CN111316472A - 铅蓄电池 - Google Patents

Abstract

本发明是具备袋状隔离件的铅蓄电池，隔离件具备：构成袋的内表面的相互对置的第一面及第二面；设置在第一面上的多个第一凸条及设置在第二面上的多个第二凸条；设置在构成袋的外表面的上述第一面的背面亦即第三面上的多个第三凸条；构成袋的外表面的、第一面的背面亦即第三面及第二面的背面亦即第四面；设置在第三面上的多个第三凸条及设置在第四面上的第四凸条；以及第一面与第二面的接合部。设置在第一面上的第一凸条的至少一个与设置在第二面上的第二凸条的至少一个在接合部交叉。

Description

铅蓄电池

技术领域

本发明涉及铅蓄电池。

背景技术

铅蓄电池除了用于车载用、产业用之外，还在各种用途中使用。铅蓄电池包括负极板、正极板、夹设于负极板与正极板之间的隔离件以及电解液。电解液一般利用硫酸水溶液。

在专利文献1中，公开了将负极板收容于袋状的聚乙烯制隔离件，并且在负极板侧设置凸条的例子。在该例子中，凸条形成于袋状隔离件的内侧。

在将隔离件形成为袋状的情况下，一般将隔离件弯折成U字状，并将两侧缘部接合。作为接合两侧缘部的方法，可列举利用啮合密封、热封以及超声波密封的方法，或者使用粘接材料或粘性带的方法(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2015-22796号公报

专利文献2：日本特开2009-245901号公报

发明内容

在专利文献1中例示的、在内侧形成有凸条的袋状隔离件的制造中，在接合隔离件的情况下，可以使用在接合面上形成有凸条的隔离件。

然而，若将在接合面上形成有凸条的隔离件重合而进行接合，则根据凸条的配置，存在无法获得充分的接合强度的情况。

本发明的一个方面涉及铅蓄电池，该铅蓄电池构成为多个正极板和多个负极板隔着隔离件层叠而成的极板组与电解液一起收容于电池单元室，上述隔离件是具有开口的袋状，

上述隔离件具备：构成上述袋的内表面的、相互对置的第一面及第二面；设置在上述第一面上的多个第一凸条及设置在上述第二面上的多个第二凸条；

构成上述袋的外表面的、上述第一面的背面亦即第三面及上述第二面的背面亦即第四面；设置在上述第三面上的多个第三凸条及设置在上述第四面上的第四凸条；以及

上述第一面与上述第二面的接合部，

设置在上述第一面上的上述第一凸条的至少一个与设置在上述第二面上的上述第二凸条的至少一个在上述接合部交叉。

根据本公开，能够提高铅蓄电池中使用的袋状隔离件的接合部的强度。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个方面所涉及的铅蓄电池中使用的隔离件的外观的图。

图2是表示将铅蓄电池用隔离件加工成袋状前的隔离片材的示意图。

图3是表示使隔离片材重合时的内凸条的状态的示意图。

图4是表示与图2不同的一个方式的、表示将铅蓄电池用隔离件加工成袋状前的隔离片材的示意图。

图5是表示与图2不同的一个方式的、表示将铅蓄电池用隔离件加工成袋状前的隔离片材的示意图。

图6是表示与图2不同的一个方式的、表示将铅蓄电池用隔离件加工成袋状前的隔离片材的示意图。

图7是表示本发明的一个方面所涉及的铅蓄电池的外观和内部构造的切除了一部分的分解立体图。

具体实施方式

本发明的一个侧面所涉及的铅蓄电池是将多个正极板和多个负极板隔着隔离件层叠而成的极板组与电解液一起收容于电池单元室的铅蓄电池，隔离件是具有开口的袋状。隔离件具备：构成袋的内表面的相互对置的第一面及第二面；和设置在第一面上的多个第一凸条及设置在第二面上的多个第二凸条。另外，隔离件具备：构成袋的外表面的第一面的背面亦即第三面及第二面的背面亦即第四面；和设置在第三面上的多个第三凸条及设置在第四面上的第四凸条。并且，隔离件具备第一面与第二面的接合部，设置在第一面上的第一凸条的至少一个与设置在第二面上的第二凸条的至少一个在接合部交叉。

隔离件使形成有第一凸条的第一面与形成有第二凸条的第二面对置，将隔离件的对置的第一面和第二面接合，形成为袋状。在隔离件的端部侧形成有用于将第一面和第二面订合为袋状的接合部。

具体而言，例如，将一个隔离片材弯折成两半并叠加成U字形状，将弯折部分设为下端部，在左侧端部侧和右侧端部侧设置接合部，形成在上端部具有开口的袋状隔离件。另外，也可以将隔离片材的右侧端部(或左侧端部)作为弯折部分，在左侧端部侧(或右侧端部侧)和下端部侧形成接合部，形成为袋状。另外，也可以使两个隔离片材重合，在左侧端部侧、右侧端部侧、以及下端部侧形成接合部，形成为袋状。在该情况下，袋状隔离件具有大致四边形的外形。隔离件的外形并不局限于四边形，也可以是任意的形状(例如，多边形或圆弧形状等)。构成多边形的边不需要是严格的直线，也可以具有曲线部分、弯曲部分。例如，在通过弯折来制作外形形状为大致三角形的袋状隔离件的情况下，接合部只要设置在与三角形的一边对应的一端部侧即可。

这里，在袋状隔离件中，将设置有用于供正极板或负极板插入的开口的方向定义为隔离件的上侧(铅垂方向)，将其相反的一侧定义为下侧。另外，在这样定义隔离件的上下时，将位于左侧的方向设为隔离件的左侧，将位于右侧的方向设为隔离件的右侧。

另外，凸条是指从隔离件的一面突出的突起部分，是为了抑制隔离件与极板的紧贴，抑制隔离件的氧化劣化引起的破损和/或渗透短路而设置的。凸条以规定的图案设置在隔离件的表面。

隔离件的第一面和第二面构成相互对置的袋的内表面。优选隔离件具有接合区域和极板区域。接合区域是包括将第一面和第二面订合为袋状的接合部的区域，考虑到与接合相关的定位余量等，设定为比接合部宽的区域。优选接合区域设置于隔离件的端部侧，可以将到该端部的距离处于规定距离内的周边区域作为接合区域。与此相对地，极板区域是与接合区域分开的区域，是在将正极板或负极板收容于隔离件时，与该正极板或负极板对置的区域。

