JPH10112309A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JPH10112309A JPH10112309A JP8265884A JP26588496A JPH10112309A JP H10112309 A JPH10112309 A JP H10112309A JP 8265884 A JP8265884 A JP 8265884A JP 26588496 A JP26588496 A JP 26588496A JP H10112309 A JPH10112309 A JP H10112309A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛丹を含むペーストをロータリーエキスパン
ド加工した格子体に塗着して作製した極板を用いる鉛蓄
電池の寿命特性の向上を図る。 【解決手段】 鉛丹を含む鉛酸化物を主成分として水と
硫酸を添加して練合したペーストを、圧延した鉛−カル
シウム−錫合金シートをエキスパンド加工にて加工した
格子体に塗着して作製した極板を用いる鉛蓄電池におい
て、エキスパンド加工した格子体１ａの格子骨３ａにね
じれを生じさせ、さらにそのねじれがねじれ支点部５ａ
を中心として、その両端の同一面６ａがもとの位置から
２０°から９０°の範囲でお互いにねじれることによっ
て寿命特性の向上を図る。
ド加工した格子体に塗着して作製した極板を用いる鉛蓄
電池の寿命特性の向上を図る。 【解決手段】 鉛丹を含む鉛酸化物を主成分として水と
硫酸を添加して練合したペーストを、圧延した鉛−カル
シウム−錫合金シートをエキスパンド加工にて加工した
格子体に塗着して作製した極板を用いる鉛蓄電池におい
て、エキスパンド加工した格子体１ａの格子骨３ａにね
じれを生じさせ、さらにそのねじれがねじれ支点部５ａ
を中心として、その両端の同一面６ａがもとの位置から
２０°から９０°の範囲でお互いにねじれることによっ
て寿命特性の向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池の改良、特
に格子体に充填し作製した極板を用いた鉛蓄電池に関す
るものである。
に格子体に充填し作製した極板を用いた鉛蓄電池に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池は一般に鉛の一部が酸化された
鉛粉と水と硫酸を主成分とし、これに樹脂等の短繊維や
炭素の微粉末等を必要に応じて添加し、練合によって得
られたペーストを鋳造格子やエキスパンド加工にて作製
した格子体に塗着し乾燥して極板を作製するペースト式
極板が多く用いられている。この極板はさらにセパレー
タと組み合わされて極板群に構成され、電槽に組み込ま
れた後に希硫酸を加えて化成充電するか、化成充電後組
み込まれることによって電池の機能が与えられる。この
化成段階において特に正極板は化成充電の効率が低いた
め、電力や時間のロスを回避するため鉛丹、すなわちＰ
ｂ3Ｏ4 という高位の酸化物をペースト中に添加し化成
充電の効率を向上する技術が一般的に知られている。
鉛粉と水と硫酸を主成分とし、これに樹脂等の短繊維や
炭素の微粉末等を必要に応じて添加し、練合によって得
られたペーストを鋳造格子やエキスパンド加工にて作製
した格子体に塗着し乾燥して極板を作製するペースト式
極板が多く用いられている。この極板はさらにセパレー
タと組み合わされて極板群に構成され、電槽に組み込ま
れた後に希硫酸を加えて化成充電するか、化成充電後組
み込まれることによって電池の機能が与えられる。この
化成段階において特に正極板は化成充電の効率が低いた
め、電力や時間のロスを回避するため鉛丹、すなわちＰ
ｂ3Ｏ4 という高位の酸化物をペースト中に添加し化成
充電の効率を向上する技術が一般的に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが鉛丹を添加し
たペースト式の正極板を用いた場合は、鉛丹の添加量の
増大に伴って化成充電の効率が図れる反面で寿命が低下
する傾向にあった。すなわち、鉛丹は化成充電された後
の化学変化としてβ−ＰｂＯ2 になりやすいが、このβ
−ＰｂＯ2 は導電性ならびに硫酸との反応性に富んでい
るため、化成充電された初期の段階では放電等の反応性
が良く、電池特性に良い結果を与える。その反面、充放
電を繰り返すことによって活物質の微細化が促進される
ことによる軟化脱落を生じやすくなり、それによって活
物質が格子体との結合力の低下により格子体から脱落し
電池性能として早期に寿命になりやすい。
たペースト式の正極板を用いた場合は、鉛丹の添加量の
