JP2002075325A - 小形制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents
小形制御弁式鉛蓄電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】使用中に正極板1の上部と負極用のストラップ6
とを短絡しにくくするとともに、極板群の両側に位置す
る負極板の耳部5とストラップ6との溶接性を改善する。 【解決手段】ストラップ9に溶接されている負極板耳部
ピッチ21を負極板群ピッチ22よりも狭くし、且つ、正極
上部横枠骨13aとストラップ9との距離が、負極上部横枠
骨13bとストラップ9との距離よりも遠い位置に存在させ
た状態でキャストン溶接して極板群を作製して用いる。
そして、負極板2を構成する格子体の長辺方向及び短辺
方向の寸法を、正極板1を構成する格子体の長辺方向及
び短辺方向の寸法よりも長くする。
とを短絡しにくくするとともに、極板群の両側に位置す
る負極板の耳部5とストラップ6との溶接性を改善する。 【解決手段】ストラップ9に溶接されている負極板耳部
ピッチ21を負極板群ピッチ22よりも狭くし、且つ、正極
上部横枠骨13aとストラップ9との距離が、負極上部横枠
骨13bとストラップ9との距離よりも遠い位置に存在させ
た状態でキャストン溶接して極板群を作製して用いる。
そして、負極板2を構成する格子体の長辺方向及び短辺
方向の寸法を、正極板1を構成する格子体の長辺方向及
び短辺方向の寸法よりも長くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小形制御弁式鉛蓄
電池に関するものである。
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】小形制御弁式鉛蓄電池は安価で信頼性が
高いという特徴を有するため、無停電電源装置や自動車
用バッテリーなどに広く使用されている。従来、これら
の小形制御弁式鉛蓄電池は、図６に示す組立工程で製造
されていた。
高いという特徴を有するため、無停電電源装置や自動車
用バッテリーなどに広く使用されている。従来、これら
の小形制御弁式鉛蓄電池は、図６に示す組立工程で製造
されていた。
【０００３】すなわち、正極板、負極板をリテーナを介
して積層した後、キャストン溶接して極板群を作製し、
該極板群を電槽に挿入し、極板群間を溶接して直列接続
し、蓋を電槽に溶着し、正極用及び負極用の端子を形成
した後、該端子の周囲を樹脂で封口する。そして、希硫
酸電解液を注液し、電槽化成をして作成するものであ
る。
して積層した後、キャストン溶接して極板群を作製し、
該極板群を電槽に挿入し、極板群間を溶接して直列接続
し、蓋を電槽に溶着し、正極用及び負極用の端子を形成
した後、該端子の周囲を樹脂で封口する。そして、希硫
酸電解液を注液し、電槽化成をして作成するものであ
る。
【０００４】最近、これらに用いられる小形制御弁式鉛
蓄電池は高容量であり、且つ、急速放電特性の優れたも
のが強く要求されている。小形制御弁式鉛蓄電池を高容
量化するとともに急速放電特性を向上させるには、正極
板及び負極板の枚数を増やす手法が有効である。すなわ
ち、正極板、負極板及びリテーナを薄くして、それぞれ
の枚数を増やすことにより、電極反応面積を増加させて
充放電反応を起こりやすくする手法である。
蓄電池は高容量であり、且つ、急速放電特性の優れたも
のが強く要求されている。小形制御弁式鉛蓄電池を高容
量化するとともに急速放電特性を向上させるには、正極
板及び負極板の枚数を増やす手法が有効である。すなわ
ち、正極板、負極板及びリテーナを薄くして、それぞれ
の枚数を増やすことにより、電極反応面積を増加させて
充放電反応を起こりやすくする手法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極板
を薄くするためには、集電体及び活物質保持体として用
いる鉛合金製の格子体を薄くする必要がある。その結
果、正極用格子体の断面積が細くなり、その強度が低下
する。そして、小形制御弁式鉛蓄電池の使用中に、正極
用格子体の腐食によって、正極板が上方向に伸び易くな
り、正極板と負極用のストラップとが短絡するという問
題点が認められた。
を薄くするためには、集電体及び活物質保持体として用
いる鉛合金製の格子体を薄くする必要がある。その結
果、正極用格子体の断面積が細くなり、その強度が低下
する。そして、小形制御弁式鉛蓄電池の使用中に、正極
用格子体の腐食によって、正極板が上方向に伸び易くな
り、正極板と負極用のストラップとが短絡するという問
題点が認められた。