在接合区域设置于隔离件的端部侧的情况下，优选以包括该端部的方式设置接合部。或者，在接合区域内，接合部可以形成为与隔离件的端部的轮廓平行地延伸，也可以形成为以与隔离件的端部的轮廓不同的任意的轮廓形状延伸。

在隔离件的第一面上设置有多个第一凸条，在隔离件的第二面上设置有多个第二凸条。第一凸条形成于第一面上的极板区域，从而能够抑制正极板和负极板中的任一方的极板与第一面紧贴。同样，第二凸条形成于第二面上的极板区域，从而能够抑制上述的任一方的极板与第二面紧贴。设置于极板区域的第一凸条以及第二凸条形成于袋状隔离件的内表面，抑制在收容正极板或负极板时由隔离件的氧化劣化引起的破损和/或渗透短路。以下，将第一凸条和第二凸条统称为“内凸条”。

一般而言，第一凸条和第二凸条配置成线状图案，以使得多个凸条在规定区域内分别与相邻的凸条平行且具有一定的间隔。

第一凸条和第二凸条(内凸条)也形成于第一面上和第二面上的接合区域。在内凸条形成于接合区域的情况下，第一面上的第一凸条和第二面上的第二凸条能够在接合时重合。然而，根据该重合方法，存在无法得到充分的接合强度的情况。

例如，在第一面与第二面的接合部，可以在相邻的第一凸条之间的沟谷间嵌入有第二凸条(或者在相邻的第二凸条之间的沟谷间嵌入有第一凸条)。在该情况下，与第一凸条和第二凸条重合的情况相比，接合强度降低。特别是，在利用啮合密封等压接法的情况下，接合强度的降低趋势变大。然而，考虑到基于接合装置的接合部的定位精度等，完全防止第二凸条嵌入到第一凸条的沟谷间(或者第一凸条嵌入到第二凸条的沟谷间)的状况是困难的，这成为接合强度产生偏差的原因之一。其结果，作为铅蓄电池的性能也产生偏差。

这在设置内凸条的情况下是共通的问题，与是熔接还是粘接无关，但在啮合密封法等基于压接的接合法或热熔接法等将接合部压缩至规定厚度而进行接合的方法中尤为显著，通过在第一凸条和第二凸条中的一方的凸条的沟谷间嵌入有另一方的凸条，由此压接前的接合部的厚度比设想的厚度薄。其结果，压缩至规定厚度时的压缩率降低，容易导致接合强度的降低。

因此，在本发明的一个侧面中，研究了内凸条的配置图案，设置在第一面上的第一凸条的至少一个与设置在第二面上的第二凸条的至少一个在接合部交叉。通过以第一凸条与第二凸条交叉的方式配置内凸条，从而能够抑制在相邻凸条之间的沟谷间嵌入其他的凸条。

这里，第一凸条与第二凸条“交叉”是指第一面与第二面对置而第一凸条和第二凸条至少以点接触的状态。第一凸条和第二凸条也可以以线或面接触。此外，至少以点接触的部位并不限于一处。凸条的线状的图案可以是直线，也可以是曲线。另外，也可以是直线或曲线的一部分欠缺的点线。从凸条的制造容易方面出发凸条的图案优选为由以分别平行的直线构成的多个凸条构成的条纹状的图案。关于第一凸条与第二凸条交叉的角度，第一凸条的图案和第二凸条的图案可以以优选为0.2°以上，更优选为0.3°以上的角度交叉。如果交叉角度为0.2°以上，则获得充分的接合强度。

根据接合部的形成方法，也考虑到难以根据接合部的状态来判别在接合部中第一凸条与第二凸条是否交叉的情况。即使在该情况下，也能够根据接合部周边区域中的第一凸条和第二凸条的配置，推定在接合部中第一凸条与第二凸条是否交叉。例如，在接合区域中，在第一凸条和第二凸条分别呈沿一定方向延伸的直线状地以一定的间隔形成多个的情况下，能够推定在接合部中也同样地，第一凸条和第二凸条呈沿与接合区域中的凸条的延伸方向相同的方向延伸的直线状地以与接合区域中的凸条间隔相同的凸条间隔形成。即，能够从接合部的周边区域中的凸条图案内插或外插接合部中的凸条图案，推定第一凸条与第二凸条的交叉。

优选，在接合部的第一面上的周边区域(接合区域)中，第一凸条设置为沿第一方向延伸的直线状的图案时，在接合部的第二面上的周边区域(接合区域)中，第二凸条可以设置为沿与第一方向不同的第二方向延伸的直线状的图案。通过使第二凸条沿与第一凸条不同的方向，相对于第一凸条倾斜的方向延伸，从而第一凸条与第二凸条的交叉容易在接合部发生。由此，能够降低接合强度的偏差，从而维持接合强度。

另外，此时，从凸条加工的容易性的方面考虑，优选在极板区域中，第一凸条也沿与接合区域中的第一凸条相同的方向延伸。同样，从凸条加工的容易性的方面考虑，优选在极板区域中，第二凸条沿与接合区域中的第二凸条相同的方向延伸。

优选第一凸条包括在第一面上的接合区域以一定的间隔设置的多个第一接合凸条、和在第一面上的极板区域以一定的间隔设置的多个第一极板凸条。此时，也可以使第一接合凸条被设定的间隔比第一极板凸条被设定的间隔窄。由此，能够使更多的第一凸条与第二凸条在接合区域中交叉。

同样，优选第二凸条包括在第二面上的接合区域以一定的间隔设置的多个第二接合凸条、和在第二面上的极板区域以一定的间隔设置的多个第二极板凸条。此时，也可以使第二接合凸被设定的间隔比第二极板凸条被设定的间隔窄。由此，由此，能够使第一凸条与更多的第二凸条在接合区域中交叉。

