(57)【要約】鉛合金の格子材料から形成された相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金被覆物を付与する工程を含むバッテリー格子又はバッテリープレートを形成する方法を開示する。バッテリー格子は、ストリップの拡張、ストリップの打ち抜き、又は連続した格子の鋳造のような連続したバッテリー格子を造る工程により形成される。一つの実施形態では、打ち抜き工程で造られたバッテリー格子の連続したストリップのグリッドワイヤーが、溶融した鉛合金の被覆物の中に浸される。別の実施形態では、打ち抜き工程で造られたバッテリー格子の連続したストリップのグリッドワイヤーが、打ち抜き工程で形成された矩形の横断面以外の断面を有するように、変形され、相互に連結された格子のストリップが溶融した鉛合金被覆物の中に浸される。このような方法により、バッテリーのサイクル寿命が増加する。
2004521445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリープレートを製造する方法において、
鉛合金の格子材料から相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程であって、前記相互に連結されたバッテリー格子の各々が少なくとも一つのフレーム要素で縁取りされた格子網を備え、前記格子網が間隔を開けて配置された複数のグリッドワイヤー要素を備え、各グリッドワイヤー要素が両端部を有し、前記端部の各々が複数のノードの内の一つに連結されていて格子網に複数の開口部が形成されるようにする、前記工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップにバッテリーペーストを塗布する工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを切断して複数のバッテリープレートを形成する工程と、
を備えた複数のバッテリープレートを製造する方法。
【請求項２】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する前に、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置においてグリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形して、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置で切り取った第１の横断面が前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面と異なるように形成する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記グリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形する工程が、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置でグリッドワイヤー要素を型打ちする工程を備えている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記格子網及び各フレーム要素が対向する略平坦な面を形成し、前記第１の横断面が前記平坦な面を越えて延びていないように形成する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記格子材料から相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程が、
前記バッテリー格子のストリップの長手方向に一致する直線状の経路に沿って、格子材料の連続したストリップを供給する工程と、
前記格子材料の連続したストリップを打ち抜き加工して相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程と、
を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記格子材料の連続したストリップが、鉛合金の格子材料の溶融物を連続的に鋳造して形成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記格子材料の連続したストリップが、鉛合金の格子材料の溶融物を鋳造してスラブを形成し、前記スラブを圧延することにより形成される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する前に、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置においてグリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形して、前記グリッドワイヤー要素の両端部で切り取った第１の横断面が前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面と異なるように形成する工程を更に備える、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記格子材料から相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程が、
前記バッテリー格子のストリップの長手方向に一致する直線状の経路に沿って、格子材料の連続したストリップを供給する工程と、
前記格子材料のストリップにスリットを形成する工程と、
前記格子材料のストリップを横方向に拡張して相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程と、
備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する前に、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置においてグリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形して、前記グリッドワイヤー要素の両端部で切り取った第１の横断面が前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面と異なるように形成する工程を更に備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記格子材料から相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程が、
格子材料を融解する工程と、
格子材料を連続的に鋳造して相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程と、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する前に、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置においてグリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形して、前記グリッドワイヤー要素の両端部で切り取った第１の横断面が前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面と異なるように形成する工程を更に備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを溶融した鉛合金の被覆物の中に浸す工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを溶融した鉛合金の被覆物の中に浸している間に、前記溶融した鉛合金の被覆物の中にガスを導入する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記格子材料が、鉛―カルシウム合金を有し、前記被覆物が鉛―錫合金を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記鉛―錫合金が約９０重量パーセントから９９重量パーセントまでの鉛と、約１重量パーセントから１０重量パーセントまでの錫とを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記鉛―錫合金がアンチモンを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記鉛―錫合金が、約８０重量パーセントから９８重量パーセントまでの鉛と、約１重量パーセントから１０重量パーセントまでの錫と、約１重量パーセントから１０重量パーセントまでのアンチモンとを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
溶融した鉛合金の被覆物を前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに噴霧する工程を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与した後で、前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップにバッテリーペーストを塗布する前に、流体の槽内で前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを急冷する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを急冷した後で、前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップにバッテリーペーストを塗布する前に、高温で前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを経時硬化させる工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
複数のバッテリープレートを製造する方法において、
格子材料を融解する工程と、
格子材料を連続的に鋳造して、連続したストリップを形成する工程と、
前記連続したストリップから格子材料を打ち抜き加工して相互に連結されたバッテリー格子を形成する工程であって、前記相互に連結されたバッテリー格子の各々がフレームで縁取りされた格子網を備え、前記フレームが電流収集ラグを有し、前記格子網が間隔を開けて配置された複数のグリッドワイヤー要素を備え、各グリッドワイヤー要素が両端部を有し、前記端部の各々が複数のノードの内の一つに連結されていて格子網に複数の開口部が形成されるようにする、前記工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子に鉛合金の被覆物を付与する工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子にバッテリーペーストを塗布する工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子を切断して、複数のバッテリープレートを形成する工程と、
