DE112012001383T5 - Lead-acid battery - Google Patents

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Abstract

Eine Blei-Säure-Batterie umfasst: einen Behälter, der aus einem Kunstharz ausgebildet ist und durch Trennwände in eine Vielzahl von Zellenkammern unterteilt ist; eine Vielzahl von Elektrodenplattengruppen, die jeweils in einer anderen der Zellenkammern aufgenommen sind und positive Elektrodenplatte und negative Elektrodenplatten umfassen, wobei ein Separator zwischen jeder der positiven Elektrodenplatten und einer entsprechenden der negativen Elektrodenplatten angeordnet ist; einen Elektrolyten; und einen Deckel, der die Zellenkammern schließt, wobei jede der in benachbarten der Zellenkammern aufgenommenen zwei Elektrodenplattengruppen durch einen Verbindungsteil, der sich in die Trennwand erstreckt und zwischen den Zellenkammern angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden wird, wobei das Kunstharz derartige Eigenschaften aufweist, dass eine aus dem Kunstharz ausgebildete Platte mit einer Dicke von 2 mm eine optische Transparenz von größer oder gleich 20% aufweist und eine aus dem Kunstharz ausgebildete Platte mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm eine mechanische Spannung von größer oder gleich 4,0 N erfordert, um eine Mitte der Probe um 2 mm in einer vertikalen Richtung zu verformen, und wobei jede der Trennwände eine Dicke von größer oder gleich 1,7 mm um den Verbindungsteil zwischen den Zellenkammern herum aufweist.A lead-acid battery includes: a container formed of a synthetic resin and partitioned by partition walls into a plurality of cell chambers; a plurality of electrode plate groups each accommodated in another of the cell chambers and comprising positive electrode plate and negative electrode plates, a separator being disposed between each of the positive electrode plates and a corresponding one of the negative electrode plates; an electrolyte; and a lid closing the cell chambers, each of the two electrode plate groups accommodated in adjacent ones of the cell chambers being electrically connected to each other by a connection part extending into the partition wall and interposed between the cell chambers, wherein the synthetic resin has such properties 2 mm thick plate formed of the synthetic resin has an optical transparency of greater than or equal to 20% and a plate formed of the synthetic resin having a thickness of 1.5 mm, a long side of 50 mm and a short side of 13 mm requires a stress of greater than or equal to 4.0 N to deform a center of the sample by 2 mm in a vertical direction, and each of the partition walls has a thickness of greater than or equal to 1.7 mm around the connecting portion between the cell chambers having.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft Blei-Säure-Batterien und insbesondere eine Technik zum Vorsehen einer Verstärkung mittels Verbindungsteilen.The present invention relates to lead-acid batteries, and more particularly to a technique for providing reinforcement by means of connecting parts.

Stand der TechnikState of the art

Eine als ein Selbstanlasser für ein Fahrzeug verwendete Blei-Säure-Batterie umfasst: Elektrodenplattengruppen, die jeweils positive Elektroden und negative Elektroden enthalten, wobei ein Separator zwischen jeder der positiven Elektroden und einer entsprechenden der negativen Elektroden angeordnet ist; und einen Behälter, der durch Trennwände in eine Vielzahl von Zellenkammern unterteilt ist, wobei jede der Elektrodenplattengruppen in einer anderen der Zellenkammern aufgenommen ist, wobei in jeder der Elektrodenplattengruppen ein Verbindungsglied mit den positiven Elektroden verbunden ist und ein Verbindungsglied mit den negativen Elektroden verbunden ist, wobei die Verbindungsglieder, die verschiedene Polaritäten aufweisen, in benachbarten der Zellenkammern über die Trennwand aufgenommen werden und dann durch ein Widerstandsschweißen in Reihe miteinander verbunden werden, und wobei eine Öffnung des Behälters durch einen Deckel geschlossen wird. Die Verbindungsglieder werden in Durchgangslöchern, die in den Trennwänden ausgebildet sind, widerstandsgeschweißt. Die Blei-Säure-Batterie enthält eine reichliche Menge eines freiem Elektrolyten, und der Behälter ist aus einem Material ausgebildet, das gestattet, dass das Innere des Behälters von außen sichtbar ist, sodass die Menge des Elektrolyten anhand der Position des Flüssigkeitspegels erkannt werden kann. Wenn die Menge des Elektrolyten aufgrund einer Elektrolyse oder ähnlichem kleiner wird (der Flüssigkeitspegel sinkt), wird gereinigtes Wasser durch ein in dem Deckel ausgebildetes Einspritzloch eingespritzt.A lead-acid battery used as a self-starter for a vehicle includes: electrode plate groups each including positive electrodes and negative electrodes, a separator being disposed between each of the positive electrodes and a corresponding one of the negative electrodes; and a container partitioned by partition walls into a plurality of cell chambers, each of the electrode plate groups being accommodated in another of the cell chambers, in each of the electrode plate groups, a connector is connected to the positive electrodes and a connector is connected to the negative electrodes, wherein the connecting members having different polarities are received in adjacent ones of the cell chambers via the partition wall and then connected in series by resistance welding, and an opening of the container is closed by a lid. The connecting members are resistance welded in through-holes formed in the partition walls. The lead-acid battery contains an abundant amount of a free electrolyte, and the container is formed of a material that allows the inside of the container to be visible from the outside, so that the amount of the electrolyte can be recognized from the position of the liquid level. When the amount of the electrolyte becomes smaller due to electrolysis or the like (the liquid level decreases), purified water is injected through an injection hole formed in the lid.

Der mittels des Widerstandsschweißens durch die Trennwand verbundene Teil der Verbindungsglieder wird allgemein als ein Widerstandsschweißteil (ein Durchgangsverbindungsteil) bezeichnet. Der Durchgangsverbindungsteil wird im Detail beschrieben. Die Verbindungsglieder sind derart platziert, dass sie einander über das zuvor in der Trennwand ausgebildete Durchgangsloch zugewandt sind, wobei die Verbindungsglieder in das Durchgangsloch gedrückt und durch eine in dem Widerstandsschweißen verwendete Elektrode miteinander in Kontakt gebracht werden. Die in Kontakt miteinander gebrachten Teile der Verbindungsglieder werden unter einer vorbestimmten Bedingung widerstandsgeschweißt, um den Durchgangsverbindungsteil derart auszubilden, dass der Durchgangsverbindungsteil in der Trennwand fixiert ist.The part of the links connected by the resistance welding by the partition wall is generally referred to as a resistance welding part (a through-connection part). The passage connection part will be described in detail. The connection members are placed facing each other via the through hole previously formed in the partition wall, the connection members being pushed into the through hole and brought into contact with each other by an electrode used in the resistance welding. The contacted parts of the connecting members are resistance welded under a predetermined condition to form the through connection part such that the through connection part is fixed in the partition wall.

Es wurden verschiedene Studien zu der detaillierten Konfiguration des Durchgangsverbindungsteils durchgeführt. Insbesondere beschreibt das Patentdokument 1 für den Fall, dass eine hohe Temperatur zu der Bedingung für die Schweißverbindung gehört, weil die Verbindungsglieder zum Beispiel aus einer Antimon-freien Bleilegierung ausgebildet sind, dass die Trennwand, in der ein Durchgangsloch ausgebildet wird, eine Dicke von größer oder gleich 1,5 mm aufweisen sollte, sodass das Durchgangsloch nicht durch einen während des Schweißens geschmolzenen Teil der Trennwand verschmälert wird (die Schweißfläche der Verbindungsglieder nicht reduziert wird).Various studies have been made on the detailed configuration of the passage connection part. Specifically, in the case where a high temperature belongs to the condition for the welded joint, for example, because the connecting members are made of antimony-free lead alloy, for example, the partition wall in which a through hole is formed becomes thicker in thickness or equal to 1.5 mm, so that the through hole is not narrowed by a part of the partition melted during welding (the welding area of the links is not reduced).