増大に伴って化成充電の効率が図れる反面で寿命が低下
する傾向にあった。すなわち、鉛丹は化成充電された後
の化学変化としてβ−ＰｂＯ2 になりやすいが、このβ
−ＰｂＯ2 は導電性ならびに硫酸との反応性に富んでい
るため、化成充電された初期の段階では放電等の反応性
が良く、電池特性に良い結果を与える。その反面、充放
電を繰り返すことによって活物質の微細化が促進される
ことによる軟化脱落を生じやすくなり、それによって活
物質が格子体との結合力の低下により格子体から脱落し
電池性能として早期に寿命になりやすい。
【０００４】特に圧延した鉛−カルシウム−錫合金シー
トをエキスパンド加工にて作製した格子体を用いた正極
板は使用中の充放電にて格子の腐食が進行すると、その
体積膨張によって格子体が上部に変形するため、鋳造格
子を用いた極板と比較して活物質は格子体との結合力の
低下がさらに進行しやすく、より早期に寿命特性が劣化
するという大きな問題点があった。
トをエキスパンド加工にて作製した格子体を用いた正極
板は使用中の充放電にて格子の腐食が進行すると、その
体積膨張によって格子体が上部に変形するため、鋳造格
子を用いた極板と比較して活物質は格子体との結合力の
低下がさらに進行しやすく、より早期に寿命特性が劣化
するという大きな問題点があった。
【０００５】本発明は上記の問題を解決するもので、エ
キスパンド加工にて形成した格子体に鉛丹を添加したペ
ーストを充填したペースト式極板を用いる鉛蓄電池の寿
命特性を大幅に向上し信頼性の高い鉛蓄電池を提供する
ものである。
キスパンド加工にて形成した格子体に鉛丹を添加したペ
ーストを充填したペースト式極板を用いる鉛蓄電池の寿
命特性を大幅に向上し信頼性の高い鉛蓄電池を提供する
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に本発明は、鉛丹を含む鉛酸化物を主成分として水と硫
酸を添加し練合したペーストを、圧延した鉛−カルシウ
ム−錫合金シートをロータリーエキスパンド加工にて形
成した格子体に上記ペーストを充填して作製した極板を
用いる鉛蓄電池において、エキスパンド加工した格子体
の格子骨に生じるねじれを利用し、さらにそのねじれが
ねじれ支点部を中心として、その両端の同一面がもとの
位置から２０°から９０°の範囲でお互いにねじれるこ
とにより格子体と活物質の結合力を高め寿命特性の向上
を図るものである。
に本発明は、鉛丹を含む鉛酸化物を主成分として水と硫
酸を添加し練合したペーストを、圧延した鉛−カルシウ
ム−錫合金シートをロータリーエキスパンド加工にて形
成した格子体に上記ペーストを充填して作製した極板を
用いる鉛蓄電池において、エキスパンド加工した格子体
の格子骨に生じるねじれを利用し、さらにそのねじれが
ねじれ支点部を中心として、その両端の同一面がもとの
位置から２０°から９０°の範囲でお互いにねじれるこ
とにより格子体と活物質の結合力を高め寿命特性の向上
を図るものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は請求項１記載に係る発明
のように、鉛−カルシウム−錫合金シートをロータリー
方式によりエキスパンド加工することにより格子骨にね
じれがあるように形成した格子体に、鉛丹を含む鉛酸化
物を主成分として水と硫酸を添加し練合したペーストを
充填して作製した極板を用いることにより実施すること
ができる。そして格子骨のねじれ角度は、ねじれ支点部
を中心として、その両端の同一面がもとの位置から２０
°から９０°の範囲でお互いにねじれているようにする
とよい。
のように、鉛−カルシウム−錫合金シートをロータリー
方式によりエキスパンド加工することにより格子骨にね
じれがあるように形成した格子体に、鉛丹を含む鉛酸化
物を主成分として水と硫酸を添加し練合したペーストを
充填して作製した極板を用いることにより実施すること
ができる。そして格子骨のねじれ角度は、ねじれ支点部
を中心として、その両端の同一面がもとの位置から２０
°から９０°の範囲でお互いにねじれているようにする
とよい。
【０００８】本発明は以上の格子骨のねじれにより、格
子体と活物質との結合力が強く鉛蓄電池の寿命がねじれ
のない格子骨を主体とする格子体を用いた極板に比較し
て寿命特性を向上することができる。
子体と活物質との結合力が強く鉛蓄電池の寿命がねじれ
のない格子骨を主体とする格子体を用いた極板に比較し
て寿命特性を向上することができる。
【０００９】
【実施例】図３に従来の一般的な圧延した鉛−カルシウ
ム−錫合金シートをレシプロ方式のエキスパンド加工に
て作製した格子体の全体図（ａ）と格子骨の拡大図