【０００６】そこで、正極板の上部と負極用のストラッ
プとの間に樹脂製の絶縁板を挿入することにより、前記
した短絡を防止する手段も用いられている。しかしなが
ら、絶縁物を挿入するのは工数がかかることや、コスト
が高くなるという問題点がある。
プとの間に樹脂製の絶縁板を挿入することにより、前記
した短絡を防止する手段も用いられている。しかしなが
ら、絶縁物を挿入するのは工数がかかることや、コスト
が高くなるという問題点がある。
【０００７】さらに、従来の極板群の構成は、図５に示
すように、ストラップに溶接されている負極板耳部ピッ
チ21と負極板群ピッチ22の間隔は同一であった。そし
て、正極板1、負極板2及びリテーナ3の枚数が増えるの
に伴い、ストラップ6の幅方向の部分が不足して、極板
群の両側に位置する負極板2の負極耳部5bがストラップ6
から外れやすいという問題点が認められた。
すように、ストラップに溶接されている負極板耳部ピッ
チ21と負極板群ピッチ22の間隔は同一であった。そし
て、正極板1、負極板2及びリテーナ3の枚数が増えるの
に伴い、ストラップ6の幅方向の部分が不足して、極板
群の両側に位置する負極板2の負極耳部5bがストラップ6
から外れやすいという問題点が認められた。
【０００８】本発明の目的は、使用中に正極板の上部と
負極用ストラップとが短絡しにくくするとともに、極板
群の両側に位置する負極板の耳部とストラップとの溶接
性を改善することである。
負極用ストラップとが短絡しにくくするとともに、極板
群の両側に位置する負極板の耳部とストラップとの溶接
性を改善することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、第一の発明は、正極板、負極板及びリテーナを
積層し、溶接してストラップを形成した極板群を用いる
小形制御弁式鉛蓄電池において、前記負極板の耳部は、
前記ストラップに溶接されており、該ストラップに溶接
されている負極板耳部ピッチが、負極板群ピッチよりも
狭いことを特徴とし、第二の発明は、前記極板群は、正
極上部横枠骨とストラップとの距離が、負極上部横枠骨
とストラップとの距離よりも遠い位置に存在するように
溶接されていることを特徴とし、第三の発明は、前記負
極板を構成する格子体の長辺方向及び短辺方向の寸法
を、前記正極板を構成する格子体の長辺方向及び短辺方
向の寸法よりも長くすることを特徴としている。
ために、第一の発明は、正極板、負極板及びリテーナを
積層し、溶接してストラップを形成した極板群を用いる
小形制御弁式鉛蓄電池において、前記負極板の耳部は、
前記ストラップに溶接されており、該ストラップに溶接
されている負極板耳部ピッチが、負極板群ピッチよりも
狭いことを特徴とし、第二の発明は、前記極板群は、正
極上部横枠骨とストラップとの距離が、負極上部横枠骨
とストラップとの距離よりも遠い位置に存在するように
溶接されていることを特徴とし、第三の発明は、前記負
極板を構成する格子体の長辺方向及び短辺方向の寸法
を、前記正極板を構成する格子体の長辺方向及び短辺方
向の寸法よりも長くすることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
５を用いて説明する。
５を用いて説明する。
【００１１】１．正極板及び負極板の作製 正極板及び負極板の作製方法として、従来から使用して
いる方法を用いた。すなわち、一酸化鉛を含む鉛粉等と
希硫酸とを混練して、ペースト状活物質を作製する。そ
して、前記ペースト状活物質を、図２に示す形状をした
鉛−カルシウム−錫合金製の格子体に擦り切り充填した
後、熟成・乾燥した。なお、図２に示すように、使用し
た格子体は強度を持たせるとともに軽量化をはかること
を目的として、縦枠骨11及び横枠骨13が太く、縦内骨12
及び横内骨14は細い形状をしている。したがって、縦枠
骨11及び横枠骨13の部分には、前記ペースト状活物質は
充填されない構造となっている。
いる方法を用いた。すなわち、一酸化鉛を含む鉛粉等と
希硫酸とを混練して、ペースト状活物質を作製する。そ
して、前記ペースト状活物質を、図２に示す形状をした
鉛−カルシウム−錫合金製の格子体に擦り切り充填した
後、熟成・乾燥した。なお、図２に示すように、使用し
た格子体は強度を持たせるとともに軽量化をはかること
を目的として、縦枠骨11及び横枠骨13が太く、縦内骨12
及び横内骨14は細い形状をしている。したがって、縦枠
骨11及び横枠骨13の部分には、前記ペースト状活物質は
充填されない構造となっている。
【００１２】２．小形制御弁式鉛蓄電池の作製 前記した正極板1が４枚と、負極板2が５枚とを厚さが約