ReferenzlisteReferences

PatentdokumentPatent document

  • [Patentdokument 1] Japanische Patentveröffentlichung Nr. S62-022367 [Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. S62-022367

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Technisches ProblemTechnical problem

Techniken zum Verlängern der Lebensdauer von positiven Elektroden und negativen Elektroden wurden in den letzten Jahren weiterentwickelt, wodurch die Nutzungsdauer einer Blei-Säure-Batterie seit der Entwicklung des Patentdokuments 1 verlängert werden konnte. Dies hat zu einem neuartigen Degradierungsmodus geführt, in dem der Durchgangsverbindungsteil korrodiert und gebrochen wird, wenn sich die positiven Elektroden erweitern. Dieses Phänomen war bisher unbekannt, sodass die Ursachen für dieses Phänomen im Detail untersucht wurden. Es hat sich herausgestellt, dass das Phänomen auftritt, weil aufgrund der Erweiterung der positiven Elektroden eine mechanische Spannung auf den Durchgangsverbindungsteil wirkt, die die Trennwand verformt und damit einen Zwischenraum zwischen dem Durchgangsverbindungsteil und der Trennwand erzeugt, sodass der Elektrolyt in einen Kontakt mit dem Durchgangsverbindungsteil gebracht wird.Techniques for extending the life of positive electrodes and negative electrodes have been developed in recent years, whereby the life of a lead-acid battery has been prolonged since the development of Patent Document 1. This has resulted in a novel degradation mode in which the through connection member is corroded and broken as the positive electrodes expand. This phenomenon was previously unknown, so the causes of this phenomenon were studied in detail. It has been found that the phenomenon occurs because of the Extension of the positive electrode, a mechanical stress acts on the through-connection part, which deforms the partition wall and thus creates a gap between the passage connection part and the partition wall, so that the electrolyte is brought into contact with the passage connection part.

Wie oben beschrieben, wird der Behälter der als ein Selbstanlasser für ein Fahrzeug verwendeten Blei-Säure-Batterie aus einem Material ausgebildet, das gestattet, dass das Innere des Behälters von außen sichtbar ist, um die Sichtbarkeit der Menge des Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) sicherzustellen. Deshalb ist das Hinzufügen einer großen Menge eines steifen Materials wie etwa Talk für eine Verstärkung der Trennwand unannehmbar, weil dadurch die Transparenz reduziert wird. Wenn wie in dem Patentdokument 1 beschrieben die Dicke der Trennwand vergrößert wird, wird die Trennwand auch dann nicht einfach verformt, wenn die mechanische Spannung auf den Durchgangsverbindungsteil wirkt. Es konnte jedoch festgestellt werden, dass die oben genannten Probleme nicht gelöst werden, wenn Materialien mit einer hohen Transparenz willkürlich verwendet werden und die Dicke der Trennwand so weit vergrößert wird, dass kein Problem durch das Widerstandsschweißen verursacht wird.As described above, the container of the lead-acid battery used as a self-starter for a vehicle is formed of a material that allows the inside of the container to be visible from outside to ensure visibility of the amount of the electrolyte (liquid level). Therefore, adding a large amount of a stiff material such as talc is unacceptable for reinforcement of the bulkhead because it reduces transparency. When the thickness of the partition wall is increased as described in Patent Document 1, the partition wall is not easily deformed even when the stress acts on the passage connection part. However, it has been found that the above-mentioned problems are not solved when materials having a high transparency are arbitrarily used and the thickness of the partition wall is increased so much that no problem is caused by the resistance welding.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die oben genannten Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blei-Säure-Batterie mit einer hohen Beständigkeit vorzusehen, in welcher eine Degradierung eines Durchgangsverbindungsteils auch bei einer verlängerten Nutzungsdauer reduziert wird und gleichzeitig die Menge des Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) sichergestellt wird.The present invention aims to solve the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to provide a lead-acid battery having a high durability, in which degradation of a passage connecting part is reduced even with a prolonged service life while ensuring the amount of the electrolyte (liquid level).

ProblemlösungTroubleshooting

Um die oben genannten Probleme zu lösen, umfasst eine Blei-Säure-Batterie der vorliegenden Erfindung: einen Behälter; Trennwände, durch die der Behälter in eine Vielzahl von Zellenkammern unterteilt wird; eine Vielzahl von Elektrodenplattengruppen, die jeweils in einer anderen der Zellenkammern aufgenommen sind und positive Elektrodenplatten und negative Elektrodenplatten umfassen, wobei ein Separator zwischen jeder der positiven Elektrodenplatten und einer entsprechenden der negativen Elektrodenplatten angeordnet ist; einen Elektrolyten, der in der Zellenkammer aufgenommen ist; und einen Deckel, der Öffnungen der Zellenkammern schließt, wobei der Behälter und die Trennwände einstückig aus einem Kunstharz ausgebildet sind, wobei zwei der in benachbarten der Zellenkammern aufgenommenen Elektrodenplattengruppen elektrisch miteinander über einen Verbindungsteil verbunden sind, der sich durch die Trennwand erstreckt und zwischen den Zellenkammern angeordnet ist, wobei das Kunstharz derartige Eigenschaften aufweist, dass eine aus dem Kunstharz ausgebildete Platte mit einer Dicke von 2 mm eine optische Transparenz von größer oder gleich 20% aufweist und eine aus dem Kunstharz hergestellte Probe mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm eine mechanische Spannung von größer oder gleich 4,0 N für eine Verformung einer Mitte der Probe um 2 mm in einer vertikalen Richtung erfordert, und wobei jede der Trennwände eine Dicke von größer oder gleich 1,7 mm um den Verbindungsteil zwischen den Zellenkammern aufweist.To solve the above-mentioned problems, a lead-acid battery of the present invention comprises: a container; Partitions dividing the container into a plurality of cell compartments; a plurality of electrode plate groups each accommodated in another of the cell chambers and comprising positive electrode plates and negative electrode plates, a separator being disposed between each of the positive electrode plates and a corresponding one of the negative electrode plates; an electrolyte received in the cell chamber; and a lid closing openings of the cell chambers, wherein the container and the partition walls are integrally formed of a synthetic resin, two of the electrode plate groups received in adjacent ones of the cell chambers being electrically connected to each other via a connecting part extending through the partition wall and between the cell chambers is disposed, wherein the synthetic resin has such properties that a formed of the resin plate with a thickness of 2 mm has an optical transparency of greater than or equal to 20% and a sample prepared from the resin with a thickness of 1.5 mm, a long side of 50 mm and a short side of 13 mm requires a stress of greater than or equal to 4.0 N for a deformation of a center of the sample by 2 mm in a vertical direction, and wherein each of the partition walls has a thickness of greater than or equal to 1.7 mm around the connecting part between the cell chambers ,

Das Kunstharz kann ein Blockcopolymer-Polypropylen sein.The synthetic resin may be a block copolymer polypropylene.

Das Verbindungsglied kann aus einer Antimon enthaltenden Bleilegierung ausgebildet sein.The connecting member may be formed of an antimony-containing lead alloy.

Das Verbindungsglied kann aus einer kein Antimon enthaltenden Bleilegierung ausgebildet sein.The connecting member may be formed of a lead alloy containing no antimony.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das Kunstharz, aus dem der Behälter und die Trennwände ausgebildet sind, weist die oben beschriebenen Eigenschaften auf, wobei jede der Trennwände eine Dicke von größer oder gleich 1,7 mm um den Verbindungsteil herum aufweist, der zwischen den Zellenkammern angeordnet ist und sich in die Trennwand erstreckt. Auf diese Weise kann eine sehr dauerhafte Blei-Säure-Batterie vorgesehen werden, in welcher die Degradierung des Durchgangsverbindungsteils auch dann reduziert ist, wenn die Blei-Säure-Batterie für eine verlängerte Nutzungsdauer verwendet wird, wobei gleichzeitig die Sichtbarkeit der Menge des Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) in dem Behälter von außen sichergestellt wird.The resin from which the container and the partition walls are formed has the above-described characteristics, wherein each of the partition walls has a thickness of greater than or equal to 1.7 mm around the connection part, which is arranged between the cell chambers and extends into the Partition wall extends. In this way, a very durable lead-acid battery can be provided, in which the degradation of the passage connection part is reduced even if the lead-acid battery is used for a prolonged service life, at the same time the visibility of the amount of the electrolyte (liquid level ) is secured in the container from the outside.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine teilweise ausgeschnittene Ansicht, die eine Blei-Säure-Batterie gemäß einer Ausführungsform zeigt. 1 FIG. 12 is a partially cutaway view showing a lead-acid battery according to an embodiment. FIG.

2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen elektrischen Verbindungsteil zwischen den benachbarten Zellenkammern der Blei-Säure-Batterie der Ausführungsform zeigt. 2 Fig. 10 is an enlarged cross-sectional view showing an electrical connection part between the adjacent cell chambers of the lead-acid battery of the embodiment.

3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die eine Degradierung an dem Verbindungsteil zwischen den benachbarten Zellenkammern der Blei-Säure-Batterie zeigt. 3 Fig. 10 is an enlarged cross-sectional view showing degradation at the connection part between the adjacent cell chambers of the lead-acid battery.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

(Erste Ausführungsform)First Embodiment

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.

