JP2001015148A

JP2001015148A - 鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2001015148A
Application number: JP11181104A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ishii; 裕治石井
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】正極及び負極外部端子間で短絡発生がなく、
かつ、電池搭載空間の上部が制限されている小スペース
にも搭載可能な高電圧鉛蓄電池を提供する。【解決手段】電槽１内にはセル間接続体７で直列に接
続された１８組の極板群が収容され、電槽１の内部は隔
壁６により２行９列の合計１８セル室に仕切られてい
る。正極外部端子３及び負極外部端子４は電槽１の長側
面に平行して液口栓より長側面寄りの第１行両端セル室
の上部の蓋に固定されている。鉛蓄電池１０の公称総電
圧は３６Ｖであり、電槽１はモノブロックである。搭載
許容スペースの上部が一長側面側に迫っていても搭載可
能で、他の導体との不慮の接触等から生じる外部短絡が
なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に係り、特
に電槽の内部が隔壁により複数のセル室に仕切られ、該
各セル室に正極板、負極板及びセパレータを積層した極
板群が収容され、前記電槽の上部開口を封口する電池蓋
に正極外部端子及び負極外部端子が固定された鉛蓄電池
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジン始動用やランプ点灯用等
に使用される自動車用電源には、一般に公称総電圧（作
動電圧）１２Ｖの鉛蓄電池が用いられている。これに加
え、近時、環境保全への配慮から、自動車用電源の３６
Ｖへの高電圧化の動きが活発化している。また、３６Ｖ
への高電圧化を図ることにより、エンジンによる油圧制
御に依存してきた主要部品の制御を高電圧電源でまかな
うことができることから、燃費の改善が一段と促進され
る。このような高電圧電源として鉛蓄電池が考えられて
いる。

【０００３】鉛蓄電池では、鉛の一部が酸化された鉛粉
と水と希硫酸とを主成分とし、これらに必要に応じて添
加物を添加して、練合によって得られたペーストを鋳造
格子や連続多孔体に塗着し、乾燥させたペースト式極板
が広く用いられている。このペースト式極板に更にセパ
レータ（隔離板）を組み合わせて極板群を構成し、極板
群を電槽に組み込んだ後、希硫酸を加えて化成充電する
か、化成充電後、電槽内に組み込むことによって、鉛蓄
電池は電池本来の機能が付与される。

【０００４】また、現在使用されている自動車用鉛蓄電
池（公称総電圧１２Ｖ）は、一般に正極外部端子及び負
極外部端子を各１個ずつ有しており、正極外部端子及び
負極外部端子は一列に６つ並んだセル室の最外セル上部
の蓋に固定され、詳しくは、鉛蓄電池のいずれか一方の
長側面に近接した位置に長側面と平行するようにそれぞ
れ配置されている。従って、従来の自動車用鉛蓄電池で
は、電槽内に６組ある極板群を最短距離で直列接続可能
とした構造が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、鉛蓄電池は
１極板群（１セル）当たりの群電圧が２Ｖであるので、
３６Ｖの公称総電圧を得るためには最低１８組の極板群
が必要となる。例えば、公称総電圧１２Ｖの電池を３個
直列に接続する等複数の鉛蓄電池を組み合わせて３６Ｖ
の総電圧を得ようとすると、電池外で電池間を直列接続
する必要が生じる。この場合には、取り付けやメンテナ
ンス時の取り扱いが煩雑となる上に、外部短絡する可能
性も高い、という問題点がある。

【０００６】また、高電圧化された鉛蓄電池は自動車の
エンジンルーム等の小スペースに搭載されることが予想
されるので、電池として体積密度等のスペース効率を考
慮した構造が要求される。加えて、電池搭載空間の上部
側が物体により傾斜状に制限されている場合もある。更
に、電源である蓄電池の公称総電圧が１２Ｖから３６Ｖ
へと高電圧化されるので、正極外部出力端子及び負極外
部出力端子間での短絡発生が極力低減される構造である
ことが望ましい。