１ｍｍのガラス繊維製のリテーナ3を介して積層した
後、キャストン溶接して図３に示す形状の極板群を組み
立てる。
１ｍｍのガラス繊維製のリテーナ3を介して積層した
後、キャストン溶接して図３に示す形状の極板群を組み
立てる。
【００１３】その後、従来の手法で電槽に前記６個の極
板群を挿入し、該極板群間を溶接して直列接続し、蓋を
電槽に溶着し、正極用及び負極用の端子（図なし）を前
記極板群の極柱7に溶接した後、樹脂で前記正極用及び
負極用端子の周囲を封口する。そして、希硫酸電解液を
注液し、電槽化成をして公称容量が７Ａｈ−１２Ｖの小
形制御弁式鉛蓄電池を作製した。
板群を挿入し、該極板群間を溶接して直列接続し、蓋を
電槽に溶着し、正極用及び負極用の端子（図なし）を前
記極板群の極柱7に溶接した後、樹脂で前記正極用及び
負極用端子の周囲を封口する。そして、希硫酸電解液を
注液し、電槽化成をして公称容量が７Ａｈ−１２Ｖの小
形制御弁式鉛蓄電池を作製した。
【００１４】３．陰極板耳部とストラップとの溶着試験 極板群の両側に位置する陰極板耳部とストラップとの溶
接状況は、プッシュプルゲージで確認した。すなわち、
プッシュプルゲージ（ＦＢ型、ＩＭＡＤＡ製）を用い、
前記極板群のストラップ6を固定し、前記極板群の両側
に位置する負極板2を２０Ｎの力で引っ張り、負極板2の
耳部5が前記ストラップ6から外れる割合を測定した。
接状況は、プッシュプルゲージで確認した。すなわち、
プッシュプルゲージ（ＦＢ型、ＩＭＡＤＡ製）を用い、
前記極板群のストラップ6を固定し、前記極板群の両側
に位置する負極板2を２０Ｎの力で引っ張り、負極板2の
耳部5が前記ストラップ6から外れる割合を測定した。
【００１５】４．過充電寿命試験 後述する各小形制御弁式鉛蓄電池について、以下の条件
で初期放電試験及び寿命試験をした。 初期放電試験条件 作製した電池を満充電した後、３ＣＡ（２１Ａ）放電
（２５°C、放電終止電圧：１．７Ｖ）して、初期の放
電時間を測定した。 寿命試験条件 初期の放電時間を測定した後、６０°Ｃの恒温槽中で
２．２７５Ｖ／セルの一定電圧で連続的にトリクル充電
を行い、過充電寿命試験をした。そして、３０日ごとに
３ＣＡ（２１Ａ）放電（２５°C、放電終止電圧：７．
８Ｖ）して放電時間を測定し、放電容量が１．７５Ａｈ
以下になった時点を寿命とした。
で初期放電試験及び寿命試験をした。 初期放電試験条件 作製した電池を満充電した後、３ＣＡ（２１Ａ）放電
（２５°C、放電終止電圧：１．７Ｖ）して、初期の放
電時間を測定した。 寿命試験条件 初期の放電時間を測定した後、６０°Ｃの恒温槽中で
２．２７５Ｖ／セルの一定電圧で連続的にトリクル充電
を行い、過充電寿命試験をした。そして、３０日ごとに
３ＣＡ（２１Ａ）放電（２５°C、放電終止電圧：７．
８Ｖ）して放電時間を測定し、放電容量が１．７５Ａｈ
以下になった時点を寿命とした。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例をより詳細に説明する。
【００１７】（比較例）耳部を除いた正極用格子体の寸
法をw42mm × l68mm × t3mm、負極用格子体の寸法をw4
2mm × l68mm × t2mmとした。すなわち、正極板の寸法
と負極板の寸法とを同一にした。
法をw42mm × l68mm × t3mm、負極用格子体の寸法をw4
2mm × l68mm × t2mmとした。すなわち、正極板の寸法
と負極板の寸法とを同一にした。
【００１８】そして、図５に示すように正極上部縦枠骨
13aが、負極上部縦枠骨13bよりも下方に存在し、且つ、
負極板耳部ピッチ21と負極板群ピッチ22が同一寸法とな
るように積層した状態でキャストン溶接して極板群を作
成した。
13aが、負極上部縦枠骨13bよりも下方に存在し、且つ、
負極板耳部ピッチ21と負極板群ピッチ22が同一寸法とな
るように積層した状態でキャストン溶接して極板群を作
成した。
【００１９】なお、図５に示す構造は、従来から使用し
ていた小形制御弁式鉛蓄電池の極板群の構造である。そ
の他の小形制御弁式鉛蓄電池の作成方法や試験条件等は
上記したものである。
ていた小形制御弁式鉛蓄電池の極板群の構造である。そ
の他の小形制御弁式鉛蓄電池の作成方法や試験条件等は
上記したものである。
【００２０】（実施例１）耳部を除いた正極用格子体の
寸法をw42mm × l68mm × t3mm、負極用格子体の寸法を
w42mm × l68mm × t2mmとした。すなわち、正極板の寸
法と負極板の寸法とを同一にした。
寸法をw42mm × l68mm × t3mm、負極用格子体の寸法を
w42mm × l68mm × t2mmとした。すなわち、正極板の寸