– Konfiguration der Blei-Säure-Batterie –- Configuration of the lead-acid battery -

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Blei-Säure-Batterie der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die einen elektrischen Verbindungsteil zwischen benachbarten Zellenkammern der Blei-Säure-Batterie zeigt. Ein Behälter 1 ist ein einstückiges Gussprodukt aus einem Kunstharz und enthält Trennwände 1a, die das Innere des Behälters 1 in eine Vielzahl von Zellenkammern 3 teilen, kurze Seitenflächen 1b, lange Seitenflächen 1c und eine Bodenfläche (nicht gezeigt). Eine Elektrodenplattengruppe 2 und ein Elektrolyt (nicht gezeigt) sind in jeder der Zellenkammern 3 aufgenommen. Die Elektrodenplattengruppe 2 umfasst positive Elektroden 2a und negative Elektroden 2b, wobei ein Separator 2c zwischen jeder der positiven Elektroden 2a und einer entsprechenden der negativen Elektroden 2b angeordnet ist. In jeder Elektrodenplattengruppe 2 sind Ohrabschnitte 8 der Elektrodenplatten mit einer Polarität (z. B. der positiven Elektroden 2a) mit einem Verbindungsglied 4 verbunden und sind Ohrabschnitte 8 der Elektrodenplatten mit der anderen Polarität (z. B. der negativen Elektroden 2b) mit einem Verbindungsglied 4 verbunden. Unter einem Ohrabschnitt 8 ist ein laschenartiger Abschnitt zu verstehen, der an einem Ende jeder Elektrodenplatte vorgesehen ist und über den die Elektrodenplatte elektrisch mit anderen Elektrodenplatten verbunden ist. 1 Fig. 15 is a perspective view showing a lead-acid battery of the present invention. 2 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing an electrical connection part between adjacent cell chambers of the lead-acid battery. FIG. A container 1 is a one-piece cast product made of a synthetic resin and contains dividing walls 1a that is the interior of the container 1 into a variety of cell compartments 3 share, short side surfaces 1b , long side surfaces 1c and a bottom surface (not shown). An electrode plate group 2 and an electrolyte (not shown) are in each of the cell chambers 3 added. The electrode plate group 2 includes positive electrodes 2a and negative electrodes 2 B , where a separator 2c between each of the positive electrodes 2a and a corresponding one of the negative electrodes 2 B is arranged. In each electrode plate group 2 are ear cuts 8th of the electrode plates with one polarity (eg, the positive electrodes 2a ) with a connecting link 4 connected and are ear cuts 8th the electrode plates with the other polarity (eg the negative electrodes 2 B ) with a connecting link 4 connected. Under an ear section 8th is a tab-like portion provided at one end of each electrode plate and through which the electrode plate is electrically connected to other electrode plates.

Die Verbindungsglieder 4, die eine andere Polarität aufweisen und zu den Elektrodenplattengruppen 2 gehören, die in benachbarten Zellenkammern 3 aufgenommen sind, sind derart angeordnet, dass sie einander über ein in der Trennwand 1a ausgebildetes Durchgangsloch 7 zugewandt sind. Die Verbindungsglieder werden in das Durchgangsloch gedrückt und durch eine in dem Widerstandsschweißen verwendete Elektrode miteinander in Kontakt gebracht. Teile der Verbindungsglieder, die in einen Kontakt miteinander gebracht wurden, werden dann unter einer vorbestimmten Bedingung widerstandsgeschweißt, um einen Durchgangsverbindungsteil 4a derart zu bilden, dass der Durchgangsverbindungsteil 4a an der Trennwand 1a fixiert wird. Unter einem Verbindungsteil zwischen den Zellen ist eine Kombination aus den Verbindungsgliedern 4 und dem Durchgangsverbindungsteil 4a zwischen den Verbindungsgliedern 4 zu verstehen.The connecting links 4 which have a different polarity and to the electrode plate groups 2 belong in neighboring cell chambers 3 are received, are arranged so that they each other via a in the partition wall 1a trained through hole 7 are facing. The connecting members are pushed into the through hole and brought into contact with each other by an electrode used in the resistance welding. Portions of the links that have been brought into contact with each other are then resistance-welded under a predetermined condition to a through-connection part 4a to form such that the passage connection part 4a on the partition 1a is fixed. Under a connecting part between the cells is a combination of the links 4 and the passage connection part 4a between the links 4 to understand.

Die Ohrabschnitte 8 der positiven Elektroden 2a in der Zellenkammer 3 an dem Ende des Behälters sind mit einem positiven Pol (nicht gezeigt) verbunden, und die Ohrabschnitte 8 der negativen Elektroden 2b in der Zellenkammer 3 an dem anderen Ende sind mit einem negativen Pol (nicht gezeigt) verbunden. Wenn eine Öffnung des Behälters 1 mit einem Deckel 6 gedichtet ist, werden die Pole mit einstückig in dem Deckel 6 ausgebildeten Hülsen (nicht gezeigt) verbunden, um Anschlüsse 5 zu bilden. Auf diese Weise wird die Blei-Säure-Batterie ausgebildet.The ear cuts 8th the positive electrodes 2a in the cell chamber 3 at the end of the container are connected to a positive pole (not shown), and the ear sections 8th the negative electrodes 2 B in the cell chamber 3 at the other end are connected to a negative pole (not shown). If an opening of the container 1 with a lid 6 is sealed, the poles are integral with the lid 6 formed sleeves (not shown) connected to connectors 5 to build. In this way, the lead-acid battery is formed.

Eines der Merkmale der Blei-Säure-Batterie der vorliegenden Ausführungsform wird durch das Material und die Konfiguration des Behälters 1 vorgesehen. Insbesondere ist der Behälter 1 aus einem Kunstharz ausgebildet, das derartige Eigenschaften aufweist, dass eine Platte aus dem Kunstharz mit einer Dicke von 2 mm eine optische Transparenz von größer oder gleich 20% aufweist und eine aus dem Kunstharz ausgebildete Probe mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm eine mechanische Spannung größer oder gleich 4,0 N für eine Verformung der Mitte der Probe um 2 mm in der vertikalen Richtung erfordert, wobei jede Trennwand 1a eine Dicke von größer oder gleich 1,7 mm um den Durchgangsverbindungsteil 4a herum aufweist.One of the features of the lead-acid battery of the present embodiment is provided by the material and configuration of the container 1 intended. In particular, the container 1 is formed of a synthetic resin having properties such that a plate made of the synthetic resin having a thickness of 2 mm has an optical transparency of greater than or equal to 20% and a sample formed of the synthetic resin having a thickness of 1.5 mm, a long Side of 50 mm and a short side of 13 mm requires a mechanical stress greater than or equal to 4.0 N for a deformation of the center of the sample by 2 mm in the vertical direction, with each partition 1a a thickness of greater than or equal to 1.7 mm around the through-connection part 4a around.

– Wie die Erfinder der vorliegenden Erfindung die vorliegende Erfindung gemacht haben –How the inventors of the present invention made the present invention

Allgemein weist eine Blei-Säure-Batterie die Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf. Ein Behälter, der auch als Außengehäuse der Blei-Säure-Batterie dient, umfasst kurze Seitenflächen (Flächen parallel zu den positiven Elektroden und negativen Elektroden), lange Seitenflächen, Trennwände und eine Bodenfläche und ist ein einstückig ausgebildetes Gussprodukt aus Kunstharz. Die langen Seitenflächen müssen also eine derartige Transparenz aufweisen, dass die Menge eines Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) sichtbar ist (der Flüssigkeitspegel des Elektrolyten in dem Behälter von außerhalb des Behälters visuell erkannt werden kann). Außerdem dürfen die Trennwände nicht einfach durch eine mechanische Spannung verformt werden, die durch Verbindungsteile aus demselben Material verursacht wird.Generally, a lead-acid battery has the shape of a rectangular parallelepiped. A container, which also serves as an outer housing of the lead-acid battery, comprises short side surfaces (surfaces parallel to the positive electrodes and negative electrodes), long side surfaces, partition walls, and a bottom surface, and is an integrally molded resin molded product. Thus, the long side surfaces must have such a transparency that the amount of an electrolyte (liquid level) is visible (the liquid level of the electrolyte in the container can be visually recognized from outside the container). In addition, the dividing walls must not be deformed simply by a mechanical stress caused by joints made of the same material.

Wie weiter oben mit Bezug auf den Hintergrund der Erfindung beschrieben, beruht die in dem Patentdokument 1 beschriebene Technik auf der Voraussetzung, dass eine Antimonfreie Bleilegierung für die Verbindungsglieder verwendet wird, sodass eine hohe Temperatur erforderlich ist, wenn das Widerstandsschweißen zwischen den Zellenkammern durchgeführt wird. Dies verursacht ein Problem, wenn jede Trennwand durch die hohe Temperatur geschmolzen wird und in das Durchgangsloch eintritt, wodurch die Schweißfläche der Verbindungsglieder reduziert wird. Um dieses Problem zu lösen, ist in dem Patentdokument 1 die Dicke jeder Trennwand größer oder gleich 1,5 mm.As described above with reference to the background of the invention, the technique described in Patent Document 1 is based on the premise that an antimony-free lead alloy is used for the connecting members, so that a high temperature is required when resistance welding is performed between the cell chambers. This causes a problem when each partition is melted by the high temperature and enters the through hole, thereby reducing the welding area of the links. In order to solve this problem, in Patent Document 1, the thickness of each partition is greater than or equal to 1.5 mm.

