JP2002252000A - 蓄電池用格子体 - Google Patents

蓄電池用格子体

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JP2002252000A
JP2002252000A JP2001050462A JP2001050462A JP2002252000A JP 2002252000 A JP2002252000 A JP 2002252000A JP 2001050462 A JP2001050462 A JP 2001050462A JP 2001050462 A JP2001050462 A JP 2001050462A JP 2002252000 A JP2002252000 A JP 2002252000A
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JP
Japan
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grid
storage battery
active material
grid body
sheet
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Application number
JP2001050462A
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English (en)
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Akira Kamata
彰 鎌田
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明が解決しようとする課題は、大形極板
の製造時及び使用時の活物質脱落という問題点を解決
し、さらに放電性能、寿命性能に優れた軽量の蓄電池用
エキスパンド格子体を提供することである。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明の蓄
電池用格子体は、金属製のシートをエキスパンド加工し
た格子体の格子マス目の開放部分に樹脂シートを両面か
ら超音波溶着させて額縁を成形してなる蓄電池用格子体
において、前記樹脂シートに当接する前記格子体の格子
桟の少なくとも片面に突起を有す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】本発明は蓄電池、特にバック
アップ用、非常用蓄電池などの大型の蓄電池に用いられ
るエキスパンド格子に関する。
【0002】
【従来の技術】ペースト式鉛蓄電池の格子体の製造法と
して、従来の鋳造法とともに、鉛または鉛合金のシート
を網目状に展開加工し、非展開部に集電耳部を形成する
エキスパンド法が用いられている。この方法は生産性が
高く、極板を作製した場合、活物質に対する格子の重量
を減らすことができ、極板の軽量化が可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通信機器等の
バックアップ電源、あるいは非常用電源として用いられ
る大容量の鉛蓄電池の極板は、幅方向は150mm程度であ
るが、高さ方向は300〜500mmほどの大きさになる。通常
のエキスパンド格子でこのような格子を作製すると、鋳
造格子のように両横端に縦方向に通ずる額縁が存在しな
いため、組立時のハンドリング、充放電性能等(放電電
圧)が鋳造格子に劣っていた。
【0004】そこで、エキスパンド格子をこれら格子幅
に対して高さの大きい大形蓄電池に適用するための方策
として、図1に示すような展開方向を格子の幅方向とす
る格子が考えられた。しかし、この方向で使用すると、
格子上下部に向かって開放したマス目6bができてしま
い、製造時や電池使用時に活物質が脱落しやすく、最悪
の場合、脱落した活物質が正負極活物質の間に蓄積し、
短絡につながることがあった。
【0005】そこで、各種検討を施した結果、本部位に
樹脂製シートを両面から当接し、超音波溶着を施すこと
で、額縁を形成させることが有効であることがわかっ
た。しかし、単に樹脂シートをエキスパンド格子に当接
し、超音波溶着を施すと、そのエネルギーが十分に伝わ
らず、溶着時間が長くなるばかりか、場合によっては、
エキスパンド格子の格子桟そのものが溶けて切断してし
まうことがあった。
【0006】本発明の課題は、上述の製造時の問題点を