を備えた複数のバッテリープレートを製造する方法。
【請求項２３】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを溶融した鉛合金の被覆物の中に浸す工程を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを溶融した鉛合金の被覆物の中に浸している間に、前記溶融した鉛合金の被覆物の中にガスを導入する工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記格子材料が、鉛―カルシウム合金を有し、前記被覆物が鉛―錫合金を有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記鉛―錫合金が約９０重量パーセントから９９重量パーセントまでの鉛と、約１重量パーセントから１０重量パーセントまでの錫とを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記鉛―錫合金が更にアンチモンを有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記鉛―錫合金が、約８０重量パーセントから９８重量パーセントまでの鉛と、約１重量パーセントから１０重量パーセントまでの錫と、約１重量パーセントから１０重量パーセントまでのアンチモンとを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する前に、グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置で前記グリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を型打ちし、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置で切り取った第１の横断面が前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面と異なるようにする工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記相互に連結されたバッテリー格子に鉛合金の被覆物を付与した後で、前記相互に連結されたバッテリー格子にバッテリーペーストを塗布する前に、流体の槽内で前記相互に連結されたバッテリー格子を急冷する工程を更に備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記相互に連結されたバッテリー格子を急冷した後で、前記相互に連結されたバッテリー格子にバッテリーペーストを塗布する前に、高温で前記相互に連結されたバッテリー格子を経時硬化させる工程を更に備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
複数のバッテリー格子を製造する方法において、
鉛合金の格子材料から相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程であって、前記相互に連結されたバッテリー格子の各々が少なくとも一つのフレーム要素で縁取りされた格子網を備え、前記フレーム要素が電流収集ラグを有し、前記格子網が間隔を開けて配置された複数のグリッドワイヤー要素を備え、各グリッドワイヤー要素が両端部を有し、前記端部の各々が複数のノードの内の一つに連結されていて格子網に複数の開口部が形成されるようにする、前記工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程と、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを切断して複数のバッテリープレートを形成する工程と、
を備えた複数のバッテリー格子を製造する方法。
【請求項３３】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する前に、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置においてグリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形して、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置で切り取った第１の横断面が前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面と異なるように形成する工程を更に備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記グリッドワイヤー要素の少なくとも一部分を変形する工程が、前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置でグリッドワイヤー要素を型打ちする工程を備えている、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記格子材料から相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程が、
前記バッテリー格子のストリップの長手方向に一致する直線状の経路に沿って、格子材料の連続したストリップを供給する工程と、
前記格子材料の連続したストリップを打ち抜き加工して相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成する工程と、
を備えている、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記格子材料の連続したストリップが、鉛合金の格子材料の溶融物を連続的に鋳造して形成される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを溶融した鉛合金の被覆物の中に浸す工程を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物を付与する工程が、
前記相互に連結されたバッテリー格子のストリップを溶融した鉛合金の被覆物の中に浸している間に、前記溶融した鉛合金の被覆物の中にガスを導入する工程を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
バッテリー用の格子において、
電流収集ラグを有する、少なくとも一つのフレーム要素で縁取りされた格子網を備え、
前記格子網が複数の間隔を開けて配置されたグリッドワイヤー要素を有し、各グリッドワイヤー要素が両端部を有し、格子網に複数の開口部が形成されるように前記端部の各々が複数のノードの内の一つに連結されており、
前記格子網には略全ての表面に鉛合金の被覆物が付与されており、
前記グリッドワイヤー要素の少なくとも一部分は前記グリッドワイヤー要素の両端部の中間位置で切り取った第１の横断面を有し、前記第１の横断面は前記グリッドワイヤー要素の一つの端部で切り取った第２の横断面とは異なる形状を有する、バッテリー用の格子。
【請求項４０】
前記第２の横断面が略矩形である、請求項３９に記載の格子。
【請求項４１】
前記第１の横断面が、ダイヤモンド、長円形、菱形、六角形及び八角形からなるグループから選択された形状である、請求項３９に記載の格子。
【請求項４２】
前記鉛合金の被覆物が多孔性である、請求項３９に記載の格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛酸蓄電池において使用される形式のバッテリー格子の改良に関し、バッテリーペーストの接着性及びバッテリーの作動寿命を改良するため、鉛酸（ｌｅａｄ−ａｃｉｄ）蓄電池のバッテリー格子の表面仕上げの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛酸蓄電池は通常幾つかのセル要素を備えており、このセル要素は硫酸の電解液を含む容器の分離した区画に包まれている。各セル要素は少なくとも一つの正極プレートと、少なくとも一つの負極プレートと、各正極プレート及び負極プレートの間に配置された多孔性のセパレータとを備えている。正極プレート及び負極プレートは各々が電気化学的に活性物質を支持する鉛又は鉛合金の格子を備えている。活性物質は、格子の上に付与された、鉛を基礎とする材料（即ち、バッテリーの異なった充電／放電段階における、ＰｂＯ，ＰｂＯ2，Ｐｂ又はＰｂＳＯ4）である。格子は電流を流すように作用する正極の活性物質及び負極の活性物質の間に電気的な接触を与える。
【０００３】
鉛酸蓄電池バッテリー製造技術及び材料は最近の数十年で飛躍的に改良されてきた。早期の改革は、メンテナンスフリー即ち保守の必要性がないバッテリーを提供するようなバッテリー格子の材料を使用することであった。それは、純粋な鉛は柔らかすぎてバッテリー格子を形成するために使用される製造工程に適さず、各種の合金要素が多年に亘り鉛に添加されて、バッテリーの製造工程に耐える十分な強度を有するバッテリ格子を造るためであった。例えば、アンチモンが鉛に添加された。それは、鉛―アンチモン合金は、重力鋳造技術により、商業的に受け入れ得る速度でバッテリー格子に形成されることがわかったからである。しかしながら、鉛―アンチモン合金はバッテリー格子に使用される場合、ガス化により水損失が発生することが発見された。従って、鉛―アンチモン合金の格子を有するバッテリーは、定期的に保守をすることが必要、即ちバッテリーに水を加えることが必要であった。バッテリーのガス化の速度を低めるため、鉛―カルシウムバッテリー格子が開発された。鉛―カルシウム合金の格子を使用するバッテリーは低いガス化速度を有しており、それにより、水を加える必要性がない。その結果、鉛―カルシウム合金のバッテリー格子を使用することにより、メンテナンスフリーのバッテリーを導入することができた。
【０００４】
別の鉛―酸バッテリーの製造における格別な改革は、バッテリー格子が従来の重力鋳造ブックモールド（ｇｒａｖｉｔｙ  ｃａｓｔ  ｂｏｏｋ  ｍｏｌｄ）法を使用して造られかつ鋳造格子が別の工程でペースト付与されるような慣用的な方法に換えて、連続工程でバッテリープレートの製造がされるようになったことである。典型的な連続したバッテリープレートの製造方法においては、鋳造（即ち、鋳造ストリップ）又は鋳造とロール（即ち、加工ストリップ）の何れかにより、鉛合金ストリップが製造され、そして、そのストリップは続いて拡げられ又は打ち抜かれて、所定の格子形状を有する相互に連結されたバッテリー格子のストリップが形成される。典型的に、比較的高い割合のカルシウムを有する鉛合金は連続的な格子製造工程で使用され、それは、高い割合のカルシウムはバッテリー硬度を増大させようとするからであり、打ち抜き及び拡張工程において有利である。次に、事前に用意された活性物質のバッテリーペースト（それは、鉛酸、硫酸、水、及びファイバー及び膨張剤のような適当な添加剤を混合して造られる）が、相互に連結されたバッテリー格子のストリップに付与され、ストリップは単一のバッテリープレートに分離される。連続したバッテリープレートを造る主な長所は、製造速度、寸法制御、より薄いプレート、低いストラップの速度及び低い製造原価をもたらすことである。ペーストが付与されたプレートは次に高い温度と湿度で長時間硬化され、（必要ならば）酸化されない鉛となり、プレートの結晶構造が調整される。硬化の後、プレートはバッテリーに組み立てられ、そして電気化学的に形成された電流が通過して、硫化鉛塩又は基本的な硫酸鉛が、二酸化鉛（正極のプレート）又は鉛（負極のプレート）に変換される。これは「化成」過程と呼ばれる。