（ｂ）を示す。１は格子体であり、２は格子升目、３は
格子骨、４は格子骨３における活物質の接触面である。
図に示すようにエキスパンド方式にて形成した格子体１
は、格子両端の枠骨がないため使用中の充放電により格
子体１の表面に生成した腐食が進行すると格子骨３の膨
張により、格子体１は上部方向へ伸長する。
ム−錫合金シートをレシプロ方式のエキスパンド加工に
て作製した格子体の全体図（ａ）と格子骨の拡大図
（ｂ）を示す。１は格子体であり、２は格子升目、３は
格子骨、４は格子骨３における活物質の接触面である。
図に示すようにエキスパンド方式にて形成した格子体１
は、格子両端の枠骨がないため使用中の充放電により格
子体１の表面に生成した腐食が進行すると格子骨３の膨
張により、格子体１は上部方向へ伸長する。
【００１０】また格子骨３の断面形状は合金シート表面
とエキスパンド加工した切り込み部分とで形成される直
方体であり、格子体１と活物質の接触面４は格子骨３の
断面の平面のみであり、格子骨３が伸長するにつれその
部分でずれる力が加わるため結合力としては弱いものと
なる。したがって、活物質が軟化した状態で僅かでも腐
食により格子体１が上部方向に変形すると、容易に格子
体１と活物質との結合力が低下し格子体１から活物質が
脱落することとなる。
とエキスパンド加工した切り込み部分とで形成される直
方体であり、格子体１と活物質の接触面４は格子骨３の
断面の平面のみであり、格子骨３が伸長するにつれその
部分でずれる力が加わるため結合力としては弱いものと
なる。したがって、活物質が軟化した状態で僅かでも腐
食により格子体１が上部方向に変形すると、容易に格子
体１と活物質との結合力が低下し格子体１から活物質が
脱落することとなる。
【００１１】これに対して図１に本発明のロータリーエ
キスパンド方式により作製した格子骨３ａにねじれが生
じた格子体１ａの全体図（ａ）と格子骨３ａの拡大図
（ｂ）を示す。５ａはねじれ支点部であり、６ａはねじ
れ支点部５ａの両端の同一面である。
キスパンド方式により作製した格子骨３ａにねじれが生
じた格子体１ａの全体図（ａ）と格子骨３ａの拡大図
（ｂ）を示す。５ａはねじれ支点部であり、６ａはねじ
れ支点部５ａの両端の同一面である。
【００１２】図４に示した２機の円板状鋸刃の金型７，
８の間を通過させることにより上下に切り込みを入れた
鉛合金からなる薄板９が、駆動したチェーン１０で薄板
９の端を引張りながらエキスパンド展開する時、図５に
示した格子の結節部１１が展開方向に倒れ込むように傾
斜することにより、隣接した結節部１１との間に位置す
る格子骨３ａにねじれが発生する。
８の間を通過させることにより上下に切り込みを入れた
鉛合金からなる薄板９が、駆動したチェーン１０で薄板
９の端を引張りながらエキスパンド展開する時、図５に
示した格子の結節部１１が展開方向に倒れ込むように傾
斜することにより、隣接した結節部１１との間に位置す
る格子骨３ａにねじれが発生する。
【００１３】図１に示したように本発明の格子体１ａ
は、格子骨３ａにねじれを生じさせることにより格子体
１ａと活物質の接触面積の拡大が図れるとともに、格子
骨３ａがねじれることにより活物質は格子骨３ａを立体
的に包み込む形となるため、使用中に格子骨３ａの伸長
が生じても活物質と一体化されており、格子体１ａと活
物質の結合力が図３に示した従来の格子体１と比較して
向上する。
は、格子骨３ａにねじれを生じさせることにより格子体
１ａと活物質の接触面積の拡大が図れるとともに、格子
骨３ａがねじれることにより活物質は格子骨３ａを立体
的に包み込む形となるため、使用中に格子骨３ａの伸長
が生じても活物質と一体化されており、格子体１ａと活
物質の結合力が図３に示した従来の格子体１と比較して
向上する。
【００１４】これにより鉛丹を含んだペーストをエキス
パンド加工して形成した格子体１ａに塗着して作製した
極板を用いた鉛蓄電池においても、従来の活物質の軟化
と格子体１の上部方向への変形による格子体１と活物質
の早期脱落という問題を大幅に改善することができ、そ
れにより電池の寿命特性の向上を図ることが可能とな
る。
パンド加工して形成した格子体１ａに塗着して作製した
極板を用いた鉛蓄電池においても、従来の活物質の軟化
と格子体１の上部方向への変形による格子体１と活物質
の早期脱落という問題を大幅に改善することができ、そ
れにより電池の寿命特性の向上を図ることが可能とな
る。
【００１５】なお、本発明の格子骨３ａのねじれについ
ては、円板状鋸刃の谷部の形状による結節部１１の倒れ
込みの角度により決定される。
ては、円板状鋸刃の谷部の形状による結節部１１の倒れ
込みの角度により決定される。
