阀控式铅蓄电池制造技术

本发明专利技术涉及阀控式铅蓄电池，在正极铸造格栅中，通过缓和因伴随着腐蚀延伸的局部应力的产生而导致的晶粒边界腐蚀、晶粒边界破裂的加速来抑制接近极耳的纵骨、上横框骨的格栅断裂，从而提供寿命长的阀控式铅蓄电池。阀控式铅蓄电池使用如下正极铸造格栅，即接近极耳的一侧的纵框骨的截面积(a)与横内骨中的最粗骨的截面积(b)的比(a)/(b)为1.3以上2.7以下，优选为2.5以下，设极耳宽度为X，脚骨位于除了距极耳中心不足1.5X的范围以外的位置。优选上述正极铸造格栅具有锥形部，该锥形部在上横框骨从远离极耳的一侧的肩部向极耳部扩展。

【技术实现步骤摘要】
阀控式铅蓄电池
本专利技术涉及阀控式铅蓄电池，特别涉及其正极铸造格栅。
技术介绍
阀控式铅蓄电池从其维护的容易性考虑多用于固定不动用途等，正极板的集电体通常使用铸造格栅。正极铸造格栅通常包括由上下横框骨及左右纵框骨构成的框骨、上述框骨内的多个横内骨及多个纵内骨、设置于上横框骨的集电耳部、以及设置于下横框骨的脚骨，横内骨由粗骨和细骨构成。在这样的正极板中，会因长期使用而产生格栅的腐蚀延伸，但由于极耳的上部焊接于固定在电解槽盖的端子，所以极耳部因腐蚀延伸而变形，与负极板接触短路，存在寿命较短的情况。因此，迄今为止，在正极板下部发生腐蚀延伸的情况下，改进为通过变形而能够吸收延伸的脚骨形状。在下述的专利文献1中，记载了如下内容：在固定不动铅蓄电池的正极铸造格栅中，不使接近极耳下的脚载置于鞍，由此即便在正极板产生腐蚀延伸，也使极耳下的延伸向下方移动，从而能够防止极板的局部弯曲导致的短路。在下述的专利文献2中，记载了如下内容：通过使正极铸造格栅下部的脚的形状形成为能够伴随着极板的腐蚀延伸而伸长、断裂的形状，从而来吸收上下方向的延伸，防止短路，提供寿命较长的铅蓄电池。在下述的专利文献3中，记载了如下铅蓄电池：使用在具有膨胀网眼的铅合金板的上框骨设置有偏离中心线的集电耳部，并且设置有从上述集电耳部至距极耳部较远的端部高度尺寸减少的倾斜部的正极格栅板，该铅蓄电池防止正极格栅板的腐蚀变形与活性物质脱落。专利文献1：日本专利第3313275号公报专利文献2：日本专利第4092124号公报专利文献3：日本专利第4461697号公报像这样，过去实施用于吸收正极格栅的上下方向的腐蚀延伸的各种方法，格栅的变形导致的短路的问题得以改善。然而，近些年，在高温下使用的阀控式铅蓄电池的正极铸造格栅中，在极耳下部的纵骨、上横框骨产生局部的晶粒边界腐蚀、晶粒边界破裂，产生格栅断裂之类的新问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够解决上述课题的阀控式铅蓄电池。本专利技术的其他课题的目的在于提供一种寿命较长的阀控式铅蓄电池。本专利技术为了实现上述目的，具有以下结构。(1)一种阀控式铅蓄电池，其由Pb-Ca-Sn合金或Pb-Ca合金构成，使用具有正极铸造格栅的正极板，其中该正极铸造格栅具有由上下的横框骨及左右的纵框骨构成的框骨、上述框骨内的多个横内骨及多个纵内骨、在上述上横框骨上偏离中心的极耳、以及上述下横框骨下的脚骨，在所述阀控式铅蓄电池中，上述正极铸造格栅的接近极耳的一侧的上述纵框骨的截面积(a)与上述横内骨中的最粗骨的截面积(b)的比(a)/(b)为1.3以上2.7以下，设极耳宽度为X，上述脚骨位于除了距极耳中心不足1.5X的范围以外的位置。(2)在上述(1)的阀控式铅蓄电池的基础上，上述正极铸造格栅的接近极耳的一侧的上述纵框骨的截面积(a)与上述横内骨中的最粗骨的截面积(b)的(a)/(b)为1.3以上2.5以下。(3)在上述(1)或(2)所记载的阀控式铅蓄电池的基础上，上述上横框骨具有锥形部，该锥形部从与远离极耳的一侧的上述纵框骨相交的肩部向上述极耳立起的部位扩展。(4)在上述(3)的阀控式铅蓄电池的基础上，上述锥形部的角度为1.4°以上4°以下。本专利技术具有上述结构，由此在正极铸造格栅中，能够抑制在框骨产生局部的晶粒边界腐蚀、晶粒边界破裂而导致格栅断裂的情况，从而能够提供一种寿命长的阀控式铅蓄电池。附图说明图1表示本专利技术所涉及的正极铸造格栅。图2表示本专利技术的肩部的位置。图3～图11分别表示本专利技术的实施例以及比较例所涉及的格栅形状A～F、F′、G、H。