【０００５】
鉛酸バッテリーは一つ又はそれ以上の幾つかの故障モードにより作動しなくなることは知られている。これらの故障モードの内には格子表面の腐食がある。電気化学的作用が格子表面を腐食させ、活性物質と格子の間の接着性を減少させる。殆どの例は、格子が最早十分な構造的支持をすることができなくなるか、格子から活性物質が分離する事により電流が流れなくなったとき、バッテリーの故障が生じる。上述の方法で造られた連続したプレートにより造られた負極の鉛―酸バッテリープレートは従来の重力鋳造ブックモールド格子から造られた負極のプレートと少なくとも同じサイクル寿命で作動することがわかっている。しかしながら、連続プレートを製造する方法で造られた正極の鉛―酸バッテリープレートは、重力鋳造ブックモールド格子と比べてサイクル寿命が劣る。特に、今日の小型乗用車のフードの下における温度環境ではそうである。とりわけ、鉛―カルシウム合金で連続したプレートを造る方法により製造された正極のプレートを有する鉛―酸バッテリーは、ＳＡＥ  Ｊ２４０Ｂ寿命サイクル試験により確定されているように、比較的作動時間が短いことが証明されている。それは、活性物質と格子の間の電気的抵抗層を形成する格子表面の腐食によるものであり、また、外観的には、試験時間に亘り活性物質と格子間の接着性が減少するからである。鉛―カルシウム合金のグリッドバッテリーは特に高温（７５度Ｃ）のＪ２４０試験に対して早期に故障しやすく、鉛―アンチモン合金の格子で造られた同様のバッテリーと比較して短時間で作動しなくなる。
【０００６】
従って、特に正極の格子の活性ペースト物質への接着性を高めることにより、連続的に製造されるプレートを有する鉛―酸バッテリーの作動寿命を改良する努力がされている。例えば、鉛蓄電池のサイクル寿命を延ばすための方法が、米国特許第５，８５８，５７５号公報に記載されている。この方法において、各々が鉛―カルシウム合金から形成された、拡張されていないストリップ又は予め拡張されたグリッドのストリップの連続体が、合金の溶融物内に浸されることにより、錫、鉛―アンチモン、鉛―銀、又は鉛―錫の層で被覆される。格子の表面の金属層が格子への活性物質ペーストの良好な接着性を促進させる。
【０００７】
別の同様な方法が米国特許第４，９０６，５４０号公報に記載されており、これは、鉛―アンチモン合金層を鉛―カルシウム合金で形成されたストリップにロールで付着する方法を開示している。このストリップは次に、一続きの連続した格子に拡張される。鉛―錫―アンチモン合金の表面層により、バッテリーの活性物質が長時間に亘り保持されることができる旨、記載されている。格子へのペーストの接着性を増加してバッテリーのサイクル寿命を改良する。
【０００８】
更に別の同様な方法が日本の特開平１０−２８４０８５号公報に開示されており、これは、鉛―アンチモンーセレニウム合金の被覆物が鉛―カルシウムー錫合金のストリップに溶着され、その後このストリップは打ち抜きされ及び拡張されるか、又はそれら何れかの工程によりバッテリー格子に形成される。この方法により形成された格子はバッテリー寿命を増加させると考えられている。
【０００９】
更に別の同様な方法が米国特許第４，７６１，３５６号公報に記載されており、これは、鉛―カルシウム合金のストリップが浸漬、噴霧被覆又はメッキにより、鉛―錫合金で被覆され、被覆された合金ストリップは、その後打ち抜きされ又は拡張されて、連続したバッテリー格子のストリップを形成する方法を開示する。鉛―カルシウム合金のストリップが鉛―錫合金で被覆された後打ち抜きされ又は拡張される方法の使用により、格子材料がストリップから打ち抜かれる領域で露出された鉛―カルシウム合金を有する格子が製造される。合金の被覆は過度の放電後の回復を改善すると報告されている。
【００１０】
鉛―酸バッテリーの化成効率もまた正極のプレートに大幅に依存しており、特に、正極の活性物質内の一酸化鉛（ＰｂＯ）の二酸化鉛（ＰｂＯ2）への転化の程度に依存する。明らかに、化成に必要な高い電気的ポテンシャルが、非伝導性のペースト物質のＰｂＯ2への変換に関係している。正極のプレートの低い化成効率により高い化成量が必要である。非効率的な充電もまたそのようなプレートで組み立てられたバッテリーの欠点となる。典型的に、ばってりーが完全に形成されない場合には、バッテリーの初期容量（性能）は低くなり、特定の性能値に達するために付加的な作業周期が必要となる。ペースト混合物と格子の間の接着性を増大することにより化成効率が改良されることは知られている。とりわけ、格子とペーストの間の接着性を高める事は、格子とペースト間の界面接触を改良し、それにより、格子とペースト間の電流を良くする。
【００１１】
従って、バッテリー格子とバッテリーの活性物質間の接着性は、特に、バッテリー化成過程及びバッテリー作動寿命に影響を及ぼす。それ故、上述のような多様な方法が、バッテリー格子とバッテリーの活性物質間の接着性を改良しそれにより作動寿命を改良するべく、提案されている。
【特許文献１】米国特許第４，９０６，５４０号公報、
【特許文献２】米国特許第４，７６１，３５６号公報
【特許文献３】特開平１０−２８４０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述の全ての方法は、バッテリーの作動寿命の改良における最大有効性を達成するこれらの方法の能力が制限されるという、ある種の欠点を有する。例えば、米国特許第４，９０６，５４０号公報、同第４，７６１，３５６号公報及び特開平１０−２８４０８５号公報に記載の方法は、ストリップに合金被覆を付与してバッテリー格子を形成し、その後、打ち抜き又は拡張することによりバッテリー格子を形成する。その結果、ストリップが打ち抜かれ又はスリットが形成されかつ拡張されたとき、ストリップに形成された開口部に面するグリッドワイヤー表面には、合金の被覆物が存在しない。従って、グリッドワイヤーの全表面が被覆されていないから、ペーストの接着性と作動寿命に関する合金被覆の有益な効果は制限されるであろう。加えて、米国特許第５，８５８，５７５号公報に開示された被覆方法は拡張された金属格子について使用され（米国特許第５，８５８，５７５号公報の図１に示されているように）、これは、米国特許第５，９８９，７４９号公報に示されているような打ち抜き格子と比較して充電及び放電効率が劣ることが知られている。低下した充電及び放電効率はまた、バッテリーの作動寿命即ちサイクル寿命を制限する。
【００１３】
従って、バッテリー製造分野において、引き続きバッテリーの作動寿命を改善するための、よりいっそう効果的な方法に対する要請がある。より特定すれば、連続した工程により製造されるバッテリー格子に対する活性物質の接着性を大幅に増加させることができる方法に対する要請がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
当該分野における上述の課題は、鉛合金の被覆を、鉛合金の格子材料から形成される相互に連結されたバッテリー格子の連続ストリップに付与する工程を含む、バッテリー格子又はバッテリープレートを形成する方法により、達成される。相互に連結されたバッテリー格子の各々は少なくとも一つのフレーム要素により縁取りされた格子網を備えている。格子網は複数の間隔を開けて配置されたグリッドワイヤー要素を備え、各グリッドワイヤー要素は複数のノードの内の一つに連結された両端部を有し、それにより格子網に複数の開口部を形成する。本発明の一つの形態として、相互に連結されたバッテリー格子のストリップは溶融した鉛合金被覆物質の中に浸されて、相互に連結されたバッテリー格子のストリップに鉛合金の被覆物が付与される。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップは、続いてペーストが付与され、個々のバッテリープレートに切断されるか、又は個々のバッテリープレートに切断された後にペーストが付与される。
【００１５】
選択的に、グリッドワイヤー要素の少なくとも一部分は、鉛合金被覆物が相互に連結されたバッテリー格子のストリップに付与される前に、グリッドワイヤー要素の両端部の中間部分で（コイニングのような工程により）変形される。これによりグリッドワイヤー要素が形成され、ここにおいて、グリッドワイヤー要素の両端部の中間部分で切り取った第１の横断面がグリッドワイヤー要素の両端部の一つで切り取った第２の横断面と異なっている。被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップは急冷され、その後経時硬化される。
【００１６】
相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成するために多様な方法を使用する事ができる。例えば、格子材料の連続したストリップから打ち抜きすることにより、相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成することができる。それに換えて、連続した格子材料のストリップにスリットを形成しかつ拡張することにより、相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成してもよい。また、溶融した格子材料を連続的に鋳造することにより（例えば、回転ドラムの上で）、相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成してもよい。
【００１７】
格子網を形成した後、相互に連結されたバッテリー格子のストリップを被覆することには幾つかの利点がある。まず第１に、溶融した鉛合金の被覆は相互に連結されたバッテリー格子のストリップの表面に熱を伝達する。それにより、相互に連結されたバッテリー格子のストリップの表面が溶かされる。相互に連結されたバッテリー格子のストリップ表面の結晶粒子はクリープに対する抵抗性を増加する、より大きな結晶化状態に再結晶する。第２に、合金の被覆物は格子網の全ての表面に付与されることにより、相互に連結されたバッテリー格子のストリップの長手方向平面に平行なグリッドワイヤー面だけでなく、グリッドワイヤーの全ての面におけるペースト接着性を改善する。第３に、合金の被覆は、構造物に鋳物状の表面を与え、格子網の全表面の表面積を増加し、それにより相互に連結されたバッテリー格子のストリップの長手方向平面に平行なグリッドワイヤー面だけでなく、グリッドワイヤーの全ての面における接着性を改善する。それに加えて、増加した表面積により電流密度及び腐食速度が低下し、充電能力が高まる。
【発明の効果】
【００１８】
従って、バッテリーの活性物質とバッテリー格子の間の接着性を高めることにより、バッテリーのサイクル寿命を増加する方法を与えることは、本発明の一つの効果である。
