JP2002063908A - 鉛蓄電池用エキスパンド格子体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】生産性や電池のエネルギー効率を落とすことな
く、ペーストのはみ出しや充填不良を防止できる鉛蓄電
池用エキスパンド格子体を提供する。 【解決手段】格子部２と耳部５との間に耳側親骨３aを
有する鉛蓄電池用エキスパンド格子体において、耳側親
骨３aの両面に前記格子部２と前記耳部５を仕切る堰４
が形成されていることを特徴とする。堰４は、先端４a,
４bが格子部２のノード６先端よりも突出していること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池用エキス
パンド極板の改良、殊にエキスパンド格子体の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉛蓄電池用極板を構成する格子体
は、溶融させた鉛合金を鋳型に流し鋳造した鋳造格子
体、あるいは鉛または鉛合金からなるシートを、エキス
パンダーにより格子状にエキスパンド加工したエキスパ
ンド格子体が一般的である。

【０００３】鋳造格子体は経験と熟練を必要とし、ま
た、格子形状により湯流れが不十分になり、鋳造不良を
起こす問題があった。そのため格子体のデザインが限定
され、またバッチ式であるため生産性も劣るという問題
があった。また、鋳造時格子体合金の結晶組織内には網
目状の大きな結晶粒界が形成され、さらに格子体表面に
は金型に付着させたコルク等の滑剤により凹状の小さな
隙間が数多く形成されるため、電池使用中に粒界腐食や
隙間腐食で正極の格子骨が破断し、集電効率の低下や高
率放電性能の低下を起こしやすいという問題点を有して
いる。

【０００４】一方、エキスパンド格子体は、連続した圧
延鉛合金シートをダイによる刻み加工によって格子状に
展開するレシプロ方式または切り刃付ドラムによる機械
的加工によって細長い切れ目を作成し、ついでシートを
編み目状に展開するロータリー方式により格子部を形成
したもので、連続的な生産が可能なため生産性には非常
に優れる特徴を有する。また、前記シートは、圧延によ
り結晶組織内の結晶粒界が細くつぶされると共にシート
表面が平滑になるので、粒界腐食や隙間腐食が抑制され
る。しかしながら、電池の容量や寿命などといった性能
に対する要求も年々高くなり、格子骨の腐食破断をさら
に遅らせ寿命性能を向上させることが望まれている。こ
の要求を満たすために、従来はシートの切り刃による刻
み幅をシート厚み以上にして格子骨の断面積を大きくし
た格子体を用いることで腐食破断を遅らせ、寿命性能を
向上させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような格子体にペ
ーストを充填する場合、一般に図５に示す充填装置が用
いられている。すなわち、この充填装置は、ペースト１
１を格子部に充填するホッパー１０と、該ホッパー内部
にある練合せローラー１２と、ペースト充填量や極板厚
みを規制するドクターゴム１３とを有している。

【０００６】そして、エキスパンド格子体のシート１５
を搬送ベルト１４上に載置して、ホッパー１０内に矢印
の方向に連続的に移送し、ローラー１２によりホッパー
１０内のペースト１１を下端開口部１０´から格子体シ
ート１５の格子部に押し込むように充填し、ドクターゴ
ム１３により極板厚みを規制している。

【０００７】この充填装置で、前述のエキスパンド格子
体にペーストを充填しようとすると、図４と図５に示す
ように格子部２の厚みが耳部５及び耳側親骨３aの厚み
より厚いため、ホッパーの下端開口部１０’及び搬送ベ
ルト１４の上面がノード６に当接する。その結果、親骨
３a、３b及び耳部５とホッパーの下端開口部１０’及び
搬送ベルト１４との間に隙間が形成され、図４に示すよ
うに、流動するペースト８が前記隙間を通して親骨及び
耳部へはみ出す問題があった。さらに、格子体の搬送ベ
ルト１４側の格子面（図４では下面）は、ノード６が搬
送ベルトの上面と接しているため、ペースト８の裏回り
が悪く裏側（下側）のノード６にペースト８が充填され
ず、未充填部２０ができるという問題があった。

【０００８】ペーストが格子部から親骨及び耳部へはみ
出すと、電池使用中に極群上部で異極性の極板同士が微
細ショートを引き起こしたり、極板毎の放電容量のばら
つきを大きくする原因となった。

