIGS.
Instead of using 44, the chimney portion 24 of grid 236
5 to be used as a connector through the cap 242
can do. Omission of connector 244 is somewhat heavy
Although it saves volume, the conductive capacity of the twisted chimney is high.
Conductivity lower than composite wire bus bar with conductive metal core
It is. Therefore, such a structure can
Preferred for applications where low weight is a primary concern over capacity
New Each of generating about 2.2 volts
The four batteries shown in FIGS. 19 and 21 are shown in FIG.
Built into a normal 9 volt battery case
I do. The battery case 246 shows its internal structure
This battery has four batteries 248
The connection is made in series by a connector 244. Connector 2
44 ends with normal cathode 250 and anode 252
You. [0145] A normal 9-bore smaller than the "D" size
The default size battery is also shown in FIGS. 9 and 10.
It can be composed of a battery having a sheet structure. Each battery case
Case 246 includes a plurality of batteries, which are shown in FIG.
Of the plate 198 shown in FIG.
Scrim similar to rim 212 similar to FIGS. 9 and 10
Is provided. 9 and FIG.
The bus and terminal similar to 222 and terminals 224 and 226
used. FIG. 23 shows a composite cable 254.
The composite cable 254 is composed of a composite wire 256 and a lead.
And an outer skin 258. The wire 256 is
It consists of a core 260 with a lead coating 262. Core material 260
Is E glass, C glass, carbon or aluminum
Fiber material such as fiber or aluminum
Can be made of highly conductive metal such as nickel or copper
You. In a preferred embodiment, having a C glass core
10 composite wires 256 having a diameter of 0.508 mm
Coated with about 0.254 mm of lead. This composite
Cable 254 as a high current slow blow fuse material
Can be used. In order to increase the tension of the cable 254,
Twist and fold the composite wire 256 before using the skin 258.
It can be bent or braided. Multiple composite wires
Pass through the wire 256 to a desired thickness.
Large enough diameter aperture to cover outer skin 258
The die assembly shown in FIG. 1 and FIG.
By running these wires 256, the outer skin 258
To form For example, the preferred composite cable described above is manufactured.
In order to manufacture, a case with an aperture with a diameter of 2.36 mm
The mouth die is an exit die with an aperture of 2.87 mm in diameter.
Used with the die, these dies are approximately 0.254
mm apart. About 2,109-2,812 Kg /
cmTwoUsing an extrusion pressure of ± 25%, the temperature in the die carrier
The temperature was maintained at about 121-149 ° C. Cable 256
Is a minimum of 6 and a maximum of 12 lead-coated fibers
(Composite wire 256). Here, composite cables are suitable for specific applications.
I can make it. For example, the performance characteristics of the cable
Lead mass used for lead-coated fiber and core fiber
It varies depending on the type of For example, multiple lead coated wires
Increasing the mass of the lead skin used for
Cables that do not break down as quickly as cables using lead
Bull is obtained. Also, E glass or synthetic fiber
Which core material can be used to increase the cable strength
Increased production speed and easier handling of fuse materials
Becomes possible. The present invention is limited only to the above description.
Rather, it can be arbitrarily changed within the scope of the gist.
Of course. [0151] Since the present invention has the above configuration,
Fibrous material with high tensile strength, optical glass fiber or
Core made of metal with good electrical conductivity and extruded into this core
Processable corrosion resistant metals, such as lead, zinc or nickel
To form a composite wire and knit the composite wire.
The scrim is used as an electrode grid,
The weight and strength of the grid
This has the effect of ensuring good curvature.