解決し、同時に電池性能に優れた軽量の蓄電池用格子体
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明の蓄電池用格子体では、金属
製のシートをエキスパンド加工した格子体の格子マス目
の開放部分に樹脂シートを両面から超音波溶着させて額
縁を成形してなる蓄電池用格子体において、前記樹脂シ
ートに当接する前記格子体の格子桟の少なくとも片面に
突起を有することを特徴とする
【0008】
【発明の実施の形態】以下に実施例を用いて本発明の実
施形態の詳細を説明する。
【0009】
【実施例】まず、カルシウム0.08質量%、錫2質量
%、残部が鉛からなる鉛−カルシウム−錫合金を圧延し
て作製した厚さ1.8mmのロール状シートを得た。このロ
ール状シートを図2に示す製造工程で極板を製造した。
すなわち、上記のように製造したロール状シート1を展
開加工機2において、図3に示すような未展開部7と展
開部6とを有するラス状シート4へ展開加工した。この
ラス状シート4を格子厚みである3.6mmにロールプレ
ス機11にてプレスした後、打ち抜き機12を用いて未
展開部7へ活物質を充填するための孔9を開けた。そし
て、のちに格子の上下端部となるところへ間欠プレス機
13にて厚み2.4mmにプレスした。
【0010】間欠プレスは、樹脂シート15の溶着後厚
みを、それ以外の部分の厚みと同寸以下とするするため
で、これは、後工程の超音波溶着機14で超音波溶着す
る樹脂シートが活物質ペースト充填時に充填機16へ引
っかかるの防止するためである。
【0011】この間欠プレスにおいて、図4および図5
に示す2種類の間欠プレスヘッド13aを用意した。図
4は、本発明によるもので、間欠プレスヘッド13aに
溝13bを彫り込んである。この溝13bは、間欠プレ
ス時にエキスパンド格子へ転写され、格子の桟断面に鋭
利な突起を生じさせる。本発明の間欠プレスヘッド13
aには幅2mm深さ1mmの溝を3mmピッチで、溝13bを
縦横に彫り込んだものを使用した。これによって、幅約
2mm、高さ約0.8mmの線状突起を格子に付けること
ができた。一方、図5は、比較対照のヘッドで、その表
面は平坦である。
【0012】この間欠プレス幅は樹脂シート幅よりもわ
ずかに広い方がよい。これは樹脂シートの寸法誤差およ
び装置誤差によって、樹脂シートがずれたとしても後の
工程で影響をおよぼさないようにするためである。
【0013】次いで、間欠プレス機13によりプレスを
おこない突起を形成した間欠プレス部分の上下面に樹脂
シート15を供給し、超音波溶着機14を用いて超音波
溶着し、樹脂額を形成させた。超音波溶着法は、熱溶着
法に比較して、短時間でかつランニングコストも低い。
樹脂シートには超音波溶着できる樹脂であり、耐硫酸性
および正極に用いる場合はさらに耐酸化性を有していれ
ば、その使用に問題ないと考えられるが、樹脂シートが
硬すぎると溶音波溶着時の超音波によって樹脂よりも先
に鉛合金製のラス状シート4の格子桟6aが溶けて切断
することがあるので、できれば柔らかいものの方が好ま
しい。今回は、低密度ポリエチレンシートを用いた。
【0014】超音波溶着機14にはブランソン製3KW
超音波溶着機を上下部に各1台、展開部が両側にあるの
で、計4台用いた。溶着後の樹脂シート厚みは間欠プレ
スをおこなっていないところと同じ厚みである3.6mm
とした。
【0015】図6に、間欠プレスから樹脂溶着までの工
程での格子桟6aの状態を示す。図6において、ロール
プレス機11によって格子厚(t1)になるようにプレ
スされた格子(a)は、間欠プレス機13にて、切断後に
格子の上下端部になる部分が、さらにプレスされる
(b,格子厚t2)。次いで、この間欠プレス部分に樹
脂シート15が供給され(c)、超音波溶着機で溶着され
る(d)。
【0016】超音波溶着後の溶着にかかった時間を図7
に示した。その結果、本発明による格子に突起加工を施
したものは溶着時間が1秒を切っており、連続して製造
されるエキスパンド格子への適用において問題がないと
判断できた。一方、比較対照品では、溶着に2秒近くか
かっており、連続生産に適用する場合、問題があった。
【0017】さらに、これらの樹脂シートの引き剥がし
に要する力を調べた。結果を図8に示す。比較対照品を
1とした場合、本発明品は6倍以上であり、額縁として
十分な性能を有することがわかった。
【0018】このように、本発明品が優れた理由とし