通过增加接合部内的第一凸条与第二凸条的交叉部位，从而能够将接合强度维持得较高。

优选，隔离件具备设置在构成袋的外表面的第一面的背面亦即第三面上的多个第三凸条。另外，更优选，隔离件具备设置在构成袋的外表面的第二面的背面亦即第四面上的多个第四凸条。第三凸条和第四凸条抑制正极板和负极板中的另一方的未收容于隔离件的袋的极板与隔离件紧贴。设置于极板区域的第三凸条和第四凸条形成于袋状隔离件的外表面，抑制由与任意的另一方的极板的接触引起的隔离件的氧化劣化而导致的破损和/或渗透短路。以下，将第三凸条和第四凸条统称为“外凸条”。

通过设置有内凸条和外凸条的袋状隔离件，能够提高电池的性能。然而，在该情况下，为了将充放电特性维持得较高，需要抑制隔离件的总厚度，不得不使隔离件的基体部分的厚度变薄。其结果，隔离件端部的接合强度容易降低，接合强度的偏差问题变得更严重。

第三凸条也可以设置在与第一面上的接合区域相对应的第三面上的区域(即，第一面上的接合区域的背面侧的区域)。另外，第四凸条也可以设置在与第二面上的接合区域相对应的第四面上的区域(即，第二面上的接合区域的背面侧的区域)。在该情况下，在利用压接等形成接合时，第三凸条或第四凸条(外凸条)也一起被压缩。由此，能够提高压缩率，增强接合强度，另一方面，伴随着接合端部的定位的偏差，接合强度的偏差也变得更显著。然而，通过以第一凸条与第二凸条交叉的方式配置内凸条，从而能够抑制在相邻凸条之间的沟谷间嵌入有另一个凸条，能够将接合强度维持得较高。

这样，在袋状隔离件的接合部中，通过使第一凸条与第二凸条交叉，从而能够维持接合强度。起到上述效果的方法不限于利用啮合密封的压接法，在热熔接等中也能够获得该效果。在这些情况下，隔离件在接合部形成有利用压接的接合或者利用熔接的接合。

上述袋状隔离件在袋状隔离件收容负极板的情况下有效果，能够提高耐渗透短路性。

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的铅蓄电池，特别是隔离件的形态详细地进行说明。然而，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，在以下的附图中，强调记载了隔离件的接合区域中的内凸条的情况，存在实际的隔离件的各部分的结构比率与附图上的对应的各部分的结构比率不一致的情况。

图1表示从袋的外侧观察本发明的实施方式所涉及的铅蓄电池中所使用的袋状隔离件的示意性的概略图。图2示意性地表示将图1的隔离件加工成袋状前的隔离片材。隔离件100具备由微多孔膜构成的袋状的基部101、从基部101的内表面(第一面或第二面)突出的内凸条102a～102d、以及从基部101的外表面(第三面)突出的外凸条104a、104b。但是，内凸条102a～102d位于袋状隔离件的内部，因此未在图1中示出。在将负极板收容于隔离件100内的情况下，内凸条102a～102d位于负极板侧，外凸条104a、104b位于正极板侧。在将正极板收容于隔离件100内的情况下，外凸条104a、104b位于负极板侧，内凸条102a～102d位于正极板侧。将负极板收容于隔离件100内的结构和将正极板收容于隔离件100内的结构都可以。

隔离件100可以由聚合物材料形成。至少基部是多孔性的片，也可以称为多孔性的膜。隔离件100可以含有分散在由聚合物材料形成的基质中的填充剂(例如，二氧化硅等粒子状填充剂和/或纤维状填充剂)。隔离件100优选由具有耐酸性的聚合物材料构成。作为这样的聚合物材料，优选聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。

基部101的平均厚度例如为0.15mm以上且0.3mm以下，优选为0.18mm以上且0.27mm以下。在基部的平均厚度在这样的范围内的情况下，容易将充放电特性维持得较高的同时确保内凸条的高度并根据需要确保外凸条的高度。基部的平均厚度是通过在隔离件的截面照片中，对任意选择的五个部位测量基部的厚度并平均化而求出的。

隔离件100具有极板区域106、设置于隔离件的左侧端部侧的接合区域108a、以及设置于隔离件的右侧端部侧的接合区域108b。在接合区域108a、108b分别形成有第一面与第二面的接合(接合部)109a、109b。

在极板区域106的第一面和第二面上设置有内凸条102a(第一极板凸条)和内凸条102b(第二极板凸条)(参照图2～图5)，在极板区域106的第三面上设置有外凸条104a。在构成铅蓄电池时，在极板区域106中，隔离件100与正极板或负极板对置。此时，内凸条102a、102b以及外凸条104a防止基部101与正极板或负极板直接接触。另一方面，在接合区域108a、108b的第一面和第二面上设置有内凸条102c(第一接合凸条)和内凸条102d(第二接合凸条)(参照图2～图5)。另外，在接合区域108a、108b的第三面上设置有外凸条104b。

图1所示的隔离件100是通过将预先形成有内凸条102a～102d及外凸条104a、104b的一个隔离片材弯折成两半而为U字形状，利用例如啮合密封等方法将左端部侧和右侧端部侧接合而形成的。图2示意性地表示弯折成两半，在左右端部侧形成接合前的隔离片材110。此外，图2是从形成有内凸条102a～102d的第一面和第二面侧观察隔离片材的概略图，由于外凸条104a、104b存在于背面侧，因此未图示。

如图2所示，在第一面上的极板区域106设置有内凸条102a，在第二面上的极板区域106设置有内凸条102b。在接合区域108a、108b的第一面上设置有内凸条102c，在接合区域108a、108b的第二面上设置有内凸条102d。内凸条102a～102d分别在与隔离片材的长边平行的方向上以规定的间隔形成为直线状的条纹图案。在图2中，使设置于接合区域108a、108b的内凸条102c、102d的凸条间隔比设置于极板区域106的内凸条102a、102b的凸条间隔窄。