【００１６】ねじれ支点部５ａを中心としてその両端の
同一面６ａのねじれがもとの位置から２０°よりも小さ
い場合は、ねじれによる格子体１ａと活物質の接触面４
ａの接触面積の拡大効果と活物質を包み込む効果が少な
くなり、また逆にねじれ角度が９０°を越えると、ねじ
れ支点部５ａの断面積が小さくなることから腐食の進行
により破断しやすくなる。したがって格子骨３ａのねじ
れについては、ねじれ支点部５ａを中心としてその両端
の同一面６ａがもとの位置から２０°から９０°の範囲
であることが望ましい。
同一面６ａのねじれがもとの位置から２０°よりも小さ
い場合は、ねじれによる格子体１ａと活物質の接触面４
ａの接触面積の拡大効果と活物質を包み込む効果が少な
くなり、また逆にねじれ角度が９０°を越えると、ねじ
れ支点部５ａの断面積が小さくなることから腐食の進行
により破断しやすくなる。したがって格子骨３ａのねじ
れについては、ねじれ支点部５ａを中心としてその両端
の同一面６ａがもとの位置から２０°から９０°の範囲
であることが望ましい。
【００１７】さらに格子骨３ａのねじれを生じさせる手
段として、ロータリーエキスパンド方式にてその金型
７，８の刃形状を変更することにより、容易に種々のね
じれ角度を持つ格子体を作製することができる。
段として、ロータリーエキスパンド方式にてその金型
７，８の刃形状を変更することにより、容易に種々のね
じれ角度を持つ格子体を作製することができる。
【００１８】次に本発明の具体例について述べる。まず
鉛丹部分を４０％含有した一酸化鉛を主成分として、そ
れに水と硫酸を用いて常法に従ってペーストを作製し
た。そして冷間圧延した鉛−カルシウム０．０８％−錫
１．２％を含有した厚み１．２ｍｍの合金シートから、
ロータリーエキスパンド方式により切り幅１．０ｍｍと
して円板状鋸刃の谷部の形状を種々設定して結節部の倒
れ込みの角度を変化させ、種々の格子骨のねじれ角度を
持つ格子体を作製し、それらに前記のペーストを塗着，
乾燥して各種の極板を得た。
鉛丹部分を４０％含有した一酸化鉛を主成分として、そ
れに水と硫酸を用いて常法に従ってペーストを作製し
た。そして冷間圧延した鉛−カルシウム０．０８％−錫
１．２％を含有した厚み１．２ｍｍの合金シートから、
ロータリーエキスパンド方式により切り幅１．０ｍｍと
して円板状鋸刃の谷部の形状を種々設定して結節部の倒
れ込みの角度を変化させ、種々の格子骨のねじれ角度を
持つ格子体を作製し、それらに前記のペーストを塗着，
乾燥して各種の極板を得た。
【００１９】次いでこれらの極板を用いて公称容量が１
２Ｖ４８Ａｈの電池を作製し、本発明の効果を検討する
ため環境温度を４０°に設定し、１０Ａで１時間放電
し、その後定電圧１４．８Ｖで最大電流２５Ａにて２時
間充電するのを１サイクルとして、２０回毎に常温にて
１５０Ａ放電した時の３０秒目電圧が７．２Ｖを下回っ
た時点を寿命とする試験を行なった。その結果を図３に
示す。
２Ｖ４８Ａｈの電池を作製し、本発明の効果を検討する
ため環境温度を４０°に設定し、１０Ａで１時間放電
し、その後定電圧１４．８Ｖで最大電流２５Ａにて２時
間充電するのを１サイクルとして、２０回毎に常温にて
１５０Ａ放電した時の３０秒目電圧が７．２Ｖを下回っ
た時点を寿命とする試験を行なった。その結果を図３に
示す。
【００２０】図３より明らかなように格子骨のねじれ角
度が２０°までは、ねじれ角度が０°である従来の格子
体と寿命サイクル数はほとんど差がない約４５０回であ
るのに対して、本発明によるねじれ角度である２０°か
ら９０°の範囲においては、従来の格子体によるねじれ
角度０°のものと比較して寿命サイクル数が著しく向上
していることが分かる。またねじれ角度が９０°を越え
ると寿命サイクルは急激に低下し、従来の格子体よりも
劣る結果となった。この原因として電池を寿命終了後分
解して格子体を調査すると、格子骨の部分で破断してお
り極端なねじれにより格子骨の断面積が少なくなったた
めと、その部分に集中的に応力腐食を生じたためであっ
た。
度が２０°までは、ねじれ角度が０°である従来の格子
体と寿命サイクル数はほとんど差がない約４５０回であ
るのに対して、本発明によるねじれ角度である２０°か
ら９０°の範囲においては、従来の格子体によるねじれ
角度０°のものと比較して寿命サイクル数が著しく向上
していることが分かる。またねじれ角度が９０°を越え
ると寿命サイクルは急激に低下し、従来の格子体よりも
劣る結果となった。この原因として電池を寿命終了後分
解して格子体を調査すると、格子骨の部分で破断してお
り極端なねじれにより格子骨の断面積が少なくなったた
めと、その部分に集中的に応力腐食を生じたためであっ