【０００７】本発明は上記事案に鑑み、正極及び負極外
部端子間で短絡発生がなく、かつ、電池搭載空間の上部
が制限されている小スペースにも搭載可能な高電圧鉛蓄
電池を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電槽の内部が隔壁により複数のセル室に仕
切られ、該各セル室に正極板、負極板及びセパレータを
積層した極板群が収容され、前記電槽の上部開口を封口
する電池蓋に正極外部端子及び負極外部端子が固定され
た鉛蓄電池において、前記電槽には直列に接続された１
８組の前記極板群が収容され、該電槽の内部は前記隔壁
により９セル室が２行に仕切られ、前記正極外部端子及
び負極外部端子は前記電槽の側面に対して平行に二等分
された領域の片側に配置されている。本発明では、電槽
に直列に接続された１８組の極板群が収容されているの
で、電池個数１個で公称総電圧３６Ｖを確保し、自動車
のエンジンルーム等の小スペースに搭載することができ
ると共に、電槽の内部が隔壁により９セル室が２行に仕
切られ、正極外部端子及び負極外部端子は電槽の側面に
対して平行に二等分された領域の片側に配置されている
ので、搭載許容スペースの上部が一側面側に迫っている
場合でも搭載可能なばかりか、正極外部端子及び負極外
部端子側を自動車のエンジンルーム等の搭載許容スペー
スに近接する構造材（極性はマイナス）等他の導体から
離間させて載置することができるので、振動等による他
の導体との不慮の接触等から生じる外部端子間の短絡
（以下、外部短絡という。）を著しく低減させることが
できる。

【０００９】この場合において、正極外部端子及び負極
外部端子を、電槽の長側面に対して平行に二等分された
領域の片側に、各セル室に対応して電池蓋にそれぞれ形
成された電解液注液口より長側面寄りに配置するように
すれば、外部端子間距離を長く確保することができの
で、外部短絡のない安全性に優れた高電圧鉛蓄電池を実
現することができると共に、正極外部端子及び負極外部
端子が搭載許容スペースに近接する他の導体から更に離
間されるので、他の導体との不慮の接触等から生じる外
部短絡をなくすことができる。また、電槽を外壁と隔壁
とが一体成形されたモノブロックとすれば、隔壁を電槽
内に挿入固定する工数や部品管理の手間が省けるので、
量産に適合した高電圧鉛蓄電池とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明が適
用される鉛蓄電池の実施の形態について説明する。

【００１１】図１に示すように、本実施形態の鉛蓄電池
１０は鉛蓄電池１０の容器となる角形の電槽１を備えて
いる。電槽１は成形性、電気的絶縁性、耐腐食性及び耐
久性等の点で優れる、例えば、アクリルブタジェンスチ
レン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレ
ン（ＰＥ）等の高分子樹脂が材質とされている。

【００１２】図２に示すように、電槽１は一体成形によ
り形成されており、外周壁（図２の符号１の箇所）の内
部を仕切る隔壁６によって２行９列の合計１８個のセル
室が画定された、いわゆる１８セルモノブロック電槽で
ある。電槽１の上部開口部周縁には図示しない凹凸部が
形成されており、電槽１の上部開口部は、平面凸状の電
池蓋としての蓋２に電槽１の凹凸部と嵌合するように形
成された図示しない凹凸部に当接されて蓋２と溶着又は
接着されている。蓋２の材質も電槽１と同様に、ＡＢ
Ｓ、ＰＰ、ＰＥ等の高分子樹脂とされている。

【００１３】蓋２には、鉛蓄電池１０の外部から電解液
を各セル室に注入可能とするためにセル室相当個数（１
８個）の注液口が形成されており、これらの注液口は液
口栓５により封口されている。また、第１行両端セル室
の上部に対応する蓋２の液口栓５より長側面寄りの隅部
には、ロッド状の正極外部出力端子３及び負極外部出力
端子４を蓋２から突出させるための外部端子穴が長側面
と平行に２個形成されている。正極外部出力端子３及び
負極外部出力端子４は、電槽１の内部側から立設され、
蓋２を貫通して突出すると共に蓋２に固定されている。
従って、図１に示すように、電槽１の外周壁、蓋２、正
極外部端子３、負極外部端子４及び液口栓５が鉛蓄電池
１０の表面に露出されている。