在本实施方式中，在将图2所示的隔离片材弯折，形成图1所示的袋状隔离件100的情况下，不是将与隔离片材的短边平行的方向X作为轴而弯折隔离片材，而是如图2的点划线所示，将从与短边平行的方向稍微偏离的方向Y作为轴而弯折隔离片材，将接合区域108a、108b的左右端部侧接合。其结果，在使第一面与第二面对置而形成袋状隔离件时，内凸条102a～102d沿从铅垂方向稍微倾斜的方向延伸。另外，第一面上的内凸条102a、102c和第二面上的内凸条102b、102d沿彼此相反的方向从铅垂方向倾斜地延伸，因此在使第一面和第二面对置时，能够使内凸条102c与内凸条102d在各接合区域108a、108b中交叉。此时，在极板区域106中，内凸条102a与内凸条102b也交叉。而且，在接合区域108a、108b内的至少包括一处内凸条102c与内凸条102d的交叉的区域形成接合。

在使接合区域108a、108b的左右端部侧接合时，内凸条102c和内凸条102d在接合部交叉，由此容易抑制在以规定间隔设置在第二面上的内凸条102d之间的沟谷间嵌入有一个内凸条102c，或者在以规定间隔设置在第一面上的内凸条102c之间的沟谷间嵌入有一个内凸条102d。其结果，能够降低接合强度的偏差，维持接合强度。

图3表示使第一面与第二面对置时的接合区域108a中的隔离片材的内凸条的状态。在图3中，为了避免记载变得复杂，省略了外凸条的记载。

在将图2所示的隔离片材弯折成两半时，在弯折轴从与隔离片材的短边平行的方向X偏离且偏离角度较小的情况下，根据内凸条102c、102d的位置关系，如图3的(a)所示，存在内凸条102c与内凸条102d不重合的情况。在该情况下，在内凸条102c之间的沟谷间嵌入有内凸条102d，在内凸条102d之间的沟谷间嵌入有内凸条102c。

另一方面，在偏离角度较大的情况下，如图3的(b)所示，与内凸条102c、102d的位置关系无关，内凸条102c与内凸条102d交叉。在这种情况下，能够将接合强度维持得较高。

在将隔离片材弯折成两半的情况下，即使弯折的轴的偏离角度相同，根据弯折隔离片材的位置(隔离片材的长边方向上的位置)，内凸条102d相对于内凸条102c的相对位置在左右方向上也产生偏差。即使在偏离角度较小的情况下，也能够获得内凸条102c与内凸条102d交叉的隔离片材。然而，根据弯折位置，内凸条102c与内凸条102d交叉的情况和未交叉的情况(图3的(a))双方都可能发生，因此接合强度可能产生偏差。然而，与以X为轴来弯折隔离片材的情况相比，可降低接合强度的偏差。

将内凸条102d被设定的间隔设为D，将内凸条102d的长度设为L。若将弯折隔离片材的轴Y从与短边平行的方向X偏离的角度设为θ，则内凸条102c和内凸条102d在彼此相反的方向上仅倾斜θ，因此交叉角度成为2θ。在该情况下，在满足tan2θ≥D/L时，能够使内凸条102c与内凸条102d在一个部位以上可靠地交叉，能够提高接合强度且能够将接合强度的偏差维持得较低。在该情况下，若以包括位于从端部侧开始数第二位置的内凸条102d的方式设定接合部距离隔离片材端部的宽度，则接合部包括至少一个内凸条102c与内凸条102d的交叉部位。若将位于最端部侧的内凸条102d到该端部的距离设为W，则接合部包括端部在内设定在宽度为D+W以上的区域即可。另外，为了防止产生未接合的部分，接合部的宽度优选设定为超过隔离件端部的偏离(将对折时的隔离件的接合部侧的端部的长度设为L₂，L₂tan2θ)。

图4、图5是表示与图2不同的隔离片材的形态的概略图。在图4所示的隔离片材111中，使内凸条102a～102d不如图2那样地沿与隔离片材的长边平行的方向(铅垂方向)延伸，而是沿从与长边平行的方向稍微倾斜的方向延伸。在这种情况下，若将与隔离片材的短边平行的方向作为轴而弯折隔离片材，则第一面上的内凸条102a、102c与第二面上的内凸条102b、102d沿彼此相反的方向从铅垂方向倾斜地延伸。因此，在使第一面与第二面对置，在左右端部侧形成接合时，能够使内凸条102c与内凸条102d在接合区域108a、108b内的接合部中交叉。另外，此时，在极板区域106中，内凸条102a与内凸条102b交叉。

在图4中，也可以使将隔离片材111对折的轴如图2所示的轴Y那样从与隔离片材的短边平行的方向倾斜。能够进一步增大内凸条102c与内凸条102d交叉的角度，在接合部中，内凸条102c与内凸条102d交叉变得容易。

图5所示的隔离片材112的接合区域中的内凸条102c、102d不形成为直线，而形成为一边波动一边实质上沿铅垂方向延伸的曲线的条纹图案。在这种情况下，若将与隔离片材的短边平行的方向作为轴而弯折隔离片材，使第一面与第二面对置，则能够在接合区域108a、108b中，使一条内凸条102c与一条或多条内凸条102d在多个部位交叉。另外，能够使一条内凸条102d与一条或多条内凸条102c在多个部位交叉。由于交叉部位增加，所以能够进一步降低接合强度的偏差，维持高接合强度。

对于接合区域中的内凸条的平均高度而言，从在端部的穿刺强度的方面考虑，优选为0.05mm以上，从抑制由接合能量不足等引起的接合不良的方面考虑，优选为0.5mm以下。对于极板区域的内凸条的平均高度而言，在与正极板对置的情况下，为了抑制氧化劣化，优选为0.3mm以上，在与负极板对置的情况下，为了抑制渗透短路，优选为0.05mm以上。另一方面，从将充放电特性维持得较高的观点出发，极板区域中的内凸条的平均高度优选为0.5mm以下。此外，内凸条的高度是指从内凸条的规定的位置处的基部(隔离片材)的一个主面(第一面或第二面)到内凸条的顶部的距离。内凸条的平均高度通过将在基部的一个主面上任意选择的内凸条的十个部位测量的内凸条的高度平均化而求出。

