(57)【要約】【課題】極板群耳部とストラップ間の接合性および耳部の耐食性に優れる鉛蓄電池を製造する。【解決手段】極板群耳部をキャストオンストラップ法により一体に接合する鉛蓄電池の製造方法において、前記接合前に、極板群耳部１ａ、２ａに機械研磨および還元炎放射をこの順に施して極板群耳部１ａ、２ａの酸化皮膜を除去する。本発明では、極板群耳部１ａ、２ａをＣＯＳ法により一体に接合する際に、極板群耳部１ａ、２ａに付着した鉛ペーストや酸化皮膜を機械研磨および還元炎放射をこの順に施して除去するので極板群耳部１ａ、２ａとストラップ間の接合性が優れる。また前記接合に際しフラックスを用いないのでボイドの発生が防止され、極板群耳部とストラップ間の接合性および耳部の耐食性が低下しない。【選択図】図１
2008047369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極板群耳部をキャストオンストラップ法により一体に接合する鉛蓄電池の製造方法において、前記接合前に、前記極板群耳部に機械研磨および還元炎放射をこの順に施して前記極板群耳部の酸化皮膜を除去することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
【請求項２】
極板群耳部の酸化皮膜を機械研磨により１μｍ以下の厚みに除去することを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池の製造方法。
【請求項３】
機械研磨後、極板群耳部の先端部分を切断除去し、その後還元炎放射を施すことを特徴とする請求項１または２記載の鉛蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極板群の耳部をキャストオンストラップ法により一体に接合する鉛蓄電池の製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の極板群耳部を一体に接合する方法としては、凹部がストラップ形状の鋳型を用いて極板群耳部の周囲に溶融鉛を凝固させるキャストオンストラップ法（以下ＣＯＳ法と記す。）が広く用いられている。
【０００３】
このＣＯＳ法では、耳部に付着した鉛ペーストや酸化皮膜は耳部とストラップ間の接合性に悪影響を及ぼすため、接合前に耳部にフラックスを塗布して除去するが（特許文献１〜３）、前記フラックスは溶融鉛中でガス化してボイドとなり耳部とストラップ間の接合性および耳部の耐食性を低下させるという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２６３５６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２３０９８２公報
【特許文献３】特開２０００−１５８１８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、極板群耳部とストラップ間の接合性および耳部の耐食性に優れる鉛蓄電池の製造を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載発明は、極板群耳部をキャストオンストラップ法により一体に接合する鉛蓄電池の製造方法において、前記接合前に、前記極板群耳部に機械研磨および還元炎放射をこの順に施して前記極板群耳部の酸化皮膜を除去することを特徴とする鉛蓄電池の製造方法である。
【０００７】
請求項２記載発明は、極板群耳部の酸化皮膜を機械研磨により１μｍ以下の厚みに除去することを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池の製造方法である。
【０００８】
請求項３記載発明は、機械研磨後、極板群耳部の先端部分を切断除去し、その後還元炎放射を施すことを特徴とする請求項１または２記載の鉛蓄電池の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の鉛蓄電池の製造方法は、極板群耳部をＣＯＳ法により一体に接合する際に、前記極板群耳部に付着した鉛ペーストや酸化皮膜を機械研磨および還元炎放射をこの順に施して除去するので極板群耳部とストラップ間の接合性が優れる。またフラックスを用いないのでボイドが発生せず極板群耳部とストラップ間の接合性および耳部の耐食性が低下しない。