本発明の別の効果は、バッテリーペースト剤とバッテリー格子の間の接着性を向上させることにより、化成効率が増加することである。
【００１９】
本発明の更に別の効果は、連続した工程から造られるバッテリー格子のワイヤー形状を変更する方法を提供し、ペーストをグリッドワイヤーの周囲に流動させてグリッドプレートの強度を改善することができることである。
【００２０】
本発明の更に別の効果は、化成効率及びサイクル寿命を低下させるような不十分なペースト接着性に伴う欠点がなく、バッテリー製造業者が低コストで連続した格子の製造工程を実施できるような、バッテリー格子を製造する方法を提供できることである。
【００２１】
本発明の更に別の効果は、バッテリープレート又はバッテリー格子を造る方法を提供して、バッテリー格子の表面の近傍に大きい結晶粒子を有するバッテリー格子を製造することができることである。
【００２２】
本発明の更に別の効果は、表面積が大きいことにより界面接触及び格子とバッテリーペーストの間の機械的付着性を増加するバッテリー格子を製造することができる、バッテリープレート又はバッテリー格子を造る方法を提供できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の上述の特徴、特性及び効果は以下の詳細な説明、及び添付図面を参照することにより、更に理解されるであろう。図面はスケール通りに記載されてなく、かつ表わされた実施の形態は、図表的な記号、想像線、図解的な表示及び部分図により示されていることは理解されるべきである。例えば、本発明の理解に必要でなく、又は、知覚することが困難とみなされる詳細部分は省略して示す。また、本発明は、ここで図示された特定の実施形態に限定されるものではないことは、理解されるべきである。以下の図面及び記載において、同じ参照符号は、同じ部品若しくは類似の部品を表示するものとして使用されている。
【００２４】
図１は、本発明の方法のの一つの形態により製造されたバッテリー格子の正面図である。この格子は鉛合金で被覆された鉛合金格子材料で作られた打ち抜き格子であり、従来技術で公知の他のバッテリー格子と同じように機能する。極めて多数の格子の構成を本発明から想到することができ、従って、下記の記載は、図１に示された格子の構成に本発明を限定することを意図するものではなく、図解の目的で提供するものであることは、注意されるべきである。
【００２５】
図１を参照すると、格子１０はフレームを備え、これは上部フレーム要素１２，第１及び第２の側部フレーム要素１４，１６、底部フレーム要素１８を備えている。格子１０は一連のグリッドワイヤーを備え、これは、電流を発生させる電気化学的ペースト（図示されていない）を保持する開放領域２０を形成する。電流収集ラグ２２が上部フレーム要素１２と一体に形成されかつ上部フレーム要素１２の中心からずれている。上部フレーム要素１２は電流収集ラグ２２の直下に広がった伝導部分２４を備えており、電流収集ラグ２２への電流の伝導を最適にするべく、図示されたような形状を有する。
【００２６】
一連の半径方向に延在する垂直なグリッドワイヤー要素２６ａ−２６ｏが格子１０の部分を形成する。図示されているように、垂直なグリッドワイヤー要素２６ｃ−２６ｎが上部フレーム要素１２と底部フレーム要素１８に連結され、垂直なグリッドワイヤー要素２６ａ−２６ｂが第１の側部フレーム要素１４において上部フレーム要素１２に連結され、そして、垂直なグリッドワイヤー要素２６ｏが上部フレーム要素１２と側部フレーム要素１６に連結されている。垂直なグリッドワイヤー要素２６ｉは側部フレーム要素１４と１６に平行であり、残りの垂直なグリッドワイヤー要素２６ａ−２６ｈ及び２６ｊ−２６ｏは、垂直なグリッドワイヤー要素２６ｉを介して延びる半径方向線に沿って、想像上の交差点に向かって半径方向に延在する。垂直なグリッドワイヤー要素２６ａ−２６ｏは、上部フレーム要素１２に向けて底部フレーム要素１８ｈから延びるとき共に接近し、そして垂直なグリッドワイヤー要素２６ｉから左側の側部フレーム要素１４又は右側の側部フレーム要素１６に向かって延びるとき更に離れる。
【００２７】
格子１０はまた、複数の水平のワイヤー要素即ちクロスワイヤー要素を備えている。クロスワイヤー要素は格子１０の中間部分に位置決めされた一組の平行な水平方向のグリッドワイヤー要素３０を備えている。それに加えて、格子１０は互いに平行な左側の側部フレーム要素１４と垂直なグリッドワイヤー要素２６ａの間に連結された第１の組のクロスワイヤー要素３２と、互いに平行な垂直方向のグリッドワイヤー要素２６ａと２６ｂの間に連結された第２の組のクロスワイヤー要素３４と、格子１０の左側で互いに平行な垂直方向のグリッドワイヤー要素２６ｂと２６ｃの間に連結された第３の組のクロスワイヤー要素３６とを備えている。更に、格子１０は、互いに平行な垂直方向のグリッドワイヤー要素２６ｎと２６ｏの間に連結された第４の組のクロスワイヤー要素３８と、格子１０の右側で互いに平行な垂直方向のグリッドワイヤー要素２６ｏと右側の側部フレーム要素１６の間に連結された第５の組のクロスワイヤー要素４０とを備えている。一連の短い支持ワイヤー４２が底部フレーム要素１８に連結されている。
【００２８】
垂直なグリッドワイヤー要素２６ａ−２６ｏのそれぞれの部分、水平なグリッドワイヤー要素３０又はクロスワイヤー要素３２−４０は両端部４３を有し、両端部４３は伝導用の電気化学的ペーストを支持する開口領域２０を形成する複数のノード４４で結合されている。
【００２９】
図２ないし６Ａに示されたグリッドワイヤーの断面は、下記の本発明の一つの方法により形成されたグリッドワイヤー部分の各種の形状を表している。バッテリー格子において、各グリッドワイヤー部分は異なった断面形状を有しても良く、又は、各グリッドワイヤー部分は同じ断面形状を有してもよい。しかしながら、各グリッドワイヤー部分は同じ断面形状を有することが好ましい。図２ないし６Ａには、本発明の特徴を垂直方向のグリッドワイヤーの断面図として図示しているが、水平なグリッドワイヤーの断面についても同じ断面図を適用できることは理解すべきであり、そのことは重要である。換言すれば、図２ないし６Ａに図示されたものと同様の変形方法は、水平なグリッドワイヤー要素にもまた適用できる。必要に応じて、格子は垂直なグリッドワイヤー要素のみを変形させるか、垂直な及び水平なグリッドワイヤー要素の双方を変形させるか、又は、何れも変形させないようにしてもよい。
【００３０】
図２は、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った、一連の垂直なグリッドワイヤー要素２６ｈの断面を示す。グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置において、グリッドワイヤー要素の断面は略八角形のグリッドワイヤーベース９０ａと合金被覆部９２ａとを備えている。また、グリッドワイヤーベース９０と格子の対向する平坦な表面３３の下にある合金被覆部９２との間に、境界面（インターフェース）が符号９３で想像線で表されている。バッテリーグリッドワイヤー又はノードは完全な幾何学的形状ではなく、グリッドワイヤー部分の縁部及び角部、ベース部分、被覆面、又はノードの丸みは製造過程の結果生じたものであることは、当業者には理解できる。この理由により、明細書における断面形状の記載では「略」という言葉を使用して、断面形状が完全な幾何学的形状から幾分変形していることを表示する。
【００３１】
図３は、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った垂直なグリッドワイヤー要素２６ｉの部分の断面を示す。グリッドワイヤー部分の両端の間の位置にて、グリッドワイヤーの断面はグリッドワイヤーベース９０ｂを備え、これはノードに対して４５度回転されておりかつ略矩形の断面を有することが理解できる。グリッドワイヤーの断面図には合金の被覆部９２ｂも示されている。更に、グリッドワイヤーベース９０ｂと、格子の対向する平坦な平面３３の下側の合金被覆９２ｂとの間の境界面が想像線９３で示されている。
【００３２】
図４は、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った垂直なグリッドワイヤー要素２６ｊの部分の断面を示す。グリッドワイヤー部分の両端の間の位置にて、グリッドワイヤーの断面は略六角形のグリッドワイヤーベース９０ｃと、合金の被覆部９２ｃとを備えていることがわかる。グリッドワイヤーベース９０ｃは隣接するノードの表面と同一平面にある対向する表面を有する。更に、グリッドワイヤーベース９０ｃと、格子の対向する平坦な平面３３の下側の合金被覆９２ｃとの間の境界面が、想像線９３で示されている。
【００３３】
図５は、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った垂直なグリッドワイヤー要素２６ｋの部分の断面を示す。グリッドワイヤー部分の両端の間の位置にて、グリッドワイヤーの断面は略ダイヤモンド形をしたグリッドワイヤーベース９０ｄと、合金の被覆部９２ｄとを備えていることが理解できる。更に、グリッドワイヤーベース９０ｄと、格子の対向する平坦な平面３３の下側の合金被覆９２ｄとの間の境界面が、想像線９３で示されている。
【００３４】
図６Ａは、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った垂直なグリッドワイヤー要素２６ｌの部分の断面を示している。この図は、従来の打ち抜き型のバッテリー格子を示しており、本図において、ノードの断面及びグリッドワイヤー部分に沿った全ての位置での断面は略矩形である。そして、ノードとグリッドワイヤー部分との表面（これらはグリッドワイヤーベース９０ｅを備えている）は、合金の被覆部９２ｅを備えている。更に、グリッドワイヤーベース９０ｅと、格子の対向する平坦な平面３３の下側の合金被覆９２ｅとの間の境界面が、想像線９３で示されている。
【００３５】
図６Ｂは、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った垂直なグリッドワイヤー要素２６ｌの部分の別の断面形態を示している。本図において、格子は合金被覆を備えていない。ノードの断面及びグリッドワイヤー部分に沿った全ての位置での断面は略矩形であり、各グリッドワイヤーの断面領域は格子の対向する平坦な平面３３の上方にも下方にも延びていない。
【００３６】
図６Ｃは、グリッドワイヤー部分の両端の間の任意の位置で切り取った垂直なグリッドワイヤー要素２６ｌの部分の更に別の断面形態を示している。グリッドワイヤーのこの断面図において、グリッドワイヤーベース９０ｇ及び合金の被覆部９２ｇが示されている。合金の被覆部９２ｇはグリッドの平坦な平面３３に配置されている。しかしながら、平坦な平面３３に対して横方向のグリッドワイヤー要素の表面９１ｇには合金の被覆部は存在しない。図６Ｃの格子は米国特許第４，９０６，５４０号及び同４，７６１，３５６号の方法により製造する事ができる。
【００３７】
