JP2003142066A - 蓄電池 - Google Patents

蓄電池

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JP2003142066A
JP2003142066A JP2001340379A JP2001340379A JP2003142066A JP 2003142066 A JP2003142066 A JP 2003142066A JP 2001340379 A JP2001340379 A JP 2001340379A JP 2001340379 A JP2001340379 A JP 2001340379A JP 2003142066 A JP2003142066 A JP 2003142066A
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JP
Japan
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separator
electrode plate
storage battery
positive electrode
width
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Application number
JP2001340379A
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English (en)
Inventor
Susumu Uenishi
上西  進
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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Abstract

(57)【要約】 【課題】セパレータの耐久性に優れ、電池寿命が長く、
しかも電圧特性にも優れた蓄電池を提供する。 【解決手段】正負の電極板と、樹脂シートからなる一端
開口の袋状セパレータとを備え、電極板の少なくとも一
方が前記セパレータに包まれている蓄電池において、セ
パレータに包まれる電極板の幅をDとするとき、セパレ
ータを構成するシートのうち、電極板の端から最大0.
2Dまでの範囲に対応する両端部分を厚く形成したこと
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】この発明は、蓄電池に属し、
特にセパレータの改良された鉛蓄電池に属する。 【0002】 【従来の技術】自動車用鉛蓄電池では、鋳造格子又はエ
キスパンド格子に活物質を塗布したものが電極板として
用いられ、この電極板間に微多孔性の樹脂製シートがセ
パレータとして介在している。 【0003】セパレータは、樹脂製シートを二つ折りに
して両端を溶着又は圧着することなどにより上端が開口
した袋状に形成され、その内側に一方の電極板(通常は
正極板)が収納されることにより、正負極間の短絡が防
止されている。そして、セパレータの内面又は外面には
上下方向に延びる細長いリブが突出しており、これによ
り電極間距離が保たれるとともに、隣り合うリブの谷間
に電解液が充填される。従来、この種のセパレータはリ
ブの部分を除いて一様な厚さを有していた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、セパレータ内
の電極板、特に正極板は蓄電池の使用に伴う酸化腐食に
よって膨張あるいは変形する。例えば鉛蓄電池の場合、
体積の小さい金属鉛から体積の大きい硫酸鉛や二酸化鉛
への反応に伴って格子が膨張あるいは変形する。その結
果、格子の下端の角が袋状セパレータの底を破り、早期
に短絡が発生する。それ故、この発明の課題は、セパレ
ータの耐久性に優れ、電池寿命が長く、しかも電圧特性
にも優れた蓄電池を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
に、この発明の蓄電池は、正負の電極板と、樹脂シート
からなる一端開口の袋状セパレータとを備え、電極板の
少なくとも一方が前記セパレータに包まれている蓄電池
において、セパレータに包まれる電極板の幅をDとする
とき、セパレータを構成するシートのうち、電極板の端
から最大0.2Dまでの範囲に対応する両端部分を厚く
形成したことを特徴とする。 【0006】この発明の蓄電池によれば、セパレータを
構成するシートのうち、セパレータに包まれた電極板の
角に対応する両端部分を厚く形成したので、セパレータ
内の電極板の角が膨張、変形などによって少々セパレー
タの底に当たってもセパレータが破れない。一方、セパ
レータを構成するシートのうち、電極板の中央部に対応
する部分は、もともと破れにくい。従って、この部分を
薄く形成することにより内部抵抗が減少して電池の電圧
特性が向上する。よって、この発明によりセパレータの
耐久性及び電圧特性が共に向上する。 【0007】従って、この発明の鉛蓄電池に適切なセパ
レータは、樹脂シートからなり蓄電池の電極板を包む一
端開口の袋状セパレータにおいて、電極板の幅をDとす
るとき、上記シートのうち、電極板の端から最大0.2
Dまでの範囲に対応する両端部分を厚く形成したことを
特徴とする。 【0008】この発明において好ましいセパレータのベ
ースとなる厚さは、電池の仕様にもよるが、一般に0.
15〜0.25mmで、電極板の角に対応する両端部分
の厚さは、一般にその1.2〜1.4倍である。また、
電極板の角が当たることによって影響を受けるセパレー
タの幅方向の範囲は、電極板の幅をDとするとき、一般
に電極板の端から最大0.2Dまでである。 【0009】 【発明の実施の形態】この発明の実施形態の鉛蓄電池を
図面と共に説明する。図1は正極板とセパレータの分解
正面図、図2は正極板をセパレータに収納した状態を示