【０００９】この問題を解決するため、図６に示すよう
にホッパー１０の下端に、格子体上面の親骨３a、３bと
耳部を覆うように板１６（以降ホッパーシューズと称す
る）を当接し、ペーストのはみ出しを防止する対策がと
られている。これによりホッパーの下端開口部１０’側
のペーストのはみ出しを防止できるが、搬送ベルト１４
側の隙間をなくすことができないので、該隙間へのペー
ストのはみ出しについては十分防止できなかった。な
お、図６は、板１６を加えた図５の上面図であり、ホッ
パー１０は点線で示し、ペーストやローラー、ドクター
ゴムは省略している。

【００１０】図４のようにペースト裏回りが悪いと、格
子とペースト間の密着度が低下し、亀裂の発生を引き起
こし活物質が極板から脱落しやすくなる。

【００１１】また、格子体の表面に、前記亀裂や未充填
部を通じて電解液中の硫酸が過剰に供給されるため、硫
酸鉛の絶縁被膜ができやすくなり、放置した場合充電受
入性能が低下し、容量低下の原因となる。

【００１２】さらに、搬送ベルト側の極板表面に未充填
部などによる凹部が形成されるため、セパレータと極板
との密着性が低下し、極板毎の放電容量のばらつきが大
きくなる。

【００１３】この問題を解決するため、シートの切り刃
による刻み幅をシート厚みより小さくすることで、格子
部厚みを耳側親骨の厚みより薄くした構成の格子体を用
いることが考えられる。しかしこのような構成では、格
子骨の断面積が小さくなり、腐食破断が早まるので、寿
命性能を低下させてしまう。

【００１４】また、シート厚みを厚くして、シートの切
り刃による刻み幅をシート厚みより小さくすることで、
耳側親骨の厚みを格子部厚みより厚くした構成の格子を
用いることが考えられる。しかしながら、シートを厚く
するとエキスパンド加工の生産性が低下したり、鉛量が
増加することで、電池の重量及び体積（エネルギー）効
率を低下させる問題が起こる。

【００１５】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであり、生産性や電池のエネルギー効
率を落とすことなく、ペーストのはみ出しや充填不良を
防止できる鉛蓄電池用エキスパンド格子体を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決する為、請求項1に記したように、格子体の耳側親
骨に、耳部と格子部を仕切る堰を設けたことを特徴とす
る。

【００１７】これにより流動するペーストが、格子部か
ら耳部へはみ出してくるのを防止できる。従って、極群
上部での微細ショートを防止し、極板毎の放電容量のば
らつきも低減できる。

【００１８】また、前記堰は、先端が格子部のノード先
端よりも突出していることを特徴とする。

【００１９】これにより、ホッパーシューズ等を用いな
くても耳部両面へのペーストのはみ出しを確実に阻止で
きる。また、ノード先端より外側（図４ではノード先端
の上側と下側）にペーストを充填できる（言い換えれば
極板をオーバーペーストに作製できる）ので、ペースト
の充填量や極板厚さを正確に規定でき、安定した電池性
能を実現できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。

【００２１】図1は、本発明の格子体を示す図であり、
（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその断面図、図２は、本
発明の格子体を用いた極板の断面図、図３は、本発明の
製造方法を示す説明図であり、（ａ）は堰形成前、(ｂ)
は堰形成後を示す。図４は、従来の格子体を用いた極板
の断面図、図５は鉛蓄電池のペースト充填装置を示す概
略断面図、図６は図５においてホッパーシューズを用い
た例を示す概略上面図である。

【００２２】本実施例における格子体１は、網目状の四
角形の格子部２と、その上下の辺に一体となった親骨３
a、３bと、一方の親骨３aの一部から突出する耳部５と
からなり、耳側の親骨３aの両面に前記格子部２と耳部
５を仕切るように堰４が形成されている。そして、それ
ぞれの堰４の先端４ａ、４ｂが格子部２のノード６（網
目と網目の交点の部分）の上下先端より突出している。
また、堰４の先端間の厚みをｔ１、耳５の厚みをｔ２、
親骨３ａの厚みをｔ３、格子部２の厚みをｔ４としたと
き、ｔ1＞ｔ４＞ｔ２＝ｔ３の条件を満足するように構
成されている。ここで、格子設計上、堰を除く上記構成
要素の形状が異なって構成される場合も本発明の主旨を
逸脱するものではない。また、堰の形状や幅、数は本実
施形態に限定されるものではなく、格子部と耳部を仕切
るように極板面から突出して設けられ、前記堰の先端間
の厚みが、格子部の厚みより厚いもの（ただし両者の中
心線が一致していること）であれば、本発明の効果が得
られる。