【００１０】
前記機械研磨後の耳部の酸化皮膜厚みを１μｍ以下にすることにより、その後の還元炎放射による酸化皮膜の除去が確実にかつ迅速に行える。
【００１１】
前記機械研磨後に極板群耳部の先端を切断除去することで酸化皮膜のないフレッシュな面を得ることができ、その後、還元炎放射を施すことで、耳部側面の酸化皮膜が除去され、その結果、ＣＯＳ工程において耳部先端からの融着が促進して耳部とストラップ間の接合性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の鉛蓄電池の製造方法は、極板群耳部をＣＯＳ法により一体に接合する際の耳部の酸化皮膜の除去を、機械研磨と還元炎放射、または機械研磨と耳部先端の切断除去と還元炎放射により行うことで、フラックスによる弊害（ボイドが発生して接合性と耐食性が低下する）を回避したものである。
【００１３】
本発明において、耳部の機械研磨には任意の方法が適用できるが、ワイヤーブラシによる研磨法が作業性に優れ推奨される。
【００１４】
本発明において、耳部に放射する還元炎のＣＯ濃度は、酸化皮膜を確実にかつ迅速に除去するために１％以上とするのが望ましく、特に燃焼状態を安定化するために４〜５％とするのが望ましい。前記還元炎のＣＯ濃度は、可燃性ガスと空気（酸素）の比率（空燃比）により調節する。可燃性ガスには都市ガス、プロパンガス、ブタンガスなど任意の可燃ガスが用いられる。
【００１５】
本発明において、耳部先端を切断除去する理由は、耳部先端を切断除去することで酸化皮膜のないフレッシュな面を得ることで、ＣＯＳ工程で耳部先端とストラップ間の接合性が向上させるためである。耳部先端の切断には任意の方法が適用できるが、切断面が露出し易い鋸切断などが望ましい。
【実施例１】
【００１６】
７枚の正極板（Ｐｂ−０．０６％Ｃａ−１．０％Ｓｎ合金）と８枚の負極板（Ｐｂ−０．１２％Ｃａ−０．２％Ｓｎ合金）をガラス繊維製のリテーナマットを介在させて交互に積層して極板群とし、この極板群を群揃機にセットして極板肩部の高さを揃え、次いで耳部をローラーブラシにより機械研磨して耳部に付着した鉛ペーストおよび酸化皮膜（ＰｂＯ）を除去した。機械研磨後の酸化皮膜の厚みは０．５μｍ、１．０または３．０μｍとした。酸化皮膜の厚みはカソード還元法により測定した。
【００１７】
次に、図１に示すように、前記正極板１、リテーナマット（図示省略）、負極板２からなる極板群３を、正極板耳部１ａと負極板耳部２ａを下側にして移動して、正極板耳部（幅１４ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）１ａを正極ストラップ鋳型４上方に位置させ、負極板２の耳部（幅１４ｍｍ、厚み１．０ｍｍ）２ａを負極ストラップ鋳型５上方に位置させた。
【００１８】
次に、正極板耳部１ａおよび負極板耳部２ａの側方にそれぞれ放射式ラインバーナー６の放射口６ａを位置させ、放射口６ａからブタンガスの還元炎７を正極板耳部１ａと負極板耳部２ａに２〜４秒間放射した。還元炎７のＣＯ濃度は空燃比を調節して１％または４％とした。耳部１ａ、２ａに櫛型の遮蔽板８を配置して還元炎７が上方の極板１、２に当たらないようにした。図１で１０は極板肩部である。
【００１９】
還元炎放射後、直ちに、極板群を３０ｍｍ／分の速度で降下させて、耳部１ａ、２ａの還元炎放射部分を、それぞれ下方の正、負極ストラップ鋳型４、５内の溶融鉛（４８０℃の鉛−錫合金溶湯）９中に浸漬し、そのまま溶融鉛９を凝固させて、正極板群耳部１ａおよび負極板群耳部２ａをそれぞれ正極ストラップ（断面１７×６ｍｍ、長さ３４ｍｍ）と負極ストラップ（断面１７×６ｍｍ、長さ３４ｍｍ）に一体に接合した。前記鋳型４、５底面の所定箇所に極柱形状の凹部（図示せず）を設けておいて極柱をストラップに一体に形成した。