【００１４】図２に示したように、電槽１内に画定され
た１８個の各セル室には、図示しない極板群がそれぞれ
１組ずつ収納されており、電槽１には合計１８組の極板
群が収納されている。各極板群は、未化成負極板６枚及
び未化成正極板５枚がガラス繊維からなるセパレータを
介して積層されており、化成（初充電）後の各極板群の
群電圧は２．０Ｖとされている。

【００１５】未化成負極板は、鉛粉と、鉛粉に対して１
３重量％の希硫酸（比重１．２６：２０°Ｃ）と、鉛粉
に対して１２重量％の水と、を混練して負極活物質ペー
ストを作り、ペースト４０．０ｇを格子体からなる集電
体に充填してから、温度５０°Ｃ、湿度９５％の雰囲気
中に１８時間放置して熟成させた後に、温度２５°Ｃ、
湿度４０％の雰囲気中に２時間放置し、乾燥させて作製
される。

【００１６】一方、未化成正極板の活物質ペーストは、
鉛粉に対して０．０１重量％の硫酸ナトリウム（Ｎａ_２
ＳＯ_４）及びカットファイバーを添加し、鉛粉に対して
１３重量％の希硫酸（比重：１．２６：２０°Ｃ）と、
鉛粉に対して１２重量％の水と、を混練して作製され
る。この混練中、冷却可能な混練釜により温度は一定に
保たれる。正極活物質ペースト４０．０ｇを格子体から
なる集電体に充填してから、温度５０°Ｃ、湿度９５％
の雰囲気中に１８時間放置して熟成させた後に、温度２
５°Ｃ、湿度４０％の雰囲気中に２時間放置し、乾燥さ
せて未化成正極板が作製される。

【００１７】各極板群の未化成正極板５枚及び未化成負
極板６枚は、それぞれ同一極性の極板同士を接続する正
極ストラップ（図３の「＋」参照）及び負極ストラップ
（図３の「−」参照）に各セル室内で固定されている。
図３に示すように、第１行左端の正極ストラップ及び第
１行右端の負極ストラップを除く各ストラップは、導電
性を有しセル室間のストラップを接続するセル間接続体
７により、隣接する極性の異なるストラップに、電槽１
内の隔壁６と交差して（隔壁６を貫通して）それぞれ接
続されている。また、１８組の極板群を直列に接続する
ために、第１行第４列の負極ストラップと第２行第５列
の正極ストラップとは他のセル間接続体７より長いセル
間接続体で接続されている。第１行左端の正極ストラッ
プ及び第１行右端の負極ストラップは、上述した正極外
部出力端子３及び負極外部出力端子４にそれぞれ接続さ
れている。なお、各セル間接続体７は、蓋２の下で隔壁
６上部のほぼ平面上に配置されている。

【００１８】本実施形態の鉛蓄電池１０を作製するに
は、極板群１８組を電槽１内の各セル室に収容し、セル
間接続体７により直列に接続した後、電槽１上部に蓋２
を溶着又は接着して取り付ける。続いて、電槽１に電解
液を各注液口から注液し、未化成電池を作製する。この
未化成電池を５．０Ａで２３時間化成した後、各注液口
を液口栓５で固定（封口）して鉛蓄電池１０を得ること
ができる。なお、電解液には比重１．２２５（２０°
Ｃ）の希硫酸が用いられる。

【００１９】次に、本実施形態の鉛蓄電池１０の作用に
ついて説明する。

【００２０】図３に示したように、本実施形態の鉛蓄電
池１０は極板群１８組が直列接続されており、各極板群
の群電圧は２．０Ｖとされているので、１個の電池で、
２（Ｖ／極板群）×１８（組）＝３６Ｖの公称総電圧を
確保することができる。従って、環境保全及び高電圧化
に対応して近時特に所望されつつある自動車用電池の要
求仕様を満たすものである。