Die positiven Elektroden und die negativen Elektroden wurden jedoch verbessert, sodass die Lebensdauern der positiven Elektroden und der negativen Elektroden seit dem Verfassen des Patentdokuments 1 verlängert wurden. Es hat sich herausgestellt, dass ein Phänomen auftritt, in dem ein Laden und Entladen plötzlich nicht mehr möglich sind, bevor die verlängerten Lebensdauern der positiven Elektroden und der negativen Elektroden verstrichen sind. Dieses Phänomen wird als plötzlicher Tod bezeichnet. Die Techniken zum Verlängern der Lebensdauern der positiven Elektroden 2a und der negativen Elektroden 2b sind in den letzten Jahren weiterentwickelt worden, sodass die Blei-Säure-Batterie für eine wesentlich längere Zeitdauer verwendet wird. Es wurde jedoch ein neuer Degradierungsmodus festgestellt, in dem wie in 3 gezeigt die Ohrabschnitte 8 das Verbindungsglied 4 heben, wenn die positiven Elektroden 2a auf der rechten Seite in der Figur größer und länger werden, sodass sich eine mechanische Spannung an und um den Durchgangsverbindungsteil 4a herum konzentriert, wodurch die Trennwand 1a verformt wird und ein Zwischenraum 9 gebildet wird. Der Elektrolyt dringt in den Zwischenraum 9 ein und kommt in einen Kontakt mit dem Durchgangsverbindungsteil 4a, sodass korrodierte Abschnitte 10 gebildet werden. Wenn die korrodierten Abschnitte 10 größer werden, wird der Durchgangsverbindungsteil 4a korrodiert und gebrochen. In diesem Fall verliert die Blei-Säure-Batterie ihre Funktion als Batterie plötzlich, sodass also ein plötzlicher Tod auftritt. Dieses Phänomen wurde zuerst durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung festgestellt.However, the positive electrodes and the negative electrodes have been improved so that the lives of the positive electrodes and the negative electrodes have been lengthened since the composition of Patent Document 1. It has been found that a phenomenon occurs in which charging and discharging are suddenly no longer possible before the prolonged lifetimes of the positive electrodes and the negative electrodes have elapsed. This phenomenon is called sudden death. The techniques for extending the lifetimes of the positive electrodes 2a and the negative electrodes 2 B have been developed in recent years, so that the lead-acid battery is used for a much longer period of time. However, a new degradation mode has been identified in which as in 3 shown the ear sections 8th the connecting link 4 lift when the positive electrodes 2a on the right side in the figure become larger and longer, so that a mechanical stress on and around the passage connection part 4a concentrated around, creating the dividing wall 1a is deformed and a gap 9 is formed. The electrolyte penetrates into the gap 9 and comes in contact with the passage connection part 4a so that corroded sections 10 be formed. If the corroded sections 10 become larger, the through-connection part becomes 4a corroded and broken. In this case, the lead-acid battery loses its function as a battery suddenly, so that a sudden death occurs. This phenomenon was first noted by the inventors of the present application.

Die Erweiterung der positiven Elektroden 2a wird wahrscheinlich durch eine Oxidation eines Bleigitters, das ein aktives Material für eine positive Elektrode hält, aufgrund einer langen Nutzungsdauer verursacht. Die Oxidation wird gefördert, wenn sich die Blei-Säure-Batterie in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur befindet.The extension of the positive electrodes 2a is likely to be caused by oxidation of a lead grid holding a positive electrode active material due to a long service life. Oxidation is promoted when the lead-acid battery is in a high temperature environment.

Beispiele für Gegenmaßnahmen gegen einen plötzlichen Tod können umfassen, dass eine Erweiterung der positiven Elektroden 2a verhindert wird, eine Korrosion des Durchgangsverbindungsteils 4a verhindert wird, eine Bildung des Zwischenraums 9 verhindert wird, usw. Als eine der oben genannten Gegenmaßnahmen führten die vorliegenden Erfinder eine tiefgreifende Untersuchung zu dem Material und der Konfiguration des Behälters 1 durch. Dies wird weiter unten im Detail beschrieben.Examples of countermeasures against sudden death may include an extension of the positive electrodes 2a prevents corrosion of the passage connection part 4a prevents formation of the gap 9 As one of the above countermeasures, the present inventors made a profound study on the material and the configuration of the container 1 by. This will be described in detail below.

Erstens eine Blei-Säure-Batterie als ein Selbstanlasser für ein Fahrzeug verwendet, wobei die langen Seitenflächen 1c des Behälters 1 für das Nachfüllen von Wasser transparent sein müssen, sodass die Menge eines Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) von außen sichtbar ist. Aus diesem Grund ist ein Kunstharz mit einer optischen Transparenz von größer oder gleich 20% an der langen Seitenfläche mit einer allgemeinen Dicke (2 mm) als ein Kunstharzmaterial für den Behälter 1 erforderlich.First, a lead-acid battery is used as a self-starter for a vehicle, with the long side surfaces 1c of the container 1 must be transparent for the refilling of water, so that the amount of an electrolyte (liquid level) is visible from the outside. For this reason, a synthetic resin having an optical transparency of greater than or equal to 20% on the long side surface with a general thickness (2 mm) as a resin material for the container 1 required.

Außerdem gehen die vorliegenden Erfinder davon aus, dass für eine Lösung des oben beschriebenen Problems (Konzentration einer mechanischen Spannung an dem Durchgangsverbindungsteil 4a) die Steifigkeit eines für den Behälter 1 verwendeten Kunstharzmaterials größer oder gleich einem vorbestimmten Wert sein muss. Die vorliegenden Erfinder haben Studien durchgeführt und insbesondere herausgefunden, dass eine aus dem Kunstharzmaterial hergestellte Probe mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm eine mechanische Spannung größer oder gleich 4,0 N für eine Verformung der Mitte der Probe um 2 mm in der vertikalen Richtung erfordert. Das Verfahren zum Messen der Steifigkeit entspricht JIS K7171 „Flexural Test of Rigid Plastics” (ISO178) , wobei die Probe mit der Dicke von 1,5 mm getestet wurde, die im Wesentlichen gleich der allgemeinen Dicke (1,3 mm) der Trennwand 1a ist. Die Steifigkeit des Kunstharzmaterials konnte also unmittelbar in einer praktischen Verwendung bestimmt werden.In addition, the present inventors believe that, for a solution to the problem described above (concentration of a stress on the through-connection part 4a ) the stiffness of one for the container 1 used resin material must be greater than or equal to a predetermined value. The present inventors have conducted studies, and in particular, found that a sample made of the synthetic resin material having a thickness of 1.5 mm, a long side of 50 mm and a short side of 13 mm has a stress greater than or equal to 4.0 N requires a deformation of the center of the sample by 2 mm in the vertical direction. The method for measuring the stiffness corresponds JIS K7171 "Flexural Test of Rigid Plastics" (ISO178) , wherein the sample was tested with the thickness of 1.5 mm, which is substantially equal to the general thickness (1.3 mm) of the partition 1a is. The rigidity of the synthetic resin material could thus be determined directly in a practical use.

Wie oben beschrieben wird ein Kunstharzmaterial mit einer Transparenz und einer Steifigkeit verwendet, die beide höhere als vorbestimmte Werte aufweisen, wobei in der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich die Dicke um den Durchgangsverbindungsteil 4a der Trennwand 1a herum größer oder gleich 1,7 mm ist. Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser Konfiguration die Sichtbarkeit der Menge des Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) von den langen Seitenflächen 1c her auch dann sichergestellt werden konnte, wenn eine mechanische Spannung auf den Durchgangsverbindungsteil 4a aufgrund einer Erweiterung der positiven Elektroden 2a ausgeübt wurde. Das durch die Verformung der Trennwand 1a verursachte neue Problem konnte also gelöst werden, weil die Trennwand 1a eine zufriedenstellende hohe Steifigkeit aufwies. As described above, a synthetic resin material having a transparency and a rigidity both higher than predetermined values is used, and in the present embodiment, in addition, the thickness around the through-connection part 4a the partition 1a is greater than or equal to 1.7 mm. It has been found that in this configuration the visibility of the amount of electrolyte (liquid level) from the long side surfaces 1c could also be ensured if a mechanical stress on the passage connection part 4a due to an extension of the positive electrodes 2a was exercised. That by the deformation of the partition 1a So caused new problem could be solved because the partition 1a had a satisfactory high rigidity.