You.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に使用される線材の製造に使用される装
置の一部破断正面図。 【図２】図１の装置の制御装置の系統図。 【図３】図１の装置のダイスを含む部分の断面図。 【図４】図１及び図３の装置の分解斜視図。 【図５】ピストンの拡大断面図。 【図６】本発明に基く陽極の一部切断の立面斜視図。 【図７】二極板型電池に使用する電極の立面斜視図。 【図８】図７の電極とは形状が異る他の電極の立面斜視
図。 【図９】二極板型電池の図１０の線９−９に沿う断面
図。 【図１０】く二極板型電池の図９の線１０−１０に沿う
縦断面図。 【図１１】図３に示したダイス部分とは形状の異るダイ
ス部分の断面図。 【図１２】図１１のダイス部分の分解斜視図、 【図１３】図１０の二極板型電池の他の構造の縦断面
図。 【図１４】本発明に基く電極用グリッドの正面図。 【図１５】電極用グリッドの他の形状の正面図。 【図１６】電極用グリッドの他の形状の正面図。 【図１７】電極用グリッドの他の形状の正面図。 【図１８】電極用グリッドの他の形状の正面図。 【図１９】陽極と陰極が対になりセパレータで仕切られ
た鉛電池用渦巻形電極の平面図。 【図２０】図１９の対になった陽極及び陰極の巻き方の
異る平面図。 【図２１】図１９に示す電極より成るセルの分解斜視
図。 【図２２】図２１のセルを４箇組み合わせて成る充電式
９ボルト電池の内部を示す斜視図。 【図２３】複合線材より成るケーブルの一方の端部を切
り開き他方の端部を切断した状態の斜視図。 【符号の説明】 １０ 鉛球 １２ フィーダ ２２ プランジャ ３０ 圧縮室 ５２ ピストン ５６ スペース ５８，６０ ダイス ６２ ダイホルダ ８６ 芯材 １００ 複合ワイヤ １２０ ダイセパレータ １８０，１９５，２１２，２３０ スクリム １８２ バックフレーム １９６ フレーム ２０２ ケース壁 ２０４ バッテリケース ２２０，２２２ 母線BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially cutaway front view of an apparatus used for manufacturing a wire used in the present invention. FIG. 2 is a system diagram of a control device of the device of FIG. FIG. 3 is a sectional view of a part including a dice of the apparatus of FIG. 1; FIG. 4 is an exploded perspective view of the apparatus of FIGS. 1 and 3; FIG. 5 is an enlarged sectional view of a piston. FIG. 6 is an elevational perspective view of a partially cut anode according to the present invention. FIG. 7 is an elevational perspective view of an electrode used for a bipolar battery. 8 is an elevation perspective view of another electrode having a different shape from the electrode of FIG. 7; 9 is a cross-sectional view of the bipolar plate battery taken along line 9-9 in FIG. FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the bipolar plate battery taken along line 10-10 in FIG. 9; FIG. 11 is a sectional view of a dice part having a shape different from that of the dice part shown in FIG. 3; 12 is an exploded perspective view of a dice part in FIG. 11, and FIG. 13 is a longitudinal sectional view of another structure of the bipolar plate type battery in FIG. FIG. 14 is a front view of an electrode grid according to the present invention. FIG. 15 is a front view of another shape of the electrode grid. FIG. 16 is a front view of another shape of the electrode grid. FIG. 17 is a front view of another shape of the electrode grid. FIG. 18 is a front view of another shape of the electrode grid. FIG. 19 is a plan view of a spiral electrode for a lead battery in which an anode and a cathode are paired and separated by a separator. FIG. 20 is a plan view of the paired anode and cathode of FIG. FIG. 21 is an exploded perspective view of a cell including the electrodes shown in FIG. 19; FIG. 22 is a perspective view showing the inside of a rechargeable 9-volt battery formed by combining four cells of FIG. 21; FIG. 23 is a perspective view showing a state in which one end of a cable made of a composite wire is cut open and the other end is cut. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lead ball 12 Feeder 22 Plunger 30 Compression chamber 52 Piston 56 Space 58,60 Dice 62 Die holder 86 Core material 100 Composite wire 120 Die separator 180,195,212,230 Scrim 182 Back frame 196 Frame 202 Case wall 204 Battery case 220, 222 bus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ、エル、マシューズ アメリカ合衆国テキサス州、オースチ ン、ピー、オー、ボックス、6290   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventors Charles, Elle, Matthews               Austin, Texas, United States               , P, o, box, 6290

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．電気導電性線材を生産し、前記線材を編んでスクリ
ムを形成し、前記スクリムにフレームあるいは複合した
バスバーを供給する工程を備える電気化学的電池のセル
に使用されるグリッドの製造方法であって、 前記線材は、押し出し可能な耐蝕性金属が押し出されて
複合の連続した電気導電性線材が形成されるように、押