図２ないし図６Ａに示されたバッテリー格子の構成の一つの利点は、図６Ａ及び図６Ｂを参照すると最も良く理解される。図６Ａは、打ち抜き後合金の被覆９２ｅで被覆された打ち抜きバッテリー格子の形態を示す。ノードの断面及びグリッドワイヤーベース９０ｅを備えたグリッドワイヤー部分に沿う全ての位置での断面は略矩形をしている。しかしながら、合金被覆９２ｅの表面はグリッドワイヤーベース９０ｅの４つの角の近傍でわずかに丸みが形成されている。図６Ａに示されているように、バッテリーペーストを格子に付与するとき、わずかに丸みが付けられたグリッドワイヤーにより、ペーストがグリッドワイヤーの周りを流れることが可能になる。グリッドワイヤーの粗い表面はペースト粒子の機械的接合部と連結部とを与える。それ故、格子とバッテリーペーストとの間の接触は良好となり、ペーストによる付着は強くなる。図６Ｂは従来の打ち抜きバッテリー格子の形態を示す。ここにおいて、ノードの断面及びグリッドワイヤー部分９０ｆに沿う全ての位置での断面は略矩形をしている。図６Ｂに示されているように、バッテリーペーストを格子に付与するとき、バッテリーペーストとペーストが付与される方向に垂直な方向に延びるグリッドワイヤーの表面との間に良好な接触状態を形成することは困難である。それは、ペーストの流れが９０度の段差で変化するからである。このことは、水が９０度の崖を落下したとき、崖の縁の丁度下になる面は落下する水と接触しない状態に類似している。グリッドワイヤーの向きが９０度以外の場合は、ペースト流れの変化は漸進的でありかつ連続的であるため、良好なペースト被覆がもたらされる。バッテリーペーストが硬化され乾燥したとき、バッテリーペーストは収縮し、そしてペースト／グリッドワイヤーの境界面で引っ張り力が発生する。ワイヤー表面が格子表面に垂直であるときペースト／グリッドワイヤーの境界面での引っ張り力は最大となり、ワイヤー表面が格子表面と平行であるときペースト／グリッドワイヤーの境界面での引っ張り力は最小となる。その結果、グリッドワイヤーとペーストとの間で、引っ張り力が最大の位置で、ギャップが形成される。このような形式のプレートは弱くかつペーストは容易に剥がれる。ペーストとグリッドワイヤー間の接触の欠如により、このような形式のプレートで作られたバッテリーは形成することが困難で、ある種の供給予備力試験で性能を発揮せず、満足なサイクルライフを呈しない。
【００３８】
本発明の一つの形態により製造することができる例示的な合金被覆されたバッテリー格子を示しながら、本発明によるバッテリー格子を形成することができる多数の装置を以下に記載する。図７Ａは本発明の方法を実施するため及び本発明によるバッテリー格子を形成するための装置を、全体的に５０で示している。装置５０はバッテリー格子のベースを形成する溶融鉛合金６２を収容する加熱された鉛ポット６１ａと、内部が冷却された回転ドラム６３とを備えている。作動において、溶融鉛合金６２は冷却されたドラム表面と接触し、略一定の幅と厚さを有する忠実の鉛合金ストリップ６５を形成するべく冷却される。装置５０で使用されるのに適した鉛合金のストリップドラム鋳造装置が、米国特許第３，９２６，２４７号及び米国特許第５，４６２，１０９号に記載されており、これらは参考としてここに含める。鉛合金ストリップ６５はローラ６４により選択的に圧延されて、ストリップ６５の厚さと列理（ｇｒａｉｎ）が変更される。連続したストリップ６５は打ち抜き部位７１に供給され、そこで、一連の相互に連結されたバッテリー格子が、連続したストリップ６５から格子材料を打ち抜くことにより形成される。
【００３９】
打ち抜き部位７１での打ち抜き作動の間、ストリップ６５は連続ストリップとして、好ましくは相互に連結されたバッテリー格子の形状として維持され、順に打ち抜き作動で形成される。すなわち、幾つかの打ち抜き作動でバッテリー格子に幾つかの特徴が付与される。打ち抜き部位７１は相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成することができ、それらの各々が図１に示されたような形状を有する。
【００４０】
ストリップは打ち抜き部位７１を出た後、ストリップのバッテリグリッドワイヤー部分がコイニング部位（型打ち部位）７３で処理される。コイニング部位７３は、グリッドワイヤーを変形し又は型打ちして、グリッドワイヤーが図２ないし５に示されたグリッドワイヤー断面９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄのうちの一つに類似した断面を有するように使用される。例えば、コイニング部位７３はダイ又はダイスを備えることができ、ダイ又はダイスは図２に示すように、打ち抜かれた格子のグリッドワイヤーの矩形断面を八角形の断面９０ａに変形する。図３ないし５に示された他の例示的なワイヤー断面も形成できる。打ち抜き部位７１（及び選択的に、コイニング部位７３）を出た、打ち抜きされ（選択的に、コイニングされ）相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４は、溶融鉛合金７７を収容する合金被覆槽７６を通って送られ、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子７９が形成される。合金被覆槽７６の長さは溶融鉛合金７７の合成物、付与される合金被覆の厚さ、及び打ち抜きされ相互に連結されたバッテリー格子のストリップが合金被覆槽７６を通って移動する速度により、変化させてもよい。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は次に、急冷液８４を収容する急冷槽８３を通って供給され、巻き取りリール８５に巻き取られてコイル状にされる。急冷はより安定な状態にある合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９の分散された列理を保存する。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは次に、経時硬化される。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは例えば２５度Ｃの室温で経時硬化することができるけれども、それより高い温度（２５度Ｃ以上の温度）で合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールを経時硬化することが望ましい。その後、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは巻き戻され、ペースト装置（米国特許第４，６０６，３８３号に記載のようなペースト付与装置）に送られ、バッテリーに組み立てられる。それに換えて、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは巻き戻され、個々のバッテリー格子に分割され、続いてペーストが付与されてバッテリプレートに形成されてもよい。
【００４１】
図７Ｂは全体的に５１で表示された、本発明の方法を実施しかつ、本発明のバッテリー格子を形成する別の装置を示す。この装置５１において、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は、鋳造ドラム６３，打ち抜き部位７１，コイニング部位７３（希望すれば）、合金被覆槽７６、及び図７Ａの装置５０に示されたような急冷タンク８３を使用して製造される。しかしながら、図７Ｂの装置では、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は、急冷タンク８３を出た後オーブン８６に入り、急冷の後直ちに経時硬化される。オーブン８６で経時硬化された後、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は、ペースト装置８７を通って送られる。このペースト装置８７では、従来のバッテリーペーストが、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９に塗布される。ペーストが付与されていて合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９ａは、ペースト装置８７を出て、バッテリーに組み立てられる前に、分離装置８８で個々のバッテリープレートに分割される。
【００４２】
図７Ｃは、全体的に５２で表示された、本発明の方法を実施する別の装置を示す。この装置５１において、鉛合金ストリップ６５は図７Ａの装置５０のような鋳造ドラム６３を使用して製造される。鉛合金ストリップ６５は拡張装置７２で相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５に拡張される。鉛合金ストリップ６５を相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５に拡張するのに適した装置は、米国特許第４，２９１，４４３号に記載されており、この特許は参照のために包含する。相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５が拡張装置７２を出た後、ストリップのバッテリーグリッドワイヤー部分は選択的に、図７Ａの装置５０に関して記載されたように、コイニング部位７３で処理される。相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５は次に、合金被覆槽７６を介して供給されて合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０に形成され、これは急冷タンク８３で急冷され、巻き取りリール８５に巻き取られる。次に、合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子８０のリールは加熱され、合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子８０を経時硬化する。合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子８０は巻き戻され、ペースト装置に送られ、バッテリーに組み立てられるバッテリープレートに分割される。それに換えて、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０のリールは巻き戻され、個々のバッテリー格子に分割され、続いてペーストが付与されてバッテリプレートに形成されてもよい。
【００４３】
図７Ｄは、全体的に５３で表示された、本発明の方法を実施する別の装置を示す。この装置５３において、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０は、鋳造ドラム６３，拡張装置７２，コイニング部位７３、合金被覆槽７６、及び図７Ｃの装置５２に示されたような、急冷タンク８３を使用して製造される。しかしながら、図７Ｄの装置では、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０は、急冷タンク８３を出た後直ちにオーブン８６に入り、経時硬化される。オーブン８６で経時硬化された後、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０は、ペースト装置８７を通って送られる。このペースト装置８７では従来のバッテリーペーストが合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０に塗布される。ペーストが付与されていて合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０ａは、ペースト装置８７を出て、バッテリーに組み立てられる前に、分離装置８８で個々のバッテリープレートに分割される。