Auf der Basis des Patentdokuments 1 kann der Fachmann eine Konfiguration vorsehen, in welcher der Schwellwert (untere Grenzwert) der Dicke der Trennwand 1,7 mm beträgt, was eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellt. Dies ist der Grund dafür, dass in dem Patentdokument 1 die Trennwand eine Dicke von größer oder gleich 1,5 mm aufweist, um das Problem zu lösen, dass die Schweißfläche der Verbindungsglieder dadurch reduziert wird, dass die Trennwand durch eine hohe Temperatur geschmolzen wird und in das Durchgangsloch eindringt, wobei die Schweißfläche wie in 6 des Patentdokuments 1 gezeigt bei 100% liegt, wenn die Dicke der Trennwand größer oder gleich 1,5 mm ist, und dieselben Vorteile bis zu einem gewissen Grad erhalten werden können, wenn die Dicke 1,5 mm oder größer ist, während in der vorliegenden Ausführungsform kein Vorteil erhalten wird, wenn die Dicke der Trennwand kleiner als 1,7 mm ist. Der Grund hierfür ist, dass die Technik des Patentdokuments 1 und die vorliegende Ausführungsform verschiedene Probleme zu lösen beabsichtigen. Das Problem der vorliegenden Erfindung wurde zuerst durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt. Das Problem des Patentdokuments 1 wird einfach gelöst, indem die Trennwand mit einer Dicke von 1,55 oder größer ausgebildet wird. Um jedoch das Problem der vorliegenden Ausführungsform zu lösen, muss jede Trennwand aus einem Kunstharz, das derartige Eigenschaften aufweist, dass eine aus dem Kunstharz ausgebildete Probe mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm eine mechanische Spannung von größer oder gleich 4,0 N für eine Verformung der Mitte um 2 mm in der vertikalen Richtung erfordert, mit einer Dicke von größer oder gleich 1,7 mm ausgebildet werden. Die Dicke der Trennwand ist außerdem vorzugsweise kleiner als 2,0 mm. Wenn nämlich die Dicke der Trennwand größer oder gleich 2,0 mm ist, müssen die Ausstattung und die Bedingungen für ein Widerstandsschweißen modifiziert werden.On the basis of Patent Document 1, a person skilled in the art can provide a configuration in which the threshold value (lower limit) of the thickness of the partition wall is 1.7 mm, which is one of the features of the present invention. This is why, in Patent Document 1, the partition wall has a thickness of greater than or equal to 1.5 mm in order to solve the problem that the welding area of the connecting members is reduced by melting the partition wall by a high temperature and penetrates into the through hole, the welding surface as in 6 of the Patent Document 1 is 100% when the thickness of the partition wall is greater than or equal to 1.5 mm, and the same advantages can be obtained to some extent when the thickness is 1.5 mm or larger, while in the present Embodiment no advantage is obtained when the thickness of the partition wall is smaller than 1.7 mm. The reason for this is that the technique of Patent Document 1 and the present embodiment intend to solve various problems. The problem of the present invention was first established by the inventors of the present invention. The problem of Patent Document 1 is easily solved by forming the partition having a thickness of 1.55 or larger. However, in order to solve the problem of the present embodiment, each partition made of a synthetic resin having such properties that a specimen formed of the synthetic resin having a thickness of 1.5 mm, a long side of 50 mm and a short side of 13 mm, a mechanical stress of greater than or equal to 4.0 N is required for a deformation of the center by 2 mm in the vertical direction, with a thickness of greater than or equal to 1.7 mm are formed. The thickness of the partition is also preferably less than 2.0 mm. Namely, if the thickness of the partition wall is greater than or equal to 2.0 mm, the equipment and the conditions for resistance welding must be modified.

Beispiele für das Kunstharzmaterial, das die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt und eine Säurebeständigkeit gegenüber einer als Elektrolyt verwendeten Schwefelsäure aufweist, umfassen verschiedene Typen von Blockcopolymer-Polypropylen, das ein Copolymer von Polypropylen und Ethylen ist. Es ist zu beachten, dass das Blockcopolymer-Polypropylen ein Impact-Copolymer umfasst.Examples of the synthetic resin material satisfying the above-described conditions and having acid resistance to a sulfuric acid used as the electrolyte include various types of block copolymer polypropylene which is a copolymer of polypropylene and ethylene. It should be noted that the block copolymer polypropylene comprises an impact copolymer.

Dabei weist eine für das Verbindungsglied 4 verwendete Bleilegierung (z. B. Pb-Sb) mit darin enthaltenem Antimon eine hohe Steifigkeit auf, sodass eine große mechanische Spannung aufgrund der Erweiterung der positiven Elektroden 2a auf die Trennwand 1a übertragen wird. Wenn die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform auf einen Fall angewendet wird, in dem derartige Verbindungsgliede 4 verwendet werden, kann ein deutlicherer Effekt der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden.In this case, one for the connecting member 4 used lead alloy (eg Pb-Sb) with antimony contained in it high rigidity, so that a large mechanical stress due to the extension of the positive electrodes 2a on the partition 1a is transmitted. When the configuration of the present embodiment is applied to a case where such links 4 can be used, a more pronounced effect of the present embodiment can be obtained.

Wenn dagegen eine Bleilegierung (z. B. Pb-Sn) ohne darin enthaltenem Antimon für das Verbindungsglied 4 verwendet wird, muss das Widerstandsschweißen notwendigerweise mit einer hohen Temperatur durchgeführt werden. Deshalb wird die Trennwand 1a (insbesondere der Bereich um das Durchgangsloch 7 herum) verformt und wird die Genauigkeit der Verbindung wahrscheinlich reduziert. In der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform weist die Trennwand eine zufriedenstellende große Dicke auf, sodass das oben genannte Problem nicht auftritt.On the other hand, if a lead alloy (eg, Pb-Sn) with no antimony contained therein for the link 4 is used, the resistance welding must necessarily be performed at a high temperature. That's why the dividing wall will be 1a (In particular, the area around the through hole 7 around) and the accuracy of the connection is likely to be reduced. In the configuration of the present embodiment, the partition wall has a satisfactorily large thickness, so that the above problem does not occur.

BeispieleExamples

(Batterie A)(Battery A)

Als ein Kunstharzmaterial wurde ein Blockcopolymer-Polypropylen mit den folgenden Eigenschaften ausgewählt: Wenn das Blockcopolymer-Polypropylen zu einer Platte mit einer Dicke von 2 mm ausgebildet wird, liegt die optische Transparenz der Platte bei 10%. Und wenn das Blockcopolymer-Polypropylen zu einer Probe mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm ausgebildet wird, beträgt die für eine Verformung der Mitte der Probe um 2 mm in der vertikalen Richtung erforderliche mechanische Spannung (nachfolgend als „Probenspannung” bezeichnet) 4,2 N. Es ist zu beachten, dass die Steifigkeit gemäß JIS K7171 „Flexural Test of Rigid Plastic” (ISO178) gemessen wurde. Die Steifigkeit wird in der folgenden Beschreibung stets unter Verwendung dieses Standards gemessen. Ein Behälter 1 wurde aus Kunstharz derart ausgebildet, dass die Dicke jeder der Trennwände 1a 1,7 mm betrug, die Dicke jeder der kurzen Seitenflächen 1b 2 mm betrug und die Dicke jeder der langen Seitenflächen 1c 2 mm betrug. Die Trennwände 1a, die kurzen Seitenflächen 1b, die langen Seitenflächen 1c und eine Bodenfläche wurden einstückig ausgebildet.As a synthetic resin material, a block copolymer polypropylene having the following properties was selected: When the block copolymer polypropylene is formed into a plate having a thickness of 2 mm, the optical transparency of the plate is 10%. And when the block copolymer polypropylene is formed into a sample having a thickness of 1.5 mm, a long side of 50 mm and a short side of 13 mm, that for deformation of the center of the sample is 2 mm in the vertical direction required mechanical stress (hereinafter referred to as "sample stress") 4.2 N. It should be noted that the rigidity according to JIS K7171 "Flexural Test of Rigid Plastic" (ISO178) was measured. Stiffness is always measured using this standard in the following description. A container 1 has been made of synthetic resin such that the thickness of each of the partitions 1a 1.7 mm, the thickness of each of the short side surfaces 1b 2 mm and the thickness of each of the long side surfaces 1c 2 mm. The partitions 1a , the short side surfaces 1b , the long side surfaces 1c and a bottom surface were formed integrally.