て、本発明品では樹脂シートと格子桟との接点が狭く、
超音波エネルギーが集中したため、樹脂シートと格子桟
との界面が十分に高い温度となり、樹脂と格子桟とのな
じみがよかったと考える。
【0019】次いで、本発明による樹脂シート溶着後の
格子に、所定の方法で練った活物質ペースト17を充填
機16にて充填し、デバイダー18を用いて、図9に示
すように所定の寸法で切断した。このとき、切断位置
(図9中の白線)は樹脂シートのほぼ中央となるようにし
た。中央位置で切断を確実とさせるため、たとえば、未
展開部の活物質を充填しないところ19に、間欠プレス
と同時に小穴を開けておき、この孔を検出することで切
断位置を決めることが好ましい。切断後の極板を図10
に示す。
【0020】次に、個々に切断された極板20をトンネ
ル乾燥機21で表面を乾燥させ、その後、所定の枚数ず
つ積み重ね、熟成乾燥をおこなった。熟成乾燥後、樹脂
製の額縁の効果をみるため、極板の活物質脱落状態を次
の方法で比較調査した。 1. 高さ200mmから落下し、活物質の脱落量を確
認 2. 30ヘルツの振動を1分間与え、活物質の脱落量
を確認 その結果を図11に示す。本発明の樹脂額を使用したも
のは、樹脂額を用いないものに比べて脱落量が少なく、
効果が認められた。これらの格子を正負極に用いて50
Ahの密閉式鉛蓄電池を試作し、充放電試験をおこなっ
た。本発明の電池は、従来のエキスパンド格子を用いた
電池と同等以上のサイクル性能を示した。
【0021】解体調査の結果、樹脂額によって、格子の
伸びがわずかではあるが抑えられており、そのため、格
子と活物質との界面が良好に保たれたためと考える。
【0022】なお、本発明による間欠プレスヘッド13
aの形状は、図4だけでなく、例えば図12にあるよう
なものであれば、同様の効果がある。
【0023】
【発明の効果】以上のように、大形極板の製造および使
用時の活物質脱落という問題点を解決でき、さらに放電
性能、寿命性能に優れた軽量のエキスパンド格子が提供
することができ、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 展開方向を格子の幅方向とする格子の一例を
示す平面図。
【図2】 本発明による格子製造方法の一例を示す説明
図。
【図3】 ラス状シートの一例を示す平面図。
【図4】 本発明による間欠プレスヘッドを示す説明
図。
【図5】 従来例による間欠プレスヘッドを示す説明
図。
【図6】 間欠プレスから樹脂溶着までの工程での格子
桟の状態示す説明図。
【図7】 超音波溶着に要した時間を比較した図。
【図8】 樹脂シートを引き剥がすのに要した力を比較
した図。
【図9】 本発明による樹脂シートを超音波溶着した鉛
合金ラス状シートを示す平面図。
【図10】 個々に切断された極板を示す平面図
【図11】 活物質脱落試験の結果を示す図
【図12】 本発明による間欠プレスヘッドのその他の
例を示す平面図
【符号の説明】
1 ロール状シート 2 展開加工機 4 ラス状シート 6 展開部 6a 桟 6b 上下部に解放したマス目 7 未展開部 8 側導体 9 開孔部 10 電流耳 11 ロールプレス機 12 打ち抜き機 13 間欠プレス機 13a 間欠プレスヘッド 13b 間欠プレスヘッドに刻んだ溝 14 超音波溶着機 15 樹脂シート 16 充填機 17 活物質ペースト 18 デバイダー 19 未展開部の内、活物質を充填しないところ 21 切断された極板 22 トンネル乾燥機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属製のシートをエキスパンド加工した格
    子体の格子マス目の開放部分に樹脂シートを両面から超
    音波溶着させて額縁を成形してなる蓄電池用格子体にお
    いて、前記樹脂シートに当接する前記格子体の格子桟の
    少なくとも片面に突起を有することを特徴とする蓄電池
    用格子体。
JP2001050462A 2001-02-26 2001-02-26 蓄電池用格子体 Pending JP2002252000A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100735798B1 (ko) 2005-12-28 2007-07-06 주식회사 아트라스비엑스 납축전지용 그리드기판

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20051213