た。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、鉛丹を含
んだペーストを鉛−カルシウム−錫合金シートをロータ
リーエキスパンド加工にて形成した格子骨にねじれを有
する格子体に塗着して作製した極板は、格子体と活物質
との結合力が強く鉛蓄電池の寿命特性を改善することが
でき、その工業的価値は極めて大きい。
んだペーストを鉛−カルシウム−錫合金シートをロータ
リーエキスパンド加工にて形成した格子骨にねじれを有
する格子体に塗着して作製した極板は、格子体と活物質
との結合力が強く鉛蓄電池の寿命特性を改善することが
でき、その工業的価値は極めて大きい。
【図１】（ａ）本発明の一実施例における格子体の平面
図 （ｂ）同（ａ）における丸で囲む部分の一部拡大図
図 （ｂ）同（ａ）における丸で囲む部分の一部拡大図
【図２】格子骨のねじれ角度と寿命サイクル数の関係を
示す図
示す図
【図３】（ａ）従来例の格子体の平面図 （ｂ）同（ａ）における丸で囲む部分の一部拡大図
【図４】ロータリーエキスパンド加工手段を示す概略図
【図５】（ａ）ロータリーエキスパンド加工手段により
成形された薄板の斜視図 （ｂ）同要部拡大斜視図
成形された薄板の斜視図 （ｂ）同要部拡大斜視図
１，１ａ 格子体 ２ 格子升目 ３，３ａ 格子骨 ４，４ａ 接触面 ５ａ ねじれ支点部 ６ａ 両端の同一面 ７，８ 金型 ９ 薄板 １０ チェーン １１ 結節部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲野辺 昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 鉛−カルシウム−錫合金シートをロータ
リー方式によりエキスパンド加工することにより格子骨
にねじれがあるように形成した格子体に、鉛丹を含む鉛
酸化物を主成分として水と硫酸を添加し練合したペース
トを充填して作製した極板を用いることを特徴とする鉛
蓄電池。 - 【請求項２】 エキスパンド加工した格子体の格子骨の
ねじれ角度が、ねじれ支点部を中心として、その両端の
同一面がもとの位置から２０°から９０°の範囲でお互
いにねじれていることを特徴とする請求項１記載の鉛蓄
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265884A JPH10112309A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265884A JPH10112309A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10112309A true JPH10112309A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17423446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8265884A Pending JPH10112309A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10112309A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313349A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| WO2004047201A1 (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-03 | Gs Yuasa Corporation | 鉛蓄電池用正極板及び鉛蓄電池 |
-
1996
- 1996-10-07 JP JP8265884A patent/JPH10112309A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313349A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| WO2004047201A1 (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-03 | Gs Yuasa Corporation | 鉛蓄電池用正極板及び鉛蓄電池 |
| CN1326262C (zh) * | 2002-11-15 | 2007-07-11 | 株式会社杰士汤浅 | 铅酸蓄电池的正极以及铅酸蓄电池 |
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