在图2～图5中，例示了内凸条102a～102d的图案为条纹状的图案。然而，内凸条的图案没有特别限制。内凸条可以随机形成，可以形成为条纹状、曲线状、格栅状等。另外，如图5所示，内凸条的图案在极板区域和接合区域也可以不同。从更容易扩散电解液的观点出发，优选在第一面上或第二面上的至少极板上，多个内凸条以排列成条纹状的方式形成。条纹状的内凸条的朝向没有特别限制，例如，多个内凸条也可以沿着高度方向、宽度方向形成。从抑制由充电时产生的气体的滞留引起的内部电阻上升的观点出发，优选使多个内凸条沿着高度方向形成为条纹状。另一方面，从抑制充电时产生的高浓度硫酸的沉降，抑制成层化的观点出发，优选使多个内凸条沿着宽度方向形成为条纹状。此外，高度方向是指袋状隔离件开口所处于的方向，宽度方向是指与高度方向垂直的方向。

图6是表示与图2、图4以及图5不同的隔离片材的形态的概略图。图6是从第三面(第四面)侧观察隔离片材114的图，通过将右上的直角三角形区域向纸面侧折回，一并示出第一面(第二面)侧的状态。以隔离片材114的纸面侧为外表面，纸面的背面侧为内表面的方式将隔离片材对折(山折)，形成袋状的隔离件。此时，对折的隔离片材114的相互对置的内表面的一方构成第一面，另一方构成第二面。对折的隔离片材114的外表面中的位于第一面的背面的外表面构成第三面，位于第二面的背面的外表面构成第四面。

在图6所示的隔离片材114中，多个外凸条104a和104b以沿高度方向呈条纹状排列的方式形成。另一方面，多个内凸条102e以沿宽度方向呈条纹状排列的方式形成。内凸条102e的间隔在接合区域和极板区域均相同。另一方面，使接合区域的外凸条104b的间隔比极板区域的外凸条104a的间隔窄。隔离片材114适用于将负极板收容于袋状的隔离件的情况。隔离片材114也通过将从与隔离片材的短边平行的方向稍微偏离的方向Y作为轴而弯折隔离片材，形成接合部，从而能够使对置的内凸条102e彼此交叉。

通过使用图2及图4～图6所示的隔离片材，可以想到多个内凸条在沿从袋状隔离件的高度方向稍微倾斜的方向延伸的情况、或者沿从宽度方向稍微倾斜的方向延伸的情况，但即使在该情况下也能够获得上述效果。

从穿刺强度、耐氧化性、耐渗透短路性的观点出发，条纹状或格栅状的内凸条的间隔在极板区域中优选为0.5mm以上且10mm以下。例如，优选在极板面积的70％以上以这样的间隔形成内凸条。

与此相对地，接合区域中的内凸条的间隔比极板区域中的内凸条的间隔更密，能够使内凸条可靠地交叉，另外，能够增加交叉部位，因此优选。具体而言，条纹状或格栅状的内凸条的间隔在接合区域中，比极板区域中的内凸条的间隔窄，优选为0.5mm以上且2.0mm以下。

此外，内凸条的间隔是指相邻的第一凸条或第二凸条的顶部之间的距离(更具体而言，横切内凸条的方向上的相邻的内凸条的中心之间的距离)。

对于外凸条的平均高度而言，在极板区域中，在与正极板对置的情况下，为了抑制氧化劣化，优选为0.3mm以上，在与负极板对置的情况下，为了抑制渗透短路，优选为0.05mm以上。另一方面，从将充放电特性维持得较高的观点出发，极板区域中的外凸条的平均高度优选为0.5mm以下。对于接合区域的外凸条的平均高度而言，从在端部的穿刺强度的方面考虑，优选为0.05mm以上，从抑制由接合能量不足等引起的接合不良的方面考虑，优选为0.5mm以下。

此外，外凸条的平均高度根据内凸条的情况而求出。外凸条的高度是指根据内凸条的情况，从外凸条的规定位置处的基部的外表面(第三面或第四面)到外凸条的顶部的距离。

外凸条的图案、朝向与内凸条同样地没有特别限制。例如，关于内凸条，可以从上述的内凸条中选择。从穿刺强度、耐氧化性、耐渗透短路性的观点出发，条纹状、格栅状的外凸条的间隔在极板区域中优选为0.5mm以上且10mm以下。例如，优选在极板区域的面积的70％以上形成有这样的间距的外凸条。

与此相对地，从提高利用压接法等进行接合的情况下的压缩率，提高接合强度的观点出发，接合区域中的外凸条的间隔比极板区域中的外凸条的间隔窄，优选为0.5mm以上且2.0mm以下。

此外，外凸条的间隔是指相邻的第三凸条或第四凸条的顶部之间的距离(更具体而言，横切外凸条的方向上的相邻的外凸条的中心之间的距离)。

上述的内凸条的间隔及高度的范围和外凸条的间隔及高度的范围只要没有特别说明，特别是在隔离件收容负极板的情况下为优选的范围。在隔离件收容正极板的情况下，作为极板区域中的内凸条的间隔及高度的范围，能够选择极板区域中的上述的外凸条的间隔及高度的范围，作为极板区域中的外凸条的间隔及高度的范围，能够选择极板区域中的上述的内凸条的间隔及高度的范围。

隔离件例如通过将含有造孔剂(聚合物粉末等固体造孔剂和/或油等液体造孔剂等)和聚合物材料等的树脂组合物挤压成形为片状后，除去造孔剂，在聚合物材料的基质中形成细孔而获得。凸条例如可以在挤压成形时形成，也可以通过在成形为片状后或者除去造孔剂后，利用具备与凸条相对应的槽的辊等进行转印而形成。在使用填充剂的情况下，优选添加于树脂组合物。

以下，对于本发明的实施方式所涉及的铅蓄电池，对每个主要的构成要件详细地进行说明，但本发明并不限定于以下的实施方式。另外，作为铅蓄电池的隔离件，使用上述的本实施方式的隔离件，因此对隔离件以外的构成要件进行说明。

(电解液)

电解液为含有硫酸的水溶液。电解液可以根据需要进行凝胶化。电解液可以根据需要含有铅蓄电池中利用的添加剂。

在化学转化后满充电状态的铅蓄电池中的电解液在20℃的比重例如为1.10g/cm³以上且1.35g/cm³以下。

(正极板)