Ein aktives Material für eine positive Elektrode mit einem darin als Hauptkomponente enthaltenen Bleisuboxidpulver wurde in ein Gitter aus einer Pb-Ca-Sn-Legierung gefüllt, um positive Elektroden 2a zu bilden. Weiterhin wurde ein Produkt, das durch das Hinzufügen von Kohlenstoff, Bariumsulfat und einer Ligninkomponente zu einem aktiven Material für eine negative Elektrode aus Bleisuboxidpulver erhalten wurde, in ein Gitter aus einer Pb-Ca-Sn-Legierung gefüllt, um negative Elektroden 2b auszubilden. Neun Lagen der positiven Elektroden 2a wurden gegenüber 10 Lagen der in hüllenartigen Separatoren 2s aus Polyethylen eingeschlossenen negativen Elektroden 2b angeordnet, um eine Elektrodenplattengruppe 2 zu bilden.An active material for a positive electrode having a lead suboxide powder contained therein as a main component was filled in a Pb-Ca-Sn alloy lattice to form positive electrodes 2a to build. Further, a product obtained by adding carbon, barium sulfate and a lignin component to an active material for a negative electrode of lead suboxide powder was filled in a Pb-Ca-Sn alloy lattice to form negative electrodes 2 B train. Nine layers of positive electrodes 2a were compared with 10 layers of in shell-like separators 2s polyethylene enclosed negative electrodes 2 B arranged to an electrode plate group 2 to build.

Sechs Elektrodenplattengruppen 2 wurden jeweils in einer anderen von sechs Zellenkammern 3 aufgenommen, die durch das Teilen des Behälters 1 durch die Trennwände 1a gebildet werden. In jeder Elektrodenplattengruppe 2 wurden Ohrabschnitte 8 der Elektrodenplatten mit einer Polarität (z. B. der positiven Elektroden 2a) mit einem Verbindungsglied 4 (aus einer Pg-Sb-Legierung) verbunden, und wurden Ohrabschnitte 8 der Elektrodenplatten mit der anderen Polarität (z. B. der negativen Elektroden 2b) mit einem Verbindungsglied 4 (aus einer Pb-Sb-Legierung) verbunden. Dann wurden ein in der Trennwand 1a ausgebildetes Durchgangsloch 7 und die Verbindungsglieder 4, die eine andere Polarität aufweisen und zu benachbarten der Elektrodenplattengruppen 2 gehören, in einen Kontakt miteinander gebracht und wurden Teile der Verbindungsglieder 4, die in einen Kontakt miteinander gebracht wurden, widerstandsgeschweißt, um einen Durchgangsverbindungsteil 4a derart auszubilden, dass der Durchgangsverbindungsteil 4a an der Trennwand 1a fixiert wurde. Außerdem wurden die Ohrabschnitte 8 der positiven Elektroden 2a in der Zellenkammer 3 an einem Ende des Behälters mit einem positiven Pol (nicht gezeigt) verbunden und wurden die Ohrabschnitte 8 der negativen Elektroden 2b in der Zellenkammer 3 an dem anderen Ende mit einem negativen Pol (nicht gezeigt) verbunden. Während dann eine Öffnung des Behälters 1 mit einem Deckel 6 gedichtet wurde, wurden die Pole mit einstückig in dem Deckel 6 ausgebildeten Hülsen verbunden, um Anschlüsse 5 zu bilden. Schließlich wurde ein Elektrolyt (Schwefelsäure mit einer relativen Dichte von 1,28 g/ml) eingespritzt, um eine Blei-Säure-Batterie eines 105D31-Typs (mit einer Höhe von 202 mm ohne die Anschlüsse, einer Breite von 173 mm und einer Länge von 305 mm sowie mit einer Kapazität von 5 Stunden bei 64 Ah) auszubilden. Auf diese Weise wurde die Batterie A ausgebildet. Die Batterie A ist eine Batterie eines Vergleichsbeispiels.Six electrode plate groups 2 were each in a different of six cell compartments 3 taken up by dividing the container 1 through the partitions 1a be formed. In each electrode plate group 2 were ear cuts 8th of the electrode plates with one polarity (eg, the positive electrodes 2a ) with a connecting link 4 (from a Pg-Sb alloy), and were ear cuts 8th the electrode plates with the other polarity (eg the negative electrodes 2 B ) with a connecting link 4 (from a Pb-Sb alloy) connected. Then one in the partition 1a trained through hole 7 and the links 4 that have a different polarity and to adjacent ones of the electrode plate groups 2 belonged, brought into contact with each other and became parts of the links 4 , which have been brought into contact with each other, resistance welded, to a through-connection part 4a such that the passage connecting part 4a on the partition 1a was fixed. In addition, the ear cuts were 8th the positive electrodes 2a in the cell chamber 3 at one end of the container connected to a positive pole (not shown) and were the ear sections 8th the negative electrodes 2 B in the cell chamber 3 at the other end connected to a negative pole (not shown). While then opening the container 1 with a lid 6 was sealed, the poles were in one piece with the lid 6 trained sleeves connected to connectors 5 to build. Finally, an electrolyte (sulfuric acid having a specific gravity of 1.28 g / ml) was injected to form a 105D31-type lead-acid battery (having a height of 202 mm without the terminals, a width of 173 mm and a length of 305 mm and with a capacity of 5 hours at 64 Ah). In this way, the battery A was formed. The battery A is a battery of a comparative example.

(Batterie B)(Battery B)

Eine Batterie B wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie A ausgebildet, wobei jedoch ein Blockcopolymer-Polypropylen mit derartigen Eigenschaften, dass eine aus dem Blockcopolymer-Polypropylen mit einer Dicke von 2 mm ausgebildete Platte eine optische Transparenz von 23% und eine Probenspannung von 4,2 N aufweist, als das Kunstharzmaterial ausgewählt wurde. Die Batterie B ist eine beispielhafte Batterie.A battery B was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery A, but a block copolymer polypropylene having properties such that a plate formed of the block copolymer polypropylene having a thickness of 2 mm has an optical transparency of 23 % and a sample voltage of 4.2N when the resin material was selected. The battery B is an exemplary battery.

(Batterie C)(Battery C)

Eine Batterie C wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie A ausgebildet, wobei jedoch ein Blockcopolymer-Polypropylen mit derartigen Eigenschaften, dass eine aus dem Blockcopolymer-Polypropylen mit einer Dicke von 2 mm ausgebildete Platte eine optische Transparenz von 26% und eine Probenspannung von 4,2 N aufweist, als das Kunstharzmaterial ausgewählt wurde. Die Batterie C ist eine beispielhafte Batterie.A battery C was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery A, but a block copolymer polypropylene having properties such that a plate formed of the block copolymer polypropylene having a thickness of 2 mm has an optical transparency of 26 % and a sample voltage of 4.2N when the resin material was selected. The battery C is an exemplary battery.

(Batterie D)(Battery D)

Eine Batterie D wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie A ausgebildet, wobei jedoch ein Blockcopolymer-Polypropylen mit derartigen Eigenschaften, dass eine aus dem Blockcopolymer-Polypropylen mit einer Dicke von 2 mm ausgebildete Platte eine optische Transparenz von 20% und eine Probenspannung von 3,5 N aufweist, als das Kunstharzmaterial ausgewählt wurde. Die Batterie D ist eine beispielhafte Batterie.A battery D was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery A, but a block copolymer polypropylene having properties such that a plate formed of the block copolymer polypropylene having a thickness of 2 mm has an optical transparency of 20 % and a sample tension of 3.5N when the resin material was selected. The battery D is an exemplary battery.

(Batterie E) (Battery E)

Eine Batterie E wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie A ausgebildet, wobei jedoch ein Blockcopolymer-Polypropylen mit derartigen Eigenschaften, dass eine aus dem Blockcopolymer-Polypropylen mit einer Dicke von 2 mm ausgebildete Platte eine optische Transparenz von 20% und eine Probenspannung von 4,8 N aufweist, als das Kunstharzmaterial ausgewählt wurde. Die Batterie E ist eine beispielhafte Batterie.A battery E was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery A, but a block copolymer polypropylene having properties such that a plate formed of the block copolymer polypropylene having a thickness of 2 mm has an optical transparency of 20 % and a sample tension of 4.8N when the resin material was selected. The battery E is an exemplary battery.

(Batterie F)(Battery F)

Eine Batterie F wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie B ausgebildet, wobei jedoch die Dicke jeder Trennwand 1a 1,5 mm betrug. Die Batterie F ist eine Batterie eines Vergleichsbeispiels.A battery F was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery B, but the thickness of each partition wall 1a 1.5 mm. The battery F is a battery of a comparative example.