す正面図、図3はセパレータの内側表面を示す正面図、
図4は図3の4−4断面図、図5は図4のA部拡大図で
ある。 【0010】セパレータ1は、ポリエチレンなどの樹脂
をプレス成形又は流し込み成形して得られた長方形のシ
ートからなり、幅方向両端付近に狭いピッチで長寸方向
に細長く形成された背の低いリブ1aと、それらの間に
広いピッチで太長く形成された背の高いリブ1bとを有
する。セパレータ1は、上記シートを長寸方向の中央で
リブ1a、1bが内側になるように二つ折りにし、対向
するリブ1a同士を部分的に圧着することによって袋状
に加工される。 【0011】一方、正極板2は上端に耳2aを形成した
鋳造格子又はエキスパンド格子2bに図略の正極活物質
を塗布することによって得られる。図示しない負極板も
同様である。そして、上記袋状のセパレータ1で正極板
2を包み、セパレータ1の外側に負極板を配置し、電槽
に収納した後、正極板2の耳2a同士、負極板の耳同士
を各々接続し、電解液を注入し、蓋を被せることによっ
て蓄電池が完成する。正極板2の幅は、セパレータ1の
内幅より僅かに小さい。1つの蓄電池に対して正極板、
負極板、セパレータはいずれも複数枚が一般的であり、
上記のように正極板をセパレータで包む場合は正極板及
びセパレータの枚数をnとすると、負極板の枚数はn+
1となるのが一般的である。 【0012】セパレータ1のリブ1a、1bが形成され
ていない部分の厚み(以下、ベース厚み)は、大部分が
一様であるが、端部から始まって正極板2の角2cより
正極板2の幅Dの最大0.2倍長さだけ中央よりの位置
までは厚く形成されている。厚さの厚いこの範囲dは、
丁度正極板2の下端の角2cの膨張及び変形の影響を受
ける範囲を十分に含んでいる。このため正極板2が酸化
腐食によって膨張したり、変形したりして、角2cがセ
パレータ1の底を突いてもセパレータ1が破れることは
ない。また、両端付近を除く大部分のセパレータ1の厚
みは薄いので、放電電圧が高くなる。 【0013】 【実施例】−実施例1− 上記実施形態において、セパレータ1の全幅を115m
m、内幅を105mm、リブ1aの高さを0.45m
m、同じくピッチを1mm、リブ1bの高さを1.0m
m、セパレータ1の高さを123mmとし、正極板2の
幅を101mm、耳2aを除いた高さを115mmと
し、セパレータに包まれた正極板6枚と負極板7枚から
なる46B24(JIS)の鉛蓄電池を組み立てた。 【0014】セパレータ1のベース厚みについては、一
様に0.25mmのもの(従来品1)、一様に0.20
mmのもの(従来品2)、中央の80mm幅の範囲が
0.25mmで両端付近が0.30mmのもの(開発品
1)、中央の80mm幅の範囲が0.20mmで両端付
近が0.30mmのもの(開発品2)の4種類とし、各
鉛蓄電池にいずれかのベース厚みのセパレータ1を採用
した。 【0015】得られた各鉛蓄電池について、−15℃で
150Aで放電し、5秒目の電圧を測定したところ、従
来品1に対して従来品2が、開発品1に対して開発品2
が各々0.2V高い電圧値を示した。 【0016】次に、各鉛蓄電池を40〜45℃の雰囲気
下に置き、4.5Aで110時間充電し、48時間放置
後、150Aで放電し30秒目の電圧を測定する操作を
1サイクル(1回)とし、測定電圧が7.2V以下とな
るまでサイクルを繰り返す過充電寿命試験を行った。試
験結果を表1及び図6に示す。 【0017】 【表1】 表1及び図1に見られるように、この発明に属する開発
品1及び2はベース厚みが一様な従来品1及び2に比べ
て著しく寿命が延びた。 【0018】−実施例2− 実施例1ではベース厚を中央よりも厚くする端部の範囲
を、セパレータの端部から始まって正極板2の角2cよ
り10mm(正極板2幅の0.1倍)中央よりの位置ま
での一定とした。 【0019】本例では、ベース厚及び厚くする端部の範
囲を種々変更し、各鉛蓄電池を40〜45℃の雰囲気下
に置き、4.5Aで110時間充電し、48時間放置
後、150Aで放電し30秒目の電圧を測定した。測定
結果を図7に示す。尚、図中、横軸は以下の式で定義さ
れる値であって、正極板の幅Dを100とした場合のベ
ース厚の厚い両端部分dの割合を示す。 P=(2d/D)×100 図7に見られるように、P=40すなわちd=0.2D
までは両端部分dのベース厚が従来品よりも厚いにもか
かわらず、高い電圧値を示した。 【0020】 【発明の効果】以上のように、この発明の蓄電池は、セ
パレータのベース厚みを両端付近だけ厚くすることによ
って放電電圧が向上し、寿命が延びるので、有益であ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】正極板とセパレータの分解正面図である。 【図2】正極板をセパレータに収納した状態を示す正面
図である。 【図3】セパレータの内側表面を示す正面図である。 【図4】図3の4−4断面図である。 【図5】図4のA部拡大図である。 【図6】実施例1の過充電寿命試験の結果を示すグラフ
である。 【図7】実施例2の過充電寿命試験の結果を示すグラフ
である。 【符号の説明】 1 セパレータ 1a、1b リブ 2 正極板 2a 耳 2b 格子 2c 角

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】正負の電極板と、樹脂シートからなる一端
    開口の袋状セパレータとを備え、電極板の少なくとも一
    方が前記セパレータに包まれている蓄電池において、 セパレータに包まれる電極板の幅をDとするとき、セパ
    レータを構成するシートのうち、電極板の端から最大
    0.2Dまでの範囲に対応する両端部分を厚く形成した
    ことを特徴とする蓄電池。
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