铅蓄电池的正极板有涂膏式和包层式。

涂膏式正极板具备正极集电体和正极电极材料。正极电极材料被保持于正极集电体。在涂膏式正极板中，正极电极材料是从正极板除去了正极集电体的部位。正极集电体只要与负极集电体同样地形成即可，能够通过铅或铅合金的铸造、铅或铅合金片的加工而形成。

包层式正极板具备多个多孔的管、插入到各管内的芯骨、填充于插入有芯骨的管内的正极电极材料、以及将多个管连结的连接基座。在包层式正极板中，正极电极材料是从正极板除去了管、芯骨以及连接基座的部位。

作为正极集电体中使用的铅合金，从耐腐蚀性和机械强度的方面考虑，优选Pb-Ca系合金、Pb-Ca-Sn系合金。正极集电体可以具有组成不同的铅合金层，合金层也可以为多个。芯骨优选使用Pb-Ca系合金、Pb-Sb系合金。

正极电极材料包括通过氧化还原反应显现容量的正极活性物质(二氧化铅或硫酸铅)。正极电极材料可以根据需要含有锑(Sb)等其他的添加剂。

未化学转化的涂膏式正极板根据负极板的情况，通过向正极集电体填充正极糊剂并进行熟化、干燥而获得。正极糊剂通过对铅粉、添加剂、水、硫酸等进行混炼而制备。

未化学转化的包层式正极板通过向插入有芯骨的管根据需要填充将添加剂与铅粉或浆料状的铅粉混合而成的混合物，并利用连接基座将多个管结合而形成。

其后，通过对未化学转化的正极板进行化学转化，形成正极板。

(负极板)

铅蓄电池的负极板由负极集电体和负极电极材料构成。负极电极材料是从负极板除去了负极集电体的部位。负极集电体可以通过铅(Pb)或铅合金的铸造而形成，也可以对铅或铅合金片进行加工而形成。作为加工方法，例如可列举拉网加工、冲裁(punching)加工。

负极集电体中使用的铅合金可以是Pb-Sb系合金、Pb-Ca系合金、Pb-Ca-Sn系合金中的任一种。这些铅或铅合金可以进一步含有选自Ba、Ag、Al、Bi、As、Se、Cu等中的至少一种作为添加元素。

负极电极材料含有通过氧化还原反应显现容量的负极活性物质(铅或硫酸铅)，可以含有防缩剂、炭黑那样的碳质材料、硫酸钡等，也可以根据需要含有其他添加剂。

充电状态的负极活性物质是海绵状铅，但未化学转化的负极板通常使用铅粉制作。

负极板能够通过向负极集电体填充负极糊剂，进行熟化和干燥而制作未化学转化的负极板，其后，通过对未化学转化的负极板进行化学转化而形成。负极糊剂通过在铅粉、有机防缩剂以及根据需要被使用的各种添加剂中加入水、硫酸进行混炼而制作。

化学转化能够在铅蓄电池的电解槽内收容未化学转化的正负极板组而进行。也可以根据需要在进行了电池单元间连接、盖熔接之后，注入电解液而在电解槽内进行化学转化。另外，可以在分别进行了正负极板的化学转化后进行铅蓄电池或极板组的组装。

图7表示本发明的实施方式所涉及的铅蓄电池的一个例子的外观。

铅蓄电池1具备收纳极板组11和电解液(未图示)的电解槽12。电解槽12内由隔壁13分隔成多个电池单元室14。在各电池单元室14分别收纳有一个极板组11。电解槽12的开口部被具备负极端子16和正极端子17的盖15密闭。在盖15针对每个电池单元室设置有液口栓18。在补水时，取下液口栓18补给补水液。液口栓18也可以具有将在电池单元室14内产生的气体排出到电池外的功能。

极板组11通过分别将多个负极板2和正极板3隔着隔离件4层叠而构成。这里，示出收容有负极板2的袋状隔离件4，但袋状隔离件4也可以收容正极板3。在位于电解槽12的一个端部的电池单元室14中，将多个负极板2并联连接的负极架部6被连接于贯通连接体8，将多个正极板3并联连接的正极架部5被连接于正极柱7。正极柱7被连接于盖15的外部的正极端子17。在位于电解槽12的另一个端部的电池单元室14中，负极柱9被连接于负极架部6，贯通连接体8被连接于正极架部5。负极柱9与盖15的外部的负极端子16连接。各贯通连接体8经过设置于隔壁13的贯通孔，将相邻的电池单元室14的极板组11彼此串联连接。

[实施例]

以下，根据实施例和比较例对本发明具体地进行说明，但本发明并不限定于以下的实施例。

《铅蓄电池A1》

(1)负极板的制作

将铅粉、水、稀硫酸、炭黑、有机防缩剂混合而获得负极糊剂。将负极糊剂填充到作为负极集电体的Pb-Ca-Sn系合金制的拉网格栅的网眼部，进行熟化、干燥，获得未化学转化的负极板。有机防缩剂使用木质素磺酸钠。炭黑和有机防缩剂分别以负极电极材料100质量％中含有的含量的每一个均为0.2质量％的方式调整添加量，调配成负极糊剂。

(2)正极板的制作

使铅粉、水以及硫酸混炼而制作正极糊剂。将正极糊剂填充到作为正极集电体的Pb-Ca-Sn系合金制的拉网格栅的网眼部，进行熟化、干燥，获得未化学转化的正极板。

(3)隔离件的制作

将由聚乙烯制的微多孔膜形成且在两面形成有凸条的一个隔离片材对折，将左右端部接合，形成袋状隔离件A。在图2所示的隔离片材中，使用将内凸条的间隔在极板区域中设为2.0mm，在接合区域(从左右端部起5mm的周边区域)中设为1.0mm，将内凸条的高度在极板区域和接合区域中均设为0.1mm的隔离片材。另外，将外凸条的间隔在极板区域中设为8.0mm，在接合区域中设为1.0mm，将外凸条的高度在极板区域中设为0.4mm，在接合区域中设为0.2mm。另外，隔离件的基部的平均厚度为0.25mm。

此外，包括内凸条和外凸条的所有凸条的突出部的截面形状为大致等腰梯形，凸条的宽度在隔离件基面的底部为0.25mm，在顶部为0.15mm。以在袋状隔离件的内表面的两面(第一面和第二面)形成有内凸条，并且在外表面的两面(第三面和第四面)形成有外凸条的方式，在隔离片材内配置凸条。隔离片材是长边长度为250mm，短边长度为152mm的长方形，所有的凸条与隔离片材的长边平行，形成为呈直线状延伸的条纹图案。