【００４４】
図７Ｃの装置５２及び図７Ｄの装置５３は、本発明を実施するために使用される場合に適した結果をもたらすが、図７Ａの装置５０及び図７Ｂの装置５１は、打ち抜き部位７１及び選択的にコイニング部位７３を使用して（図１に示されたとうな）複雑なバッテリー格子の形状を製造する場合に特に利点がある。特定すれば、図７Ｃの装置５２及び図７Ｄの装置５３で使用される拡張装置７２はワイヤーパターン、ワイヤー形状及び鉛の分散において制限される、連続した長さの拡張された金属格子を製造する。それとは反対に、図７Ａの装置５０及び図７Ｂの装置５１は、連続した長さの打ち抜き格子を製造でき、この格子は最適なグリッドワイヤーパターン、非対象かつオフセットしたグリッドワイヤーパターン、改良されたグリッドワイヤー厚さの制御（グリッドワイヤーの縦横比）、改良されたグリッドワイヤー形状制御、グリッドの改良された鉛分布（グリッドの上部から底部までの鉛分布パーセント）及び列理（ｇｒａｉｎ）制御を有する。その結果、比較的応力のない列理及び打ち抜かれたシートの低い多孔度により、腐食性能が向上する。加えて、打ち抜き工程が列理を変形せず、また、腐食が始まる箇所となる格子内での他の応力を付加する事がない。独特で、最適なグリッドワイヤーパターン、グリッドワイヤー寸法の改良された制御、及び格子内での最適な鉛分布の結果として、電気的性能が向上する。従って、図７Ａの装置５０及び図７Ｂの装置５１は最適なグリッドワイヤーパターンの利点と、合金被覆の利点とを有するバッテリー格子を製造する。
【００４５】
図８Ａは全体的に５４で表示された、本発明の方法を実施しかつ、本発明のバッテリー格子を形成する別の装置を示す。装置５４はバッテリー格子のベースを形成する溶融鉛合金６２を収容する加熱された鉛ポット６１ｂと、一対の成形ローラ６６とを備えている。作動において、溶融鉛合金６２はローラ表面と接触し、略一定の幅と厚さを有する中実の鉛合金ストリップ６８を形成するべく冷却される。装置５４で使用されるのに適した鉛合金のストリップロール成形装置が、米国特許第４，４９８，５１９号に記載されており、これは参考としてここに含める。鉛合金ストリップ６８はローラ６７により選択的に更に圧延されて、ストリップ６８の厚さと列理が変更される。連続したストリップ６８は打ち抜き部位７１に供給され、そこで、一連の相互に連結されたバッテリー格子が、連続したストリップ６８から格子材料を打ち抜くことにより形成される。
【００４６】
打ち抜き部位７１での打ち抜き作動の間、ストリップ６８は連続ストリップとして、好ましくは相互に連結されたバッテリー格子の形状として維持され、順に打ち抜き作動で形成される。すなわち、幾つかの打ち抜き作動でバッテリー格子に幾つかの特徴が付与される。打ち抜き部位７１は相互に連結されたバッテリー格子のストリップを形成することができ、それらの各々が図１に示されたような形状を有する。
【００４７】
ストリップは打ち抜き部位７１を出た後、ストリップのバッテリグリッドワイヤー部分がコイニング部位（型打ち部位）７３で処理される。コイニング部位７３は、グリッドワイヤーを変形し又は型打ちして、グリッドワイヤーが図２ないし５に示されたグリッドワイヤー断面９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄのうちの一つに類似した断面を有するように使用される。例えば、コイニング部位７３はダイ又はダイスを備えることができ、ダイ又はダイスは図２に示すように、打ち抜かれた格子のグリッドワイヤーの矩形断面を八角形の断面９０ａに変形する。図３ないし５に示された他の例示的なワイヤー断面も形成できる。打ち抜き部位７１（及び選択的に、コイニング部位７３）を出た、打ち抜きされ（選択的に、コイニングされ）相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４は、溶融鉛合金７７を収容する合金被覆槽７６を通って送られ、図７Ａに関して説明したように、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子７９が形成される。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は次に、急冷液８４を通って供給され、巻き取りリール８５に巻き取られてコイル状にされる。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは次に加熱され、経時硬化される。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは巻き戻され、ペースト付与装置に送られ、バッテリープレートに分割されて、バッテリーに組み立てられる。それに換えて、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９のリールは巻き戻され、個々のバッテリー格子に分割され、続いてペーストが付与されてバッテリプレートに形成されてもよい。
【００４８】
図８Ｂは全体的に５５で表示された、本発明の方法を実施しかつ、本発明のバッテリー格子を形成する別の装置を示す。この装置５５において、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は、一対のロール式成形装置６６，打ち抜き部位７１，コイニング部位７３（希望すれば）、合金被覆槽７６、及び図８Ａの装置５４に示されたような、急冷タンク８３を使用して製造される。しかしながら、図８Ｂの装置では、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は、急冷タンク８３を出た後オーブン８６に入り、経時硬化される。オーブン８６で経時硬化された後、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９は、ペースト装置８７を通って送られる。このペースト装置８７では従来のバッテリーペーストが合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９に塗布される。ペーストが付与されていて合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７９ａは、ペースト装置８７を出て、分離装置８８で個々のバッテリープレートに分割される。
【００４９】
図８Ｃは、全体的に５６で表示された、本発明の方法を実施する別の装置を示す。この装置５６において、鉛合金ストリップ６８は図８Ａの装置５４のような一対のロール式成形装置６６を使用して製造される。鉛合金ストリップ６８は拡張装置７２で相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５に拡張される。鉛合金ストリップ６８を相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５に拡張するのに適した装置は、米国特許第４，２９１，４４３号に記載されている。相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５が拡張装置７２を出た後、ストリップのバッテリーグリッドワイヤー部分は選択的に、図７Ａの装置５０に関して記載されたように、コイニング部位７３で処理される。相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７５は次に、合金被覆槽７６を介して供給されて合金で被覆され、相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０に形成され、これは急冷タンク８３で急冷され、巻き取りリール８５に巻き取られる。次に、合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子８０のリールは加熱され、合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子８０を経時硬化する。合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子８０は巻き戻され、ペースト装置に送られ、バッテリーに組み立てられるバッテリープレートに分割される。それに換えて、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０のリールは巻き戻され、個々のバッテリー格子に分割され、続いてペーストが付与されてバッテリプレートに形成されてもよい。
【００５０】
図８Ｄは、全体的に５７で表示された、本発明の方法を実施する別の装置を示す。この装置５７において、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０は、一対のロール式成形装置６６，拡張装置７２，コイニング部位７３（希望すれば）、合金被覆槽７６、及び図８Ｃの装置５６に示されたような急冷タンク８３を使用して製造される。しかしながら、図８Ｄの装置５７では、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０は、急冷タンク８３を出た後オーブン８６に入り、経時硬化される。経時硬化された後、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０は、ペースト装置８７を通って送られる。このペースト装置８７では、従来のバッテリーペーストが合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０に塗布される。ペーストが付与されていて合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８０ａは、ペースト装置８７を出て、分離装置８８で個々のバッテリープレートに分割される。
【００５１】
図９Ａは、本発明の方法を実施するため及び本発明によるバッテリー格子を形成するための装置を、全体的に５８で示している。装置５８は、バッテリー格子のベースを形成する溶融鉛合金６２を収容する加熱された鉛ポット６１ｃと、鋳造ドラム６９とを備えている。作動において、溶融鉛合金６２は鋳造ドラム表面と接触し、相互に連結されたバッテリー格子７０のストリップを形成するべく冷却される。相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７０を形成するため、装置５８で使用されるのに適した鋳造装置が、米国特許第４，３４９，０６７号に記載されており、これらは参考としてここに含める。選択的に、鋳造ドラム６９の表面から離れた相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７０は、一つ又はそれ以上の組のローラ９８を通って供給され、米国特許第５，６１１，１２８号（参照のためここに含める）に記載されているように、相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７０の厚さを低減する。