(Batterie G)(Battery G)

Eine Batterie G wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie B ausgebildet, wobei jedoch die Dicke jeder Trennwand 1a 1,9 mm betrug. Die Batterie G ist eine beispielhafte Batterie.A battery G was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery B, however, the thickness of each partition wall 1a 1.9 mm. The battery G is an exemplary battery.

(Batterie H)(Battery H)

Eine Batterie H wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie B ausgebildet, wobei jedoch eine Pb-Sn-Legierung ohne darin enthaltenem Antimon für die Verbindungsglieder 4 verwendet wurde. Die Batterie H ist eine beispielhafte Batterie.A battery H was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery B, but with a Pb-Sn alloy without antimony contained therein for the connectors 4 has been used. The battery H is an exemplary battery.

(Batterie I)(Battery I)

Eine Batterie I wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie F ausgebildet, wobei jedoch jede Trennwand 1a eine Dicke von nur 1,7 mm um das Durchgangsloch 7 herum (um den Bereich in Nachbarschaft zu dem Verbindungsglied 4 herum) aufwies. Die Batterie I ist eine beispielhafte Batterie.A battery I was designed as a lead-acid battery in the same way as the battery F, but each partition 1a a thickness of only 1.7 mm around the through hole 7 around (around the area adjacent to the link 4 around). The battery I is an exemplary battery.

(Batterie J)(Battery J)

Die Batterie J wurde als eine Blei-Säure-Batterie in gleicher Weise wie die Batterie B ausgebildet, wobei jedoch jede Trennwand 1a eine Dicke von 1,6 mm aufwies. Die Batterie J ist eine Batterie eines Vergleichsbeispiels.The battery J was formed as a lead-acid battery in the same manner as the battery B, however, each partition 1a a thickness of 1.6 mm. The battery J is a battery of a comparative example.

Ein dem Beständigkeitstest für leichte Lasten von JIS D5301 ähnlicher Test wurde an den oben beschriebenen Batterien A–J durchgeführt. Insbesondere wurden in einer Atmosphäre von 75°C eine konstante Spannungsladung (13,5 V) 600 Sekunden lang und eine konstante Stromentladung (25 A) 60 Sekunden lang wiederholt, wobei nach jeweils 610 Lade-/Entladezyklen eine Entladung bei 200 A (2 Sekunden) durchgeführt wurde. Wenn die Spannung 2 Sekunden nach dem Start der Entladung mit 200 A auf 3,0 V oder weniger sank, wurde bestimmt, dass die Lebensdauer der Batterie abgelaufen ist. Das Laden/Entladen wurden bis zu 10370 Zyklen (610 Zyklen × 17 Mal) durchgeführt. Nach dem 10370 Zyklen wurde der Test beendet, weil bei einer Durchführung des Tests mit mehr als 10370 Zyklen die Lebensdauern der positiven Elektroden oder der negativen Elektroden selbst ablaufen und in einigen Fällen nicht bewertet werden kann, ob der Durchgangsverbindungsteil gebrochen ist oder nicht. Es wird also derzeit davon ausgegangen, dass die Lebensdauer der Blei-Säure-Batterie nach den 10370 Lade-/Entladezyklen abläuft, wobei es eine Frage ist, ob der plötzliche Tod vor dem Ablaufen der Lebensdauer auftritt oder nicht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 enthalten.A resistance test for light loads of JIS D5301 Similar test was performed on the batteries A-J described above. Specifically, in an atmosphere of 75 ° C, a constant voltage charge (13.5V) was repeated for 600 seconds and a constant current discharge (25A) for 60 seconds, with a discharge at 200A (2 seconds) after every 610 charge / discharge cycles ) was carried out. If the voltage dropped 200A to 3.0V or less 2 seconds after the start of the discharge, it was determined that the life of the battery had expired. Charging / discharging was performed up to 10370 cycles (610 cycles × 17 times). After the 10370 cycles, the test was terminated because, when the test is performed for more than 10,370 cycles, the lifetimes of the positive electrodes or the negative electrodes themselves expire, and in some cases, it can not be judged whether or not the through-connection part is broken. Thus, it is currently believed that the life of the lead-acid battery will run out after the 10370 charge / discharge cycles, with a question of whether or not the sudden death occurs before the life has expired. The results are included in Table 1.

Um die Sichtbarkeit zu prüfen, wurde bewertet, ob der Flüssigkeitspegel des Elektrolyten in einer Richtung der langen Seitenflächen 1c sichtbar war oder nicht. Batterien, bei denen der Flüssigkeitspegel des Elektrolyten sichtbar war, wurden durch Kreise „o” angegeben, und Batterien, bei denen der Flüssigkeitspegel der Elektrode nicht sichtbar war, wurden durch Kreuze „x” in der Tabelle 1 angegeben. [Tabelle 1] Behälter Batterie optische Transparenz Auf die Probe wirkende Spannung Dicke der Trennwand Material des Verbindungsteils Sichtbarkeit des Flüssigkeitspegels Anzahl der Zyklen A 10 4,2 1,7 Pb-Sb x 10370 B 23 4,2 1,7 Pb-Sb o 10370 C 26 4,2 1,7 Pb-Sb o 10370 D 20 3,5 1,7 Pb-Sb o 8540 E 20 4,8 1,7 Pb-Sb o 10370 F 23 4,2 1,5 Pb-Sb o 9150 G 23 4,2 1,9 Pb-Sb o 10370 H 23 4,2 1,7 Pb-Sn o 10370 I 23 4,2 1,5 (1,7 nur im wichtigen Teil) Pb-Sb o 10370 J 23 4,2 1,6 Pb-Sb o 9760 To check the visibility, it was evaluated whether the liquid level of the electrolyte in one direction of the long side surfaces 1c was visible or not. Batteries in which the liquid level of the electrolyte was visible were indicated by circles "o", and batteries in which the liquid level of the electrode was not visible were indicated by crosses "x" in Table 1. [Table 1] container battery optical transparency Stress acting on the sample Thickness of the partition Material of the connecting part Visibility of the liquid level Number of cycles A 10 4.2 1.7 Pb-Sb x 10370 B 23 4.2 1.7 Pb-Sb O 10370 C 26 4.2 1.7 Pb-Sb O 10370 D 20 3.5 1.7 Pb-Sb O 8540 e 20 4.8 1.7 Pb-Sb O 10370 F 23 4.2 1.5 Pb-Sb O 9150 G 23 4.2 1.9 Pb-Sb O 10370 H 23 4.2 1.7 Pb-Sn O 10370 I 23 4.2 1.5 (1.7 only in the important part) Pb-Sb O 10370 J 23 4.2 1.6 Pb-Sb O 9760

Aus den Ergebnissen in der Tabelle 1 geht hervor, dass die Batterien B, C, E, G, H und I, in denen ein Kunstharzmaterial mit derartigen Eigenschaften, dass eine aus dem Kunstharzmaterial ausgebildete Platte mit einer Dicke von 2 mm eine optische Transparenz größer oder gleich 20% aufweist, und eine aus dem Kunstharzmaterial ausgebildete Probe mit einer Probenspannung von größer oder gleich 4,0 N verwendet wurden, wobei jede der Trennwände 1a eine Dicke von größer oder gleich 1,7 mm um den Durchgangsverbindungsteil 4a herum aufwiesen, Blei-Säure-Batterien sind, die eine Dauerhaftigkeit aufweisen, wobei gleichzeitig die Sichtbarkeit der Menge des Elektrolyten (Flüssigkeitspegel) sichergestellt werden kann. Wenn die Batterien B, C, E, G, H und I des Beispiels demontiert wurden, wurde im Gegensatz zu den Batterien D, F und J des Vergleichsbeispiels keine Korrosion um den Durchgangsverbindungsteil 4a herum festgestellt. Das ist wahrscheinlich ein Hauptgrund dafür, warum das Laden/Entladen mit bis zu 10370 Zyklen durchgeführt werden kann. Wegen der Korrosion der positiven Elektrodenplatten aufgrund der Lade-/Entladezyklen und wegen des Einflusses des Leistungsverlusts aufgrund der Korrosion des Durchgangsverbindungsteils 4a laufen die Lebensdauern der Batterien D, F und J ab, bevor die 10370 Zyklen in Entsprechung zu der Nutzungsdauer jeder Elektrodenplatte abgeschlossen sind, sodass die Batterien D, F und J nicht bis zum Ende ihrer Nutzungsdauern genutzt werden können.From the results in Table 1, it can be seen that the batteries B, C, E, G, H, and I in which a synthetic resin material having such properties that a plate formed of the synthetic resin material having a thickness of 2 mm becomes larger in optical transparency or equal to 20%, and a sample formed of the synthetic resin material having a sample stress of greater than or equal to 4.0 N was used, each of the partition walls 1a a thickness of greater than or equal to 1.7 mm around the through-connection part 4a have lead-acid batteries having a durability, while at the same time the visibility of the amount of the electrolyte (liquid level) can be ensured. When the batteries B, C, E, G, H and I of the example were dismantled, unlike the batteries D, F and J of the comparative example, no corrosion became around the through-connection part 4a found around. This is probably a major reason why charging / discharging can be done up to 10370 cycles. Because of the corrosion of the positive electrode plates due to the charge / discharge cycles and because of the influence of the power loss due to the corrosion of the via connection part 4a The lifetimes of the batteries D, F, and J expire before the 10370 cycles are completed in accordance with the life of each electrode plate, so that the batteries D, F, and J can not be used until the end of their useful lives.