在将隔离片材对折时，将弯折隔离片材的方向从与短边平行的方向稍微偏离，以使对置的内凸条彼此不重合的方式(图3的(a))进行弯折。其后，利用啮合密封法接合左右端部的3mm的区域，获得袋状的隔离件。除了弯折部分以外的内凸条的长度L在接合区域和极板区域均为124mm，接合区域中的内凸条的顶部之间的间隔D如上所述为1.0mm。位于最端部侧的内凸条的顶部距离该端部的距离W为0.4mm。供隔离片材弯折的轴Y从与短边平行的方向X偏离的角度θ为0.2°(内凸条彼此的交叉角度2θ＝0.4°)。

在将未化学转化的负极板按压在隔离片材的第一区域上的状态下，弯折隔离片材，接合左右端部，并行进行隔离件的袋状加工和负极板的收容。

(4)铅蓄电池的制作

将收容有负极板的袋状隔离件A和正极板层叠，每个电池单元由未化学转化的负极板八片和未化学转化的正极板八片形成极板组。

将极板组插入到聚丙烯制的电解槽中，注入电解液，在电解槽内实施化学转化，组装额定电压12V及额定容量48Ah(5小时率)的液式铅蓄电池A1。

《铅蓄电池A2》

在隔离件S1的制作中，在将隔离片材对折时，变更了供隔离片材弯折的轴。以使对置的内凸条彼此交叉的方式(图3的(b))，将供隔离片材弯折的轴Y从与短边平行的方向X偏离的角度θ设为0.5°(内凸条彼此的交叉角度2θ＝1°)。除此以外，与铅蓄电池A1同样地，制作铅蓄电池A2。

《铅蓄电池A3》

制作与隔离件S1不同的袋状隔离件。

将由聚乙烯制的微多孔膜形成且在两面形成有凸条的一个隔离片材对折，将左右端部接合，形成袋状隔离件S2。在图6所示的隔离片材中，采用将内凸条的间隔在极板区域和接合区域(从左右端部起5mm的周边区域)均设为0.5mm，将内凸条的高度在极板区域和接合区域均设为0.1mm的隔离片材。另外，将外凸条的间隔在极板区域中设为8.0mm，在接合区域中设为0.5mm，将外凸条的高度在极板区域中设为0.4mm，在接合区域中设为0.2mm。另外，隔离件的基部的平均厚度为0.25mm。

此外，包括内凸条和外凸条的所有凸条的突出部的截面形状为大致等腰梯形，凸条的宽度在隔离件基面的底部设为0.2mm，在顶部设为0.1mm。以在袋状隔离件的内表面的两面(第一面和第二面)形成有内凸条，并且在外表面的两面(第三面和第四面)形成有外凸条的方式，在隔离片材内配置凸条。隔离片材是长边长度为250mm，短边长度为152mm的长方形，所有的内凸条与隔离片材的长边垂直，所有的外凸条与隔离片材的长边平行，形成为呈直线状延伸的条纹图案。

在将隔离片材对折时，将弯折隔离片材的方向从与短边平行的方向稍微偏离，以对置的内凸条彼此不重合的方式弯折。其后，利用啮合密封法来接合左右端部的3mm的区域，获得袋状的隔离件。除了弯折部分以外的内凸条的长度L在第一区域和第二区域的任意的接合区域以及极板区域中均与隔离片材的短边的长度相等为152mm，接合区域中的内凸条的顶部之间的间隔D如上所述为0.5mm。位于最端部侧的内凸条的顶部距离该端部的距离W为0mm。供隔离片材弯折的轴Y从与短边平行的方向X偏离的角度θ为0.05°(内凸条彼此所成的角度为2θ＝0.1°)。此外，除了弯折部分以外的外凸条的长度在接合区域和主区域均为124mm，接合区域中的外凸条的顶部之间的间隔如上所述为0.5mm。位于最端部侧的外凸条的顶部距离该端部的距离为0.4mm。

在隔离件S2中收容负极板而形成极板组，制作铅蓄电池A3。

《铅蓄电池A4》

在隔离件S2的制作中，在将隔离片材对折时，变更了供隔离片材弯折的轴。将以对置的内凸条彼此交叉的方式弯折隔离片材的轴Y从与短边平行的方向X偏离的角度θ设为0.5°(内凸条彼此的交叉角度2θ＝1°)。除此以外，与铅蓄电池A3同样地，制作铅蓄电池A2。

《铅蓄电池B1》

除在隔离件S1中收容正极板而形成极板组以外，以与铅蓄电池A1同样的方法制作铅蓄电池B1。

《铅蓄电池B2》

除在隔离件S1中收容正极板而形成极板组以外，以与铅蓄电池A2同样的方法制作铅蓄电池B2。

在铅蓄电池B1和B2中，将隔离片材的内凸条的间隔在极板区域中设为8.0mm，在接合区域(从左右端部起5mm的周边区域)中设为1.0mm，将内凸条的高度在极板区域中设为0.4mm，在接合区域中设为0.2mm。另外，将外凸条的间隔在极板区域中设为2.0mm，在接合区域中设为1.0mm，将外凸条的高度在极板区域和接合区域均设为0.1mm。

《铅蓄电池B3》

在隔离件S2的制作中，使弯折隔离片材的方向相反，来制作隔离件S3。即，隔离件S3的内凸条与外凸条的关系同隔离件S2相反，内凸条与隔离片材的长边平行，外凸条与隔离片材的长边垂直，呈直线状延伸。隔离件S3的内凸条的间隔、高度以及长度分别与隔离件S2的外凸条的间隔、高度以及长度相同，隔离件S3中的外凸条的间隔、高度以及长度分别与隔离件S2中的内凸条的间隔、高度以及长度相同。

除在隔离件S3中收容正极板而形成极板组以外，以与铅蓄电池A3同样的方法制作铅蓄电池B3。

《铅蓄电池B4》

除在袋状隔离件S3中收容正极板而形成极板组以外，以与铅蓄电池A4同样的方法制作铅蓄电池B4。

[评价1：由振动引起的下部短路的发生]