耳部を接合した正極ストラップと負極ストラップについてボイドの発生状況を調べた。また耳部とストラップ間の接合性（接合強度）を調べた。
【００２０】
ボイドの発生状況は、ストラップの中央部を横方向に切断して研磨し、その研磨面を顕微鏡観察してボイド有無とその個数を調べた。正負各２０個のストラップについて調査した。
【００２１】
接合性は、ストラップを固定し耳部に４０ｋｇの荷重を掛けたときの耳部の抜け落ち個数を調べ、抜け落ち個数が０の場合は接合性が極めて良好（◎）、１個の場合は良好（○）、２個以上の場合は不良（△）と評価した。正負各５個のストラップについて調査した。従って正極ストラップでは１５個の耳部、負極ストラップでは２０個の耳部を調査したことになる。
【実施例２】
【００２２】
機械研磨後に耳部の先端を回転鋸により約１ｍｍ切断除去し、その後、耳部に還元炎を放射した他は、実施例１と同じ方法により極板群を製造し、実施例１と同じ調査を行った。切断面は良好に露出した。
【００２３】
［比較例１］
還元炎を放射しなかった他は、実施例１と同じ方法により極板群を製造し、実施例１と同じ調査を行った。
【００２４】
［比較例２］
還元炎を放射しなかった他は、実施例２と同じ方法により極板群を製造し、実施例１と同じ調査を行った。
【００２５】
［比較例３］
機械研磨後の耳部に回転スポンジブラシによりフラックスを塗布した後、ＣＯＳを施した他は、実施例１と同じ方法により極板群を製造し、実施例１と同じ調査を行った。
なお、表１は実施例１、２および比較例１〜３の調査結果を示したものである。
【００２６】
【表１】
2008047369.tif 000003
【００２７】
表１から明らかなように、本発明例品（実施例１、２）はいずれもストラップにボイドの発生個数も少なく、また、耳部とストラップの接合性が優れた。特に耳部先端を切断除去したもの（実施例２）は接合性が極めて優れた。
なお、還元炎放射はＣＯ濃度、放射時間またはその両方を変化させることで機械研磨後の酸化皮膜が厚いＮＯ．５やＮＯ．１０についても酸化皮膜の除去が可能であるが、ＣＯ濃度を高くする必要や放射時間を長くする必要があるため、酸化皮膜は１．０μｍ以下が好ましい。
【００２８】
比較例１、２は還元炎放射を施さなかったため酸化皮膜が十分に除去されず接合性が劣った。比較例３（従来例）はフラックスを用いたためボイドが発生し易くなり接合性が劣った。
【実施例３】
【００２９】
実施例１と同じ方法で製造した極板群を用いてＪＩＳ規格品５５Ｄ２３形鉛蓄電池（１２Ｖ４８Ａｈ）を５個作製し、周囲温度７５℃でＳＡＥ寿命試験を行った。また試験後の電池を解体してストラップ接合部分の耳部の腐食状況を調べた。
【実施例４】
【００３０】
実施例２と同じ方法で製造した極板群を用いて実施例３と同じ規格の鉛蓄電池を製造し、実施例３と同じ試験、調査を行った。
【００３１】
［比較例４］
比較例３と同じ方法で製造した極板群を用いて実施例３と同じ規格の鉛蓄電池を製造し、実施例３と同じ試験、調査を行った。
【００３２】
その結果、実施例３、４の電池は、いずれも充放電サイクル８０００回後において所要の電池性能を示した。また試験後の耳部の腐食長さは、実施例３のものはいずれの耳部もストラップ内接合長さの１／３未満、実施例４のものは１／４未満で耐食性が優れた。これに対し比較例４の電池は充放電サイクル５５００サイクルで寿命となった。また試験後の耳部の腐食長さは殆どの耳部が接合長さの２／３を超えており、耐食性が劣った。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の鉛蓄電池の製造方法の実施形態を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  正極板
１ａ正極板の耳部
２  負極板
２ａ負極板の耳部
３  極板群
４  正極ストラップ鋳型
５  負極ストラップ鋳型
６  放射式ラインバーナー
６ａ放射式ラインバーナーの放射口
７  還元炎
８  櫛型の遮蔽板
９  溶融鉛
１０極板肩部
【図１】
2008047369.tif 000004