法と負極板の寸法とを同一にした。
【００２１】そして、図１に示すように正極上部縦枠骨
13aが、負極上部縦枠骨13bよりも下方に存在し、且つ、
中央の負極板を除いた負極板の耳部付近を内側に折り曲
げて、負極板耳部ピッチ21が負極板群ピッチ22よりも狭
くなるようにした状態でキャストン溶接して極板群を作
成した。
13aが、負極上部縦枠骨13bよりも下方に存在し、且つ、
中央の負極板を除いた負極板の耳部付近を内側に折り曲
げて、負極板耳部ピッチ21が負極板群ピッチ22よりも狭
くなるようにした状態でキャストン溶接して極板群を作
成した。
【００２２】そして、中央部の負極板2を除いてその他
の小形制御弁式鉛蓄電池の作成方法や試験条件等は上記
したものである。
の小形制御弁式鉛蓄電池の作成方法や試験条件等は上記
したものである。
【００２３】（実施例２）耳部を除いた正極用格子体の
寸法をw42mm × l68mm × t3mm、負極用格子体の寸法を
w44mm × l70mm × t2mmとした。すなわち、負極板を構
成する格子体の長辺方向及び短辺方向の寸法を、前記正
極板を構成する格子体の長辺方向及び短辺方向の寸法よ
りも長くした。
寸法をw42mm × l68mm × t3mm、負極用格子体の寸法を
w44mm × l70mm × t2mmとした。すなわち、負極板を構
成する格子体の長辺方向及び短辺方向の寸法を、前記正
極板を構成する格子体の長辺方向及び短辺方向の寸法よ
りも長くした。
【００２４】図１に示すように正極上部縦枠骨13aが、
負極上部縦枠骨13bよりも下方内側に存在し、且つ、正
極板1の縦枠骨11及び横枠骨13aが、負極板2の縦枠骨11
及び横枠骨13bよりも内側に存在し、それぞれの枠骨が
対峙しないように積層する。
負極上部縦枠骨13bよりも下方内側に存在し、且つ、正
極板1の縦枠骨11及び横枠骨13aが、負極板2の縦枠骨11
及び横枠骨13bよりも内側に存在し、それぞれの枠骨が
対峙しないように積層する。
【００２５】そして、図１に示すように、中央の負極板
を除いた負極板の耳部付近を内側に折り曲げて、負極板
耳部ピッチ21が負極板群ピッチ22よりも狭くなるように
した状態でキャストン溶接して極板群を作成した。その
他の小形制御弁式鉛蓄電池の作成方法や試験条件等は上
記したものである。
を除いた負極板の耳部付近を内側に折り曲げて、負極板
耳部ピッチ21が負極板群ピッチ22よりも狭くなるように
した状態でキャストン溶接して極板群を作成した。その
他の小形制御弁式鉛蓄電池の作成方法や試験条件等は上
記したものである。
【００２６】上記した、３種類の極板群を各１００個作
成して、引っ張り試験をして、極板群の両側に位置する
負極耳部5bがストラップ6から外れる割合（％）を測定
した。また、それぞれの小形制御弁式鉛蓄電池を、各１
０個作成して初期の放電容量試験及び寿命試験をした結
果を表1に示す。
成して、引っ張り試験をして、極板群の両側に位置する
負極耳部5bがストラップ6から外れる割合（％）を測定
した。また、それぞれの小形制御弁式鉛蓄電池を、各１
０個作成して初期の放電容量試験及び寿命試験をした結
果を表1に示す。
【００２７】比較例及び実施例1より、本発明を用いる
ことによって、ストラップ6から負極耳部5bが外れにく
くできることや、小形制御弁式鉛蓄電池を長寿命化でき
ることがわかる。なお、寿命となった小形制御弁式鉛蓄
電池を解体調査したところ、比較例の電池は正極板が上
方向に伸びて、正極板と負極用のストラップ9とが短絡
を起こして寿命となったことが確認された。
ことによって、ストラップ6から負極耳部5bが外れにく
くできることや、小形制御弁式鉛蓄電池を長寿命化でき
ることがわかる。なお、寿命となった小形制御弁式鉛蓄
電池を解体調査したところ、比較例の電池は正極板が上
方向に伸びて、正極板と負極用のストラップ9とが短絡
を起こして寿命となったことが確認された。
【００２８】一方、実施例１の小形制御弁式鉛蓄電池
は、活物質の泥状化により寿命になったことが確認され
た。実施例１の小形制御弁式鉛蓄電池は、負極板耳部ピ
ッチ21が負極板群ピッチ22よりも狭くなっているため
（図１）、この部分が十分に押さえられて、寿命試験中
に正極板が上方向に伸びにくくなったためと考えられ
る。
は、活物質の泥状化により寿命になったことが確認され
た。実施例１の小形制御弁式鉛蓄電池は、負極板耳部ピ
ッチ21が負極板群ピッチ22よりも狭くなっているため
（図１）、この部分が十分に押さえられて、寿命試験中
に正極板が上方向に伸びにくくなったためと考えられ
る。
【００２９】また、負極板の面積の大きい実施例２の小