【００５２】
相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７０は、溶融鉛合金７７を収容する合金被覆槽７６を通って送られ、図７Ａに関して説明したように、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１が形成される。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１は次に、急冷液８４を通って供給され、巻き取りリール８５に巻き取られてコイル状にされる。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１のリールは次に加熱され、経時硬化される。合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子８１のリールは巻き戻され、ペースト装置に送られ、バッテリーに組み立てられるバッテリープレートに分割される。それに換えて、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１のリールは巻き戻され、個々のバッテリー格子に分割され、続いてペーストが付与されてバッテリプレートに形成されてもよい。
【００５３】
図９Ｂは全体的に５９で表示された、本発明の方法を実施しかつ、本発明のバッテリー格子を形成する別の装置を示す。この装置５９において、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１は、鋳造ドラム６９，選択的にローラ９８、合金被覆槽７６、及び図９Ａの装置５８に示されたような急冷タンク８３を使用して製造される。しかしながら、図９Ｂの装置では、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１は、急冷タンク８３を出た後オーブン８６に入り、経時硬化される。経時硬化された後、合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１は、ペースト装置８７を通って送られる。このペースト装置８７では従来のバッテリーペーストが合金で被覆された相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１に塗布される。ペーストが付与されていて合金で被覆され相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１ａは、ペースト装置８７を出て、分離装置８８で個々のバッテリープレートに分割される。
【００５４】
図７Ａから図９Ｂの装置に対して各種の変形がなされ得る。例えば、相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４は、選択的に、合金被覆槽７６に入る前に溶融部位（図示されていない）を経て供給され、相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４の表面から酸素を除去することができる。溶融部位は、前進する相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４の下側に設けられたトレイ内の溶剤プール、溶剤プールから溶剤を吸収し取り上げて相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４の下側に塗布する回転ローラ、及び相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４の上に配置されていてストリップ７４の上面に溶剤を噴霧するノズルを備えることができる。別の構成では、ストリップ７４の上面に溶剤を塗布する、例えば湿潤化されたスポンジ／塗布装置を使用してもよい。本発明の別の形態において、合金被覆は、相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４の上に合金を噴霧することにより付与するようにしてもよい。
【００５５】
別の高度に有利な変形が図７Ａから図９Ｂの装置に対してなされ得る。詳述すれば、合金被覆槽７６は、不活性ガス（窒素又はアルゴンのような）の噴流を合金被覆槽７６の溶融鉛合金７７内に吹き付けるように、変形することができる。合金被覆槽７６内で相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４を被覆する間に、不活性ガス（窒素又はアルゴンのような）が融鉛合金７７内に吹き付けられて溶融した鉛合金７７内で泡を形成する。このことは３つの利点を提供する、即ち、（１）相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４に形成される合金被覆は多孔質であり、それ故、より大きな表面積を有し、更に、格子への活性物質の付着を向上させること、（２）相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４に形成される合金被覆は、溶融鉛合金７７内に不活性ガスを導入しないで相互に連結されたバッテリー格子のストリップ７４に形成される合金被覆と比べて、質量が小さくかつコストが低いこと、（３）不活性ガスは合金被覆槽７６を出るときにシールド膜として作用し、このシールド膜は溶融合金槽の上部が酸化することを防止し、それにより、溶融合金槽７６の浮きかす及び汚染を低減することである。
【００５６】
本発明によるバッテリープレート又はバッテリー格子を形成する種々の方法と装置を説明したが、本発明によるバッテリー格子を製造するために使用される例示的な格子材料及び被覆材料を説明する。図７Ａないし７Ｄの何れかの装置の鋳造ドラム６３で、中実の鉛合金ストリップ６５を製造するために使用される鉛合金が選択されて、鉛―酸バッテリーの意図した用途に適した合金の組成を有する相互に連結されたバッテリー格子のストリップへと打ち抜き又は拡張することができる成型合金ストリップが作られる。例えば、鉛―酸バッテリーが保守不要のバッテリーとして販売される場合、鉛―カルシウム合金が選択され、鋳造ドラム６３に付与される鉛合金として使用される。鉛及びカルシウムを有する合金は、錫、アルミニウム、及び銀のような多の合金成分をも含めることができることは当業者には知られている。従って、ここで使用されるような、「鉛―カルシウム合金」という用語は、２成分の鉛―カルシウム合金に限定されることを意図するものではなく、鉛、及びカルシウムと同様にバッテリーに対して有害でなく、またメンテナンスフリーの特徴を有する他の合金要素を含むものである。鉛合金における合金組成要素は、図７Ａないし７Ｄの何れかの装置の鋳造ドラム６３の最適な性能を与えるために変更することができる。
【００５７】
同様に、図８Ａないし８Ｄの何れかの装置の２ロール型成形ローラ６６で中実の鉛合金ストリップ６８を製造するために使用される鉛合金が選択されて、鉛―酸バッテリーの意図した用途に適した合金の組成を有する相互に連結されたバッテリー格子のストリップへと打ち抜き又は拡張することができる成型合金ストリップが作られる。鉛―酸バッテリーが保守不要のバッテリーとして販売される場合、ここで記載された鉛―カルシウム合金が選択され、２ロール型成形ドラム６６に付与される鉛合金として使用される。鉛合金における合金組成要素は、鋳造ドラム６６の最適な性能を与えるために変更することができる。同様に、図９Ａ及び９Ｂの何れかの装置の鋳造ドラム６９を使用して、相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１を製造するために使用される鉛合金が選択されて、鉛―酸バッテリーの意図した用途に適した合金の組成を有する相互に連結されたバッテリー格子のストリップ８１を製造することができる。鉛―酸バッテリーが保守不要のバッテリーとして販売される場合、ここで記載された鉛―カルシウム合金が選択され、鋳造ドラム６９に付与される鉛合金として使用される。鉛合金における合金組成要素は、鋳造ドラム６９の最適な性能を与えるために変更することができる。本発明に有用な鉛―カルシウム合金の一つの例示は、鉛と、約０．０６０重量パーセントから約０．０７０重量パーセントのカルシウム、約１．２重量パーセントから約１．５重量パーセントの錫を含む。本発明に有用な他の例示的な鉛―カルシウム合金は、鉛と、０．８パーセント以上の錫であって、約１２：１より大きいカルシウムに対する比率の錫と、０から約０．０２パーセントまでの範囲の銀とを含み、これらのパーセンテージは鉛を基礎にした合金の総重量に基づいている。この例示的な鉛―カルシウム合金は米国特許第６，１１７，５９４号に記載されている。
【００５８】
上述の通り、図７Ａないし９Ｂに示された装置の各々は相互に連結されたバッテリー格子のストリップを製造し、これはその後合金被覆槽７６内にて鉛合金で被覆される。被覆のために選択される鉛合金は相互に連結されたバッテリー格子のストリップを製造するために使用される合金に依存して変更される。相互に連結されたバッテリー格子のストリップがここで説明したように鉛―カルシウム合金から形成される場合、被覆するために適した合金は鉛―錫合金及び鉛―アンチモン合金を含む。被覆物の正確な組成はバッテリーの寿命を延ばすには特に重要ではない。他方、鉛合金被覆物の組成の選択に適用される２つの一般的な規則がある。その第１は、被覆物の組成は、相互に連結されたバッテリー格子の鉛―カルシウム合金のストリップの溶融点（例えば、典型的な鉛と、０．０７重量パーセントのカルシウムと、１ないし１．５重量パーセントの錫を含む合金に対して約３１５，５６度Ｃ（６２０度Ｆ）の温度より十分に低い溶融点を有する溶融体を与えるように選択され、溶融体に浸されている間に、相互に連結されたバッテリー格子のストリップが完全に溶融することを阻止するべきである。相互に連結されたバッテリー格子の鉛―カルシウム合金ストリップの表面の溶融は許容され、事実、相互に連結されたバッテリー格子のストリップへ被覆される合金の冶金学的な接着性を向上することが望ましい。その第２は、被覆物の組成は、十分な錫、アンチモン又は他の合金要素が存在していて、相互に連結されたバッテリー格子のストリップの表面の腐食層（即ち、格子の活性物質の境界層）に錫の酸化物、アンチモン又は他の合金要素を添加するようにするべきである。それにより、腐食層の伝導性を改善し、かつ格子に鉛を含む活性物質の良好な接着性を向上させる。
【００５９】