循环进行150次JIS D 5301：2006中规定的重负荷寿命试验后，实施以下的振动试验，对下部短路的发生率进行比较。

振动方向：上下的单振动

加速度：6G

振动频率：30Hz

加振时间：2小时

[评价2：耐渗透短路性]

以下述循环反复进行充放电，评价发生渗透短路的循环数。

1.放电：9.6A(终止电压10.5V)

2.恒定电阻放电：10Ω电阻连接×7天

3.充电：14.4V/50A×60分钟

将上述1～3作为一个循环反复进行，求出由于渗透短路的发生而产生的充电电流和电压的不稳定的时刻的循环数。以铅蓄电池A1的循环数为100的相对比，评价各铅蓄电池的耐渗透短路性。

铅蓄电池A1～A4、B1～B4的评价1、2的结果如表1所示。

[表1]

电池	隔离件收容	凸条交叉	在振动试验的下部短路发生比例(％)	渗透短路循环数(％)
					A1	负极板	无	20	100
A2	负极板	有	0	120
					A3	负极板	无	20	100
A4	负极板	有	0	120
					B1	正极板	无	20	120
B2	正极板	有	0	120
					B3	正极板	无	20	120
B4	正极板	有	0	120

如表1所示，在接合区域中以内凸条交叉的方式配置的铅蓄电池A2和A4中，在振动试验中不会发生下部短路。这被认为是由于袋状隔离件的接合强度提高，因此不会发生隔离件端部的密封脱落，抑制由于重负荷寿命试验而堆积在电解槽下部的来自正极活性物质的沉淀物与负极板的接触而引起的短路。与此相对地，在铅蓄电池A1和A3中，以20％的高概率发生了下部短路。这被认为是由于袋状隔离件的接合强度不充分，因此在振动试验中途，袋状隔离件的接合的一部分脱落，来自正极活性物质的沉淀物与负极板经由接合脱落的部分接触，从而导致短路。

并且，在铅蓄电池A2和A4中，与铅蓄电池A1相比，耐渗透短路性也提高。这被认为是由于通过内凸条的交叉而啮合密封后的压接部稍微变厚，在隔离件端部的接合区域或者接合区域与极板区域之间的区域中，负极板与隔离件之间的距离稍微变大，由此抑制在端部周围的负极板与隔离件的接触，抑制渗透短路。

这样，本实施方式的铅蓄电池在袋状隔离件中收容负极板的情况下具有显著的效果，能够部分地解决在袋状隔离件中收容负极板的结构的铅蓄电池中产生的特有的课题。

在袋状隔离件中收容正极板，以同样的方法制造铅蓄电池，同样进行振动试验，评价耐渗透短路性的情况下，结果如表1的铅蓄电池B1～B4所示。与将负极板收容于袋状隔离件的情况同样地，通过在接合部中内凸条以交叉的方式配置，从而抑制下部短路。另一方面，在将正极板收容于袋状隔离件的情况下，隔离件端部处的负极板与隔离件之间的距离因未收容负极板而得到充分确保。因此，在接合部中内凸条以交叉的方式配置的铅蓄电池B2、B4，和在接合部中内凸条不交叉的铅蓄电池B1、B3都获得与铅蓄电池A2及A4同等的耐渗透短路性。

产业上的可利用性

本发明的一个侧面所涉及的铅蓄电池能够应用于控制阀式和液式的铅蓄电池，能够适合用作汽车或摩托车等的启动用的电源。

附图标记说明

1…铅蓄电池；2…负极板；3…正极板；4…隔离件；5…正极架部；6…负极架部；7…正极柱；8…贯通连接体；9…负极柱；11…极板组；12…电解槽；13…隔壁；14…电池单元室；15…盖；16…负极端子；17…正极端子；18…液口栓；100…隔离件；101…基部；102a～102e…内凸条；104a、104b…外凸条；106…极板区域；108a、108b…接合区域；109a、109b…接合部；110～112、114…隔离片材。

Claims (7)

1.一种铅蓄电池，该铅蓄电池构成为多个正极板以及多个负极板隔着隔离件被层叠而成的极板组与电解液一起收容于电池单元室，其中，

所述隔离件是具有开口的袋状，

所述隔离件具备：

构成所述袋的内表面的、相互对置的第一面以及第二面；

设置在所述第一面上的多个第一凸条、以及设置在所述第二面上的多个第二凸条；

构成所述袋的外表面的、所述第一面的背面亦即第三面以及所述第二面的背面亦即第四面；

设置在所述第三面上的多个第三凸条、以及设置在所述第四面上的第四凸条；以及

所述第一面与所述第二面的接合部，

设置在所述第一面上的所述第一凸条的至少一个与设置在所述第二面上的所述第二凸条的至少一个在所述接合部交叉。

2.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，

所述隔离件收容所述负极板。

3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其中，

在所述接合部的所述第一面上的周边区域，所述第一凸条沿第一方向呈直线状延伸，

在所述接合部的所述第二面上的周边区域，所述第二凸条沿与所述第一方向不同的第二方向呈直线状延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的铅蓄电池，其中，

所述隔离件在所述第一面上和所述第二面上分别具有包括所述接合部的接合区域、和与所述接合区域分开的极板区域，

所述第一凸条包括以一定的间隔设置在所述第一面上的所述接合区域的多个第一接合凸条、和以一定的间隔设置在所述第一面上的所述极板区域的多个第一极板凸条，

所述第一接合凸条被设定的间隔比所述第一极板凸条被设定的间隔窄。

5.根据权利要求4所述的铅蓄电池，其中，

所述第二凸条包括以一定的间隔设置在所述第二面上的所述接合区域的多个第二接合凸条、和以一定的间隔设置在所述第二面上的所述极板区域的多个第二极板凸条，

所述第二接合凸条被设定的间隔比所述第二极板凸条被设定的间隔窄。

6.根据权利要求4或5所述的铅蓄电池，其中，

所述第三凸条形成于与所述第一面上的所述接合区域对应的所述第三面上的区域。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的铅蓄电池，其中，

对所述接合部形成基于压接的接合或者基于熔接的接合。

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