图12、图13表示格栅形状A和格栅形状B中的(a)/(b)与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图14、图15表示格栅形状C和格栅形状D中的(a)/(b)与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图16、图17表示格栅形状A和格栅形状C中的(a)/(b)与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图18、图19表示格栅形状B和格栅形状D中的(a)/(b)与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图20、图21表示以(a)/(b)为变量、格栅形状D、格栅形状E中的锥形部的起点与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图22、图23表示以(a)/(b)为变量、格栅形状C、格栅形状D以及格栅形状F中的脚骨的位置及数量与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图24、图25表示以(a)/(b)为变量、格栅形状C、格栅形状D、格栅形状F以及格栅形状F′中的脚骨的位置及数量与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图26、图27表示以(a)/(b)为变量、格栅形状D中的锥形部角与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。图28、图29表示格栅形状D、格栅形状E、格栅形状H中的锥形部角与晶粒边界断裂的极板张数及寿命月数的关系。具体实施方式本专利技术的正极铸造格栅在如下方面与现有的正极铸造格栅共通：材质为Pb-Ca-Sn合金或Pb-Ca合金，具有上下横框骨及左右纵框骨构成的框骨、上述框骨内的多个横内骨及多个纵内骨、在上述上横框骨上偏离中央的极耳、以及上述下横骨框下的脚骨。本专利技术人通过对产生诱发正极铸造格栅的局部晶粒边界腐蚀、晶粒边界破裂的局部应力的原因进行了深入调查而知晓了以下情况，即：伴随着正极格栅的腐蚀延伸，对极耳下部的纵骨以及上横框骨施加应力，在局部产生腐蚀加速的部分，因此格栅局部地断裂。另外，还知晓：正极格栅形状特别是纵骨与横骨的强度平衡、脚骨的位置以及上横框骨的锥形部形状对局部的腐蚀、应力的产生影响较大。在现有的正极铸造格栅中，横内骨由粗骨和细骨构成。若粗骨的数量增多，则为了抑制格栅重量而削减纵骨重量，寿命性能降低，因此一般粗骨为2～3根，剩余为细骨。细骨的比表面积较大，容易被腐蚀，因此容易横向延伸，粗骨的比表面积较小，难以被腐蚀，因此横向的延伸较小。因此，在横内骨的粗骨与纵框骨的交点附近产生应力，晶粒边界腐蚀加速。虽然认为若横内骨的粗骨的数量较多，则横向的腐蚀延伸更均匀，晶粒边界破裂较少，但从格栅重量的观点考虑，增加数量存在极限。另外，在正极板的极耳正下方存在脚骨的情况下，在位于它们之间的纵骨，对格栅板的腐蚀延伸而言，在上方因极耳焊接构造的制约而难以被吸收，在下方因脚骨的存在而难以被吸收，因此施加过度的应力，成为晶粒边界破裂产生的原因。此外，脚骨具有支承格栅的功能，是指与电池底部或设置于电池底部的鞍部接触。并且知晓：在上横框骨中，因上下方向的腐蚀延伸产生的应力施加于上横框骨的强度较低的部分，从而晶粒边界腐蚀、晶粒边界破裂局部地发生。因此，本专利技术人发现：如图1所示，通过在正极铸造格栅中使接近极耳的一侧的纵框骨(以下，称为“极耳下框骨”)的截面积(a)与横内骨中的最粗骨(以下，称为“横内粗骨”)的截面积(b)的比即(a)/(b)为规定范围内，能够缓和因腐蚀延伸而在横内粗骨与纵框骨的交点产生的应力，并且通过使脚骨的设置位置从极耳正下方隔开与极耳宽度相关的规定长度以上，能够确保极耳下纵骨的腐蚀延伸量，缓和应力。并且，本专利技术人还发现：上横框骨通过设置从与远离极耳的一侧的纵框骨相交的肩部朝向极耳立起的部位扩展的锥形部能够改善上横框骨的机械强度，并且通过使格栅板整体的电流分布均匀能够抑制因纵横两框骨的局部的晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀控式铅蓄电池，其由Pb‑Ca‑Sn合金或Pb‑Ca合金构成，使用的正极铸造格栅具有由上下的横框骨及左右的纵框骨构成的框骨、所述框骨内的多个横内骨及多个纵内骨、在所述上横框骨上偏离中心的极耳、以及所述下横框骨下的脚骨，所述阀控式铅蓄电池的特征在于，所述正极铸造格栅的接近所述极耳的一侧的所述纵框骨的截面积a与所述横内骨中的最粗骨的截面积b的比a/b为1.3以上2.7以下，设所述极耳的宽度为X，所述脚骨位于除了距所述极耳的中心不足1.5X的范围之外的位置。

【技术特征摘要】
2015.01.05 JP 2015-0001531.一种阀控式铅蓄电池，使用的正极铸造格栅具有由上下的横框骨及左右的纵框骨构成的框骨、所述框骨内的多个横内骨及多个纵内骨、在所述上横框骨上偏离中心的极耳、以及所述下横框骨下的脚骨，所述正极铸造格栅由Pb-Ca-Sn合金或Pb-Ca合金构成，所述阀控式铅蓄电池的特征在于，所述正极铸造格栅的接近所述极耳的一侧的所述纵框骨的截面积a与所述横内骨中的最粗骨的截面积b的比a/b为1....

【专利技术属性】
技术研发人员：松村朋子，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本;JP