【００２３】本発明の格子体１を用いて極板７を作製す
るには、以下の様にする。

【００２４】まず、鉛合金シートをエキスパンド加工装
置に移送し、ダイによる刻み加工によって網目状に展開
して格子部を形成する（レシプロ方式）。このようにし
て製造された格子体は、プレス機により厚み方向にプレ
スされ、歪み調整および厚み調整される。このとき、図
３に示すように親骨に対応する位置に凹凸部を有するプ
レス板９を用いて格子体をプレスすることによって、堰
４を容易に形成できる。その後、充填装置に搬送してペ
ーストを充填し、極板形状に打抜き加工後、集積、熟
成、乾燥することで図２のような極板が完成する。

【００２５】堰４は、格子部２と耳部５を仕切るように
耳側親骨３aの両面から突出して設けられているので、
格子部２に充填される活物質ペースト８は、図２に示す
ように堰４の手前でせき止められる。ここで、格子体上
面に格子体の親骨３ａ、３ｂ及び耳部５を覆うホッパー
シューズ１６を用いる場合は、ホッパーシューズ１６の
上端を堰４の先端４ａと同じ高さにして図６のように堰
４に当接することで、本発明の効果が一層よくなる。ま
た、堰４の先端４ａ、４ｂ間の厚みｔ１が、格子部２の
厚みｔ５より厚いので、ペースト充填時、堰４の先端４
ａ、４ｂが、ホッパーの下端開口部及び搬送ベルト上面
と接し、ペーストが隙間に流れ出るのを完全に遮断す
る。さらにノード６と搬送ベルト上面との間に隙間が形
成されるので、充填されるペーストの裏回りが良好とな
り、正確な充填量および極板厚さにできる。従って、安
定した電池性能を実現できる鉛蓄電池用エキスパンド極
板を作製できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通り、次に記載
する効果を奏する。

【００２７】（１）請求項１によれば、流動するペース
トが、親骨及び耳部とホッパーの下端開口部及び搬送ベ
ルトとの間に形成される隙間を通して親骨及び耳部へは
み出すのを防止できる。従って、極群上部での微細ショ
ートを防止し、極板毎の放電容量のばらつきも低減でき
る。

【００２８】（２）請求項２によれば、請求項１の効果
が優れ、充填されるペーストの裏回りが良好となり、か
つ正確な充填量および極板厚さにできるので、放電性能
などにばらつきの少ない鉛蓄電池用極板をを作製でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明極板の格子体を示す図であり、（ａ）は
その斜視図、（ｂ）はその一部切り欠き断面図である。

【図２】本発明の格子体にペーストを充填した極板を示
す一部切り欠き断面図である。

【図３】本発明の格子体の製造方法を示す説明図であ
り、（ａ）は堰形成前、(ｂ)は堰形成後を示す。

【図４】従来の格子体にペーストを充填した直後の極板
を示す一部切り欠き断面図である。

【図５】ペースト充填機を用いて極板を作成している状
態を示す概略断面図である。

【図６】図５においてホッパーシューズを用いた例を示
す概略上面図である。

【符号の説明】

１ 格子体 ２ 格子部 ３a 耳側親骨 ４ 堰 ４ａ，４ｂ 堰の先端 ５ 耳部 ６ ノード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】格子部（２）と耳部（５）との間に耳側親
   骨（３ａ）を有する鉛蓄電池用エキスパンド格子体にお
   いて、耳側親骨（３a）の両面に前記格子部（２）と前
   記耳部（５）を仕切る堰（４）が形成されていることを
   特徴とする鉛蓄電池用エキスパンド格子体。
2. 【請求項２】 前記堰（４）は、先端（４ａ、４ｂ）が
   格子部（２）のノード（６）先端よりも突出しているこ
   とを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池用エキスパンド
   格子体。