し出し可能な耐蝕性金属を高圧下でダイスを通過させて
押し出すとともに前記ダイスを通過させて芯材を供給す
ることによって製造され、押し出された前記耐蝕性金属
は小さな微細粒の大きさを有し、 前記押し出し工程は、 押し出し可能な前記耐蝕性金属を圧縮室の中へ置き、前
記耐蝕性金属に対してピストンを押し付けることによっ
て前記圧縮室中の前記耐蝕性金属へ圧力をかけ、これに
よって前記圧縮室の大きさを減少させ、圧力下にある前
記金属の一部を前記ピストンの本体を通過する通路を介
して前記圧縮室から前記ピストンと前記ピストンの環状
ランドと前記圧縮室の内壁との間の低圧のスペースへ逃
がし、前記スペースへ逃がされた金属によって前記ピス
トンを定心させ前記ピストンをシリンダーの環状壁面に
対し密閉させ、前記ピストンが前記圧縮室中の前記耐食
性金属に対して押し付け続けられるように前記低圧のス
ペースを前記ピストンに沿って移動させ、これによって
前記金属をダイスから押し出すことによって行われるこ
とを特徴とする電池のグリッドの製造方法。 ２．前記低圧のスペースは前記ピストンの回りの間隔を
おいた２個の環状のランドによって形成されており、前
記ピストンは前記低圧のスペースへ前記圧縮室を接続す
る手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電池
のグリッドの製造方法。 ３．長手状の前記芯材は、ガラスファイバと合成ファイ
バとカーボンファイバとからなるグループから選択され
ることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか
１項に記載の電池のグリッドの製造方法。 ４．前記芯材は、アルミニウムと銅と金と銀とニッケル
とタンタルとからなるグループから選択されることを特
徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記載の
電池のグリッドの製造方法。 ５．前記耐蝕性金属は鉛であることを特徴とする請求項
１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電池のグリッド
の製造方法。 ６．前記の押し出し圧力は約２，８１２Ｋｇ／ｃｍ２を
越えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
か１項に記載の電池のグリッドの製造方法。 ７．前記の押し出し圧力は２，８１２から３，５１５Ｋ
ｇ／ｃｍ２の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至
請求項６のいずれか１項に記載の電池のグリッドの製造
方法。(57) [Claims] A method for producing a grid for use in an electrochemical battery cell, comprising producing an electrically conductive wire, forming a scrim by knitting the wire, and supplying a frame or a composite bus bar to the scrim. The wire is extruded by passing the extrudable corrosion-resistant metal through a die under high pressure and passing through the die so that the extrudable corrosion-resistant metal is extruded to form a composite continuous electrically conductive wire. Manufactured by supplying a core material, the extruded corrosion-resistant metal has a size of small fine grains, and the extruding step comprises: placing the extrudable corrosion-resistant metal in a compression chamber; Pressure is applied to the corrosion resistant metal in the compression chamber by pressing a piston against the corrosion resistant metal, thereby reducing the size of the compression chamber. Allowing a portion of the metal under pressure to escape from the compression chamber to a low pressure space between the piston, the annular land of the piston and the inner wall of the compression chamber through a passage through the body of the piston. Centering the piston with the metal escaped into the space, sealing the piston against the annular wall of the cylinder, and applying the low pressure so that the piston continues to be pressed against the corrosion resistant metal in the compression chamber. A method for manufacturing a grid for a battery, comprising: moving a space along the piston, thereby extruding the metal from a die. 2. The low pressure space is formed by two annular lands spaced around the piston, the piston having means for connecting the compression chamber to the low pressure space. 2. The method for manufacturing a battery grid according to item 1. 3. The method according to claim 1, wherein the elongated core material is selected from a group consisting of glass fiber, synthetic fiber, and carbon fiber. 4. . 4. The method according to any one of claims 1 to 2, wherein the core material is selected from the group consisting of aluminum, copper, gold, silver, nickel, and tantalum. . 5. 5. The method of claim 1, wherein the corrosion-resistant metal is lead. 6. 6. The method of claim 1, wherein the extrusion pressure exceeds about 2,812 Kg / cm 2 . 7. The extrusion pressure is 2,812 to 3,515K
method for manufacturing a grid cell according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the range of g / cm 2.
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