相互に連結されたバッテリー格子のストリップに被覆を施すために適した鉛―アンチモン合金は約１重量パーセントから約１０重量パーセントまで変化するアンチモン含有量を有する鉛合金を含む。約１重量パーセントから約１０重量パーセントの錫のような他の添加剤もまたアンチモンを含む鉛と共に使用できる。従って、鉛―アンチモン合金という用語は鉛とアンチモンのみを包含する合金に限定されるのではなく、アンチモンの意図された効果を阻害せず、又はバッテリーに対して有害でない他の低温溶解性の合金も含むことを意味する。約３２６．６７度Ｃ（６２０度Ｆ）で溶融する、相互に連結されたバッテリー格子のＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ合金（即ち、０．０７重量パーセントのカルシウム及び１から１．５重量パーセントの錫の合金）のストリップに被覆を施すために、鉛合金被覆剤のアンチモン内容量は約０．５重量パーセントと約３重量パーセントの間にあることが望ましく、そして、鉛合金の錫の内容量は約２重量パーセントと約５重量パーセントの間にあって約３１０度Ｃ（５９０度Ｆ）の溶融点を有するようにすることが望ましい。
【００６０】
同様に、適当な鉛―錫合金は、相互に連結されたバッテリー格子の典型的な鉛―カルシウム合金のストリップよりも低い温度で完全に溶融するものとして使用できる。鉛―錫合金は約１重量パーセントから約１０重量パーセントまでの錫を含むことが好ましいが、錫が高価であるため、基本的にコストに基づいて決定されるであろう。一つの例示的な合金は、鉛と、約４重量パーセントから約６重量パーセントの錫を含む。その他の合金成分を添加してもよく、それ故、鉛―錫合金という用語は鉛と錫のみを包含する合金に限定されるのではなく、錫の意図した効果を阻害せず、バッテリーに対して有害でなく、又はバッテリーのメンテナンスフリーという特性に対して有害でない、他の低温溶解性の合金も含むことを意味する。
【００６１】
相互に連結されたバッテリー格子のストリップが溶融物に浸されている間に相互に連結されたバッテリー格子のストリップを完全に溶かすほど、溶融物の温度が高温ではない限り、溶融体の正確な温度は特に重要ではない。従って、多くの点で、溶融物の温度は被覆されるべき相互に連結されたバッテリー格子のストリップの組成（及び溶融点）により決定される。一般的に言えば、溶融物の温度は相互に連結されたバッテリー格子のストリップの溶融温度より少なくとも約１１．１２度Ｃ（２０度Ｆ）低い温度に維持されることが望ましい。他方において、相互に連結されたバッテリー格子のストリップの表面の幾らかの低い温度で溶融する相を溶かす程度に十分に温度を高くして、相互に連結されたバッテリー格子のストリップへの被覆物の良好な接着性を高めることが、望ましい。
【実施例１】
【００６２】
限定的ではなく、図解の目的で本発明の以下のような実施例について更に説明する。
０．０４２５重量パーセントのカルシウム、０．９２５重量パーセントの錫、０．０１３重量パーセントのアルミニウム、０．０１２５重量パーセントの銀、及び残りの鉛の組成物からなる鉛合金の連続したストリップを用意した。次に、それに続く打ち抜き工程において、一連の相互に連結されたバッテリー格子の形状が当該ストリップに形成された。即ち、幾つかの打ち抜き工程によりバッテリーに幾つかの特徴が加えられた。ストリップのバッテリーワイヤー部分は、次に、コイニング部位で処理されてグリッドワイヤーに型打ちがなされ、図４のグリッドワイヤー部分９０ｃに類似した断面を有するグリッドワイヤーが形成された。相互に連結されたバッテリー格子は、次に、個々のバッテリー格子に分割された。グリッドワイヤーは従来のバッテリーペーストが付与されてバッテリーセルが形成された。バッテリーセルは作動寿命を測定するため、７５度Ｃ（１６７度Ｆ）の温度で、ＳＡＥ、Ｊ２４０規格に基づいて繰り返し測定された。
【実施例２】
【００６３】
０．０４２５重量パーセントのカルシウム、０．９２５重量パーセントの錫、０．０１３重量パーセントのアルミニウム、０．０１２５重量パーセントの銀、及び残りの鉛の組成物からなる鉛合金の連続したストリップを用意した。次に、それに続く打ち抜き工程において、一連の相互に連結されたバッテリー格子の形状が当該ストリップに形成された。即ち、幾つかの打ち抜き工程によりバッテリーに幾つかの特徴が加えられた。ストリップのバッテリーワイヤー部分は、次に、コイニング部位で処理されてグリッドワイヤーに型打ちがなされ、図４のグリッドワイヤー部分９０ｃに類似した断面を有するグリッドワイヤーが形成された。相互に連結されたバッテリー格子は、次に、個々のバッテリー格子に分割された。当該格子は次に、溶融した９４重量パーセントの鉛―６重量パーセントの錫の被覆用合金のポット内に手動で浸漬された。格子は、ポットの底に達するまで溶融物内にゆっくりと浸され、次に、約２秒の全浸漬時間の間、同じ速度で引き上げられた。被覆物はグリッドワイヤー又は格子の縁に過度に蓄積することなく均一であった。グリッドワイヤーは従来のバッテリーペーストが付与されてバッテリーセルが形成された。バッテリーセルは作動寿命を測定するため、７５度Ｃ（１６７度Ｆ）の温度で、ＳＡＥ、Ｊ２４０規格に基づいて繰り返し測定された。実施例２により準備された、鉛―錫合金で被覆された格子を有するバッテリーセルに対する繰り返し測定の回数は、実施例１により準備された被覆されない格子を有するバッテリーセルに対する繰り返し回数よりも２０パーセント高い値であった。このことは、本発明により製造された格子を備えたバッテリーは、従来の格子を備えたバッテリーよりも良好なサイクル寿命を有することを、証明するものである。
【実施例３】
【００６４】
０．０４２５重量パーセントのカルシウム、０．９２５重量パーセントの錫、０．０１３重量パーセントのアルミニウム、０．０１２５重量パーセントの銀、及び残りの鉛の組成物からなる鉛合金の連続したストリップを用意した。次に、それに続く打ち抜き工程において、一連の相互に連結されたバッテリー格子の形状が当該ストリップに形成された。即ち、幾つかの打ち抜き工程によりバッテリーに幾つかの特徴が加えられた。ストリップのバッテリーワイヤー部分は、次に、コイニング部位で処理されてグリッドワイヤーに型打ちがなされ、図４のグリッドワイヤー部分９０ｃに類似した断面を有するグリッドワイヤーが形成された。相互に連結されたバッテリー格子は、次に、個々のバッテリー格子に分割された。当該格子は次に、溶融した９４重量パーセントの鉛―３重量パーセントの錫、３重量パーセントのアンチモンの被覆用合金のポット内に手動で浸漬された。格子は、ポットの底に達するまで溶融物内にゆっくりと浸され、次に、約２秒の全浸漬時間の間、同じ速度で引き上げられた。被覆物はグリッドワイヤー又は格子の縁に過度に蓄積することなく均一であった。グリッドワイヤーは従来のバッテリーペーストが付与されてバッテリーセルが形成された。バッテリーセルは作動寿命を測定するため、７５度Ｃ（１６７度Ｆ）の温度で、ＳＡＥ、Ｊ２４０規格に基づいて繰り返し測定された。実施例３により準備された、鉛―錫―アンチモン合金で被覆された格子を有するバッテリーセルに対する繰り返し測定の回数は、実施例１により準備された被覆されない格子を有するコントロールバッテリーセルに対する繰り返し回数よりも、最後の記録で４７パーセント高い値であった。加えて、実施例３のバテリーセルは、ＳＡＥ、Ｊ２４０規格における低い電圧カットオフに達しないため、連続して試験できた。このことは、本発明により製造された格子を備えたバッテリーは、従来の格子を備えたバッテリーよりも良好なサイクル寿命を有することを、証明するものである。
【００６５】
従って、本発明は、ストリップの拡張工程、ストリップの打ち抜き工程、又は連続した鋳造工程のような連続工程により製造されたバッテリー格子へのバッテリー活性物質の接着性を増大できる方法を与える。本発明の方法は、バッテリーペースト材料及びバッテリー格子の間の接着性を向上することにより、バッテリーのサイクル寿命を増加させる。その結果、ペーストの接着が不十分というような問題なくして、低いコストで連続した工程で格子を製造することができる利点を有する。
【００６６】
本発明は、幾つかの実施形態についてかなり詳細に説明したが、これらは図解の目的で提供したものでありこれらに限定するものではなく、本発明は記載された実施形態以外によっても実施することができることは、当業者には認識されるであろう。それ故、請求項の範囲はここで記載した実施形態に限定するべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の方法の一つの実施形態により造られたバッテリー格子の正面図を示す図である。
【図２】図１の２−２線に沿って切り取ったグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿って切り取ったグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿って切り取ったグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
【図５】図１の５−５線に沿って切り取ったグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
【図６】６Ａは、図１の６−６線に沿って切り取ったグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
【００６８】
６Ｂは、図１の６−６線に沿って切り取った、合金被覆のないグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
６Ｃは、図１の６−６線に沿って切り取った、部分的に合金被覆されたグリドワイヤー部分の垂直方向断面図である。
【図７】７Ａは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる一つの装置の概略図である。
【００６９】
７Ｂは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる別の装置の概略図である。
７Ｃは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
【００７０】
７Ｄは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
【図８】８Ａは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる別の装置の概略図である。
【００７１】
８Ｂは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
８Ｂは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
【００７２】
８Ｃは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
８Ｄは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
【図９】９Ａは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
【００７３】
９Ｂは、本発明の方法を実施するために使用され、かつ本発明によるバッテリー格子を製造することができる更に別の装置の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
2004521445.tif 000048
2004521445.tif 000049
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