【００２１】また、鉛蓄電池１０は角形の１個のいわゆ
るモノブロック電池であるので、従来の１２Ｖの鉛蓄電
池を３個直列に接続した場合に比べて体積密度が高く、
自動車のエンジンルーム等の小スペースにも搭載可能な
高電圧電源である。また、搭載許容スペースの上部が一
方の長側面に迫っている上部傾斜スペースにも、鉛蓄電
池１０を１８０°回転して載置することにより、搭載す
ることができる。更に、電槽１の外周壁と隔壁６とをモ
ノブロックとしたので、隔壁６を例えば、仕切り板等の
別部品とする場合に比べ、部品管理の手間や仕切り板を
電槽１内に挿入固定する工数を省くことができ、量産性
を高めることができる。

【００２２】また、鉛蓄電池１０の各極板群はセル間接
続体７によって電池内部で接続されているので、複数個
の鉛蓄電池を電池外で接続（配線）する必要がなく取り
付けやメンテナンス時の取り扱いが容易となるばかり
か、図１に示したように、鉛蓄電池１０の外部に露出し
た導体は正極外部出力端子３及び負極外部出力端子４の
２つだけでありセル間接続体７等の導体は露出されない
ので、外部短絡の可能性を低減させることができる。し
かも、正極外部出力端子３及び負極外部出力端子４は蓋
２上、行方向で両端セル室を除けば少なくとも７セル室
分離間されて配置され従来の公称総電圧１２Ｖの鉛蓄電
池より外部端子間距離が長く確保されているので、外部
短絡のない安全性に極めて優れた鉛蓄電池を実現するこ
とができる。更に、鉛蓄電池１０の搭載許容スペースに
近接する他の導体がある場合にも鉛蓄電池１０を１８０
°回転して載置することにより、自動車の振動等による
他の導体との不慮の接触を防止することができるので、
不慮の外部短絡もなくすことができる。換言すれば、近
時研究開発が希求されている３６Ｖの鉛蓄電池は従来の
１２Ｖの鉛蓄電池より電圧が高いことから、外部短絡に
対する安全性への強い要請があり、本実施形態の鉛蓄電
池１０はこの要請に適合するものである。

【００２３】なお、本実施形態の鉛蓄電池１０では、第
１行両端セル室の上部に対応する蓋２の液口栓５より長
側面寄りの隅部に形成した外部端子穴から正極外部出力
端子３及び負極外部出力端子４を蓋２から突出させた場
合について例示したが、例えば、図４（Ａ）〜（Ｄ）に
示すように、電槽１の側面に対して平行に二等分された
領域の片側に正極外部出力端子３及び負極外部出力端子
４を配置するようにしてもよい。

【００２４】図４（Ａ）に示す鉛蓄電池１０Ａの場合に
は、図５（ａ）に示すように各極板群がセル間接続体７
で直列に接続され、正極外部出力端子３及び負極外部出
力端子４は電槽１の短側面と平行するように、それぞれ
第１行第１列、第２行第１列から突出して蓋２上に固定
されている。図４（Ｂ）に示す鉛蓄電池１０Ｂの場合に
は、図５（ｂ）に示すように各極板群がセル間接続体７
で直列に接続され、正極外部出力端子３及び負極外部出
力端子４は電槽１の長側面と平行するように、それぞれ
第１行第１列、第１行第８列から突出して蓋２上に固定
されている。図４（Ｃ）に示す鉛蓄電池１０Ｃの場合に
は、図５（ｃ）に示すように各極板群がセル間接続体７
で直列に接続され、正極外部出力端子３及び負極外部出
力端子４は第１行の液口栓５を跨ぐように、それぞれ第
１行第１列、第１行第９列から突出して蓋２上に固定さ
れている。また、図４（Ｄ）に示す鉛蓄電池１０Ｄの場
合には、図５（ｄ）に示すように各極板群がセル間接続
体７で直列に接続され、正極外部出力端子３及び負極外
部出力端子４は第１行の液口栓５を跨ぐように、それぞ
れ第１行第１列、第１行第８列から突出して蓋２上に固
定されている。