形制御弁式鉛蓄電池は、実施例１の小形制御弁式鉛蓄電
池よりも初期の放電容量が大きく、より好ましい結果を
示した。すなわち、負極板を構成する格子体の長辺方向
及び短辺方向の寸法を、前記正極板を構成する格子体の
長辺方向及び短辺方向の寸法よりも長くすることによっ
て、急速放電特性が向上したものと考えられる。
形制御弁式鉛蓄電池は、実施例１の小形制御弁式鉛蓄電
池よりも初期の放電容量が大きく、より好ましい結果を
示した。すなわち、負極板を構成する格子体の長辺方向
及び短辺方向の寸法を、前記正極板を構成する格子体の
長辺方向及び短辺方向の寸法よりも長くすることによっ
て、急速放電特性が向上したものと考えられる。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る極板構造
を用いた小形制御弁式鉛蓄電池は、従来品に比べて、ス
トラップから負極板の耳部が外れにくく、急速放電特性
に優れ、且つ、長寿命にできる点で優れている。
を用いた小形制御弁式鉛蓄電池は、従来品に比べて、ス
トラップから負極板の耳部が外れにくく、急速放電特性
に優れ、且つ、長寿命にできる点で優れている。
【図１】実施例１，２の極板群断面の概略図である。
【図２】格子体の概略図である。
【図３】極板群構造の概略図である。
【図４】本発明の鉛蓄電池組立工程図である。
【図５】比較例の極板群断面の概略図である。
【図６】比較例の鉛蓄電池組立工程図である。
１：正極板、２：負極板、３：リテーナ、５：耳部、5
b：負極耳部 ６：ストラップ、７：極柱、８：短辺、９：長辺、１
１：縦枠骨、１２：縦内骨、１３：横枠骨、１３ａ：正
極上部横枠骨、１３ｂ：負極上部横枠骨、１４：横内
骨、１６：縦骨間隔、２１：負極板耳部ピッチ、２２：
負極板群ピッチ、
b：負極耳部 ６：ストラップ、７：極柱、８：短辺、９：長辺、１
１：縦枠骨、１２：縦内骨、１３：横枠骨、１３ａ：正
極上部横枠骨、１３ｂ：負極上部横枠骨、１４：横内
骨、１６：縦骨間隔、２１：負極板耳部ピッチ、２２：
負極板群ピッチ、
Claims (3)
- 【請求項１】正極板、負極板及びリテーナを積層し、溶
接してストラップを形成した極板群を用いる小形制御弁
式鉛蓄電池において、前記負極板の耳部は、前記ストラ
ップに溶接されており、該ストラップに溶接されている
負極板耳部ピッチが、負極板群ピッチよりも狭いことを
特徴とする小形制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項２】前記極板群は、正極上部横枠骨とストラッ
プとの距離が、負極上部横枠骨とストラップとの距離よ
りも遠い位置に存在するように溶接されていることを特
徴とする請求項１記載の小形制御弁式鉛蓄電池。 - 【請求項３】前記負極板を構成する格子体の長辺方向及
び短辺方向の寸法を、前記正極板を構成する格子体の長
辺方向及び短辺方向の寸法よりも長くすることを特徴と
する請求項１又は2記載の小形制御弁式鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000255174A JP2002075325A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 小形制御弁式鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000255174A JP2002075325A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 小形制御弁式鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075325A true JP2002075325A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18744009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000255174A Pending JP2002075325A (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | 小形制御弁式鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
2000
- 2000-08-25 JP JP2000255174A patent/JP2002075325A/ja active Pending
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