Die optische Transparenz des Behälters der Batterie A lag bei nur 10%, sodass der Flüssigkeitspegel des Elektrolyten in dem Behälter nicht von außen sichtbar war, wobei jedoch 10370 Lade-/Entladezyklen möglich waren, weil die Probenspannung 4,2 N betrug und jede Trennwand eine Dicke von 1,7 mm um den Durchgangsverbindungsteil herum aufwies.The optical transparency of the container of battery A was only 10%, so that the liquid level of the electrolyte in the container was not visible from the outside, but 10370 charge / discharge cycles were possible because the sample voltage was 4.2 N and each partition one Thickness of 1.7 mm around the passage connecting part around.

Die Batterien B, C, E, G und I, in denen Pb-Sb für die Verbindungsglieder 4 verwendet wurde, wiesen eine hohe Steifigkeit auf, sodass angenommen wurde, dass eine hohe mechanische Spannung aufgrund der Erweiterung der positiven Elektroden 2a auf die Trennwände 1a übertragen wurde, wobei die Batterien B, C, E, G und I jedoch die Vorteile der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend boten, sodass kein Bruch aufgrund einer Korrosion um die Durchgangsverbindungsteile 4a auftrat. Weiterhin wurde die Batterie H, in der Pb-Sn für die Verbindungsglieder 4 verwendet wurde, einem Widerstandsschweißen mit einer hohen Temperatur unterworfen. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden zufriedenstellen erhalten, weil jede Trennwand 1a eine zufriedenstellende große Dicke (insbesondere um das Durchgangsloch 7 herum) aufwies und sich somit nicht einfach durch Wärme verformen ließ.The batteries B, C, E, G and I, in which Pb-Sb for the connecting links 4 was used, had a high rigidity, so it was assumed that a high mechanical stress due to the extension of the positive electrodes 2a on the partitions 1a However, the batteries B, C, E, G and I have satisfactorily offered the advantages of the present invention, so that no breakage due to corrosion around the through connection parts 4a occurred. Furthermore, the battery H, in the Pb-Sn for the links 4 was used, subjected to a resistance welding at a high temperature. The advantages of the present invention have been satisfactorily achieved because each partition 1a a satisfactory large thickness (especially around the through hole 7 around) and thus could not be easily deformed by heat.

(Andere Ausführungsformen)Other Embodiments

Die oben beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele sind lediglich beispielhaft für die vorliegende Erfindung, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Zum Beispiel kann der Behälter auch mehr als sechs Zellenkammern oder weniger als sechs Zellenkammern aufweisen, solange der Behälter mehr als eine Zellenkammer aufweist. Die Elektrodenplattengruppen sowie die positiven Elektroden und die negativen Elektroden können eine beliebige Konfiguration aufweisen, solange sie in einer Blei-Säure-Batterie verwendet werden können.The above-described embodiments and examples are merely exemplary of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, the container may also have more than six cell compartments or less than six cell compartments, as long as the container has more than one cell chamber. The electrode plate groups as well as the positive electrodes and the negative electrodes may have any configuration as long as they can be used in a lead-acid battery.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um langlebige Blei-Säure-Batterien vorzusehen, sodass sie einen wesentlichen praktischen Wert aufweist.The present invention can be used to provide long-lived lead-acid batteries so that it has a substantial practical value.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Behältercontainer
1a1a
Trennwandpartition wall
1b1b
kurze Seitenflächeshort side surface
1c1c
lange Seitenflächelong side surface
22
ElektrodenplattengruppeElectrode plate group
2a2a
positive Elektrodepositive electrode
2b2 B
negative Elektrodenegative electrode
2c2c
Separatorseparator
33
Zellenkammercell chamber
44
Verbindungsgliedlink
4a4a
DurchgangsverbindungsteilPassage connecting part
55
Anschlussconnection
66
Deckelcover
77
DurchgangslochThrough Hole
88th
Ohrabschnittear section
99
Zwischenraumgap
1010
korrodierter Abschnittcorroded section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • JIS K7171 „Flexural Test of Rigid Plastics” (ISO178) [0028] JIS K7171 "Flexural Test of Rigid Plastics" (ISO178) [0028]
  • JIS K7171 „Flexural Test of Rigid Plastic” (ISO178) [0034] JIS K7171 "Flexural Test of Rigid Plastic" (ISO178) [0034]
  • JIS D5301 [0046] JIS D5301 [0046]

Claims (4)

Blei-Säure-Batterie, die umfasst: einen Behälter, Trennwände, durch die der Behälter in eine Vielzahl von Zellenkammern unterteilt wird, eine Vielzahl von Elektrodenplattengruppen, die jeweils in einer anderen der Zellenkammern aufgenommen sind und positive Elektrodenplatten und negative Elektrodenplatten umfassen, wobei ein Separator zwischen jeder der positiven Elektrodenplatten und jeder der negativen Elektrodenplatten angeordnet ist, einen Elektrolyten, der in der Zellenkammer aufgenommen ist, und einen Deckel, der Öffnungen der Zellenkammern schließt, wobei der Behälter und die Trennwände einstückig aus einem Kunstharz ausgebildet sind, wobei zwei der in benachbarten der Zellenkammern aufgenommenen Elektrodenplattengruppen elektrisch miteinander über einen Verbindungsteil verbunden sind, der sich durch die Trennwand erstreckt und zwischen den Zellenkammern angeordnet ist, wobei das Kunstharz derartige Eigenschaften aufweist, dass eine aus dem Kunstharz ausgebildete Platte mit einer Dicke von 2 mm eine optische Transparenz von größer oder gleich 20% aufweist und eine aus dem Kunstharz hergestellte Probe mit einer Dicke von 1,5 mm, einer langen Seite von 50 mm und einer kurzen Seite von 13 mm eine mechanische Spannung von größer oder gleich 4,0 N für eine Verformung einer Mitte der Probe um 2 mm in einer vertikalen Richtung erfordert, und wobei jede der Trennwände eine Dicke von größer oder gleich 1,7 mm um den Verbindungsteil zwischen den Zellenkammern aufweist.Lead-acid battery, which includes: a container, Partitions dividing the container into a plurality of cell compartments, a plurality of electrode plate groups each accommodated in another of the cell chambers and comprising positive electrode plates and negative electrode plates, a separator being disposed between each of the positive electrode plates and each of the negative electrode plates, an electrolyte accommodated in the cell chamber, and a lid that closes openings of the cell compartments, wherein the container and the partitions are integrally formed of a synthetic resin, wherein two of the electrode plate groups accommodated in adjacent ones of the cell chambers are electrically connected to each other via a connection part extending through the partition wall and disposed between the cell chambers, wherein the synthetic resin has such properties that a plate formed of the synthetic resin with a thickness of 2 mm has an optical transparency of greater than or equal to 20% and a sample made of the synthetic resin with a thickness of 1.5 mm, a long side of 50 mm and a short side of 13 mm requires a stress of greater than or equal to 4.0 N for a deformation of a center of the sample by 2 mm in a vertical direction, and wherein each of the partition walls has a thickness of greater than or equal to 1.7 mm around the connection part between the cell chambers. Blei-Säure-Batterie nach Anspruch 1, wobei: das Kunstharz ein Blockcopolymer-Polypropylen ist.A lead-acid battery according to claim 1, wherein: the synthetic resin is a block copolymer polypropylene. Blei-Säure-Batterie nach Anspruch 1, wobei: das Verbindungsglied aus einer Antimon enthaltenden Bleilegierung ausgebildet ist.A lead-acid battery according to claim 1, wherein: the connecting member is formed of an antimony-containing lead alloy. Blei-Säure-Batterie nach Anspruch 1, wobei: das Verbindungsglied aus einer kein Antimon enthaltenden Bleilegierung ausgebildet ist.A lead-acid battery according to claim 1, wherein: the connecting member is formed of a lead alloy containing no antimony.
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