【００２５】これらの鉛蓄電池の場合にも、上記した鉛
蓄電池１０と同様に、鉛蓄電池１０Ａ〜１０Ｄを１８０
°回転して載置することにより、搭載許容スペースの上
部が一方の長側面に迫っている上部傾斜スペースにも搭
載することできると共に、搭載許容スペースに近接する
他の導体があるでも振動等による他の導体との不慮の接
触を防止することができる。従って、部分的に変更した
セル間接続体７の形状やその接続位置、正極外部出力端
子３及び負極外部出力端子４の突出位置が以上の実施形
態と異なっても、直列に接続された１８組の極板群が収
容され、電槽の内部が隔壁により９セル室が２行に仕切
られ、正極外部端子３及び負極外部端子４が電槽の側面
に対して平行に二等分された領域の片側に配置された構
成であれば本発明に該当することはいうまでもない。

【００２６】また、以上の実施形態では、量産性を考慮
し、電槽が一体成形されたモノブロック電槽について例
示したが、各セル室を外周壁とは別部材の仕切り板によ
り仕切ることにより画定するようにしてもよいことは言
を待たない。

【００２７】更に、以上の実施形態では、セル間接続体
７の接続距離を最短とし電圧特性を向上させるために、
隔壁６をセル間接続体７が貫通するスルーザパーテーシ
ョンの接続方式について例示したが、隔壁６をセル間接
続体７が上部側へ迂回してストラップ間を接続するオー
バーザパーテーションを採用してもよい。

【００２８】そして、以上の実施形態では、開放型鉛蓄
電池について例示したが、本発明は密閉型鉛蓄電池にも
適用できることはいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電槽に直列に接続された１８組の極板群が収容されてい
るので、電池個数１個で公称総電圧３６Ｖを確保し、自
動車のエンジンルーム等の小スペースに搭載することが
できると共に、電槽の内部が隔壁により９セル室が２行
に仕切られ、正極外部端子及び負極外部端子は電槽の側
面に対して平行に二等分された領域の片側に配置されて
いるので、搭載許容スペースの上部が一側面側に迫って
いる場合でも搭載可能なばかりか、正極外部端子及び負
極外部端子側を自動車のエンジンルーム等の搭載許容ス
ペースに近接する構造材等他の導体から離間させて載置
することができるので、振動等による他の導体との不慮
の接触等から生じる外部短絡を著しく低減させることが
できる、という効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される実施形態の鉛蓄電池の外観
斜視図である。

【図２】実施形態の鉛蓄電池の電槽の平面図である。

【図３】実施形態の鉛蓄電池における極板群の配列及び
電気的接続関係を模式的に示した説明図である。

【図４】本発明が適用される他の実施形態の鉛蓄電池の
外観斜視図である。

【図５】他の実施形態の鉛蓄電池における極板群の配列
及び電気的接続関係を模式的に示した説明図である。

【符号の説明】

１電槽２蓋（電池蓋）３正極外部出力端子（正極外部端子）４負極外部出力端子（負極外部端子）５液口栓６隔壁７セル間接続体１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ鉛蓄電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電槽の内部が隔壁により複数のセル室に
仕切られ、該各セル室に正極板、負極板及びセパレータ
を積層した極板群が収容され、前記電槽の上部開口を封
口する電池蓋に正極外部端子及び負極外部端子が固定さ
れた鉛蓄電池において、前記電槽には直列に接続された
１８組の前記極板群が収容され、該電槽の内部は前記隔
壁により９セル室が２行に仕切られ、前記正極外部端子
及び負極外部端子は前記電槽の側面に対して平行に二等
分された領域の片側に配置されたことを特徴とする鉛蓄
電池。
【請求項２】前記正極外部端子及び負極外部端子は、
前記電槽の長側面に対して平行に二等分された領域の片
側に、前記各セル室に対応して前記電池蓋にそれぞれ形
成された電解液注液口より前記長側面寄りに配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】前記電槽は外周壁と前記隔壁とが一体成
形されたモノブロックであることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の鉛蓄電池。