JP2003157855A - 蓄電池用格子体 - Google Patents
蓄電池用格子体Info
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- JP2003157855A JP2003157855A JP2001356345A JP2001356345A JP2003157855A JP 2003157855 A JP2003157855 A JP 2003157855A JP 2001356345 A JP2001356345 A JP 2001356345A JP 2001356345 A JP2001356345 A JP 2001356345A JP 2003157855 A JP2003157855 A JP 2003157855A
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- lattice
- grid
- expanded
- storage battery
- metal sheet
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エキスパンド格子の質量増加を抑制する一
方、格子腐蝕に起因するエキスパンド格子の伸びを抑制
する。 【解決手段】 金属シートを機械加工することにより、
網目状の格子桟を有する蓄電池用格子体において、少な
くとも１つの段で、網目状の格子桟が形成するマス目の
縦方向の寸法が異なるマス目を有し、前記寸法の異なる
マス目が、規則性をもって配置される、ことを特徴とす
る蓄電池用格子体。
方、格子腐蝕に起因するエキスパンド格子の伸びを抑制
する。 【解決手段】 金属シートを機械加工することにより、
網目状の格子桟を有する蓄電池用格子体において、少な
くとも１つの段で、網目状の格子桟が形成するマス目の
縦方向の寸法が異なるマス目を有し、前記寸法の異なる
マス目が、規則性をもって配置される、ことを特徴とす
る蓄電池用格子体。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄電池用格子体に関
する。 【０００２】 【従来の技術】エキスパンド加工によって製造される蓄
電池用格子体（以下エキスパンド格子とする）は、ロー
タリー式とレシプロ式に大別される。 【０００３】ロータリー式エキスパンド格子は、金属シ
ートの進行方向に沿って、凸状部を有する複数の円盤状
カッターにより、金属シートの表裏両面から金属シート
に切れ目を刻み、その切れ目を交互に凸状に変形させた
後、金属シートの幅方向に展開して製造された蓄電池用
格子体である。このロータリー式エキスパンド格子は、
その製造速度は速いが、展開時に格子体にねじれが生じ
るために、蓄電池としたときの寿命性能に劣るといわれ
る。 【０００４】レシプロ式エキスパンド格子は、間欠移動
する金属シート上で、端部から順にこの金属シートの進
行方向に沿って階段状に配置された複数の上刃を上下動
させることにより、この金属シートに切り込みを入れて
押し広げマス目を網状に形成する電池用格子体である。
このレシプロ式エキスパンド格子は、その製造速度は遅
いが、蓄電池にしたときの寿命性能に優れるといわれ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】エキスパンド格子は、
鋳造格子に比べて生産性に優れるという利点を有する一
方、鋳造格子に比べて剛性が劣っており、蓄電池に使用
したときには、格子腐蝕によって伸びが生じやすいとい
う欠点を有する。この欠点を解消するための１つの方法
として、エキスパンド格子の格子桟が形成する網目状の
マス目を小さくする（以下ファインメッシュと称する）
ことが挙げられる。これによって、エキスパンド格子の
剛性が増し、蓄電池に使用したときの格子腐蝕による伸
びを解消することができる。 【０００６】しかし、ファインメッシュとすると、エキ
スパンド格子自身の質量が増加し、エキスパンド格子に
充填できる活物質の量が少なくなる。エキスパンド格子
自身は蓄電池にしたときには発電に関与する部材ではな
いため、蓄電池の質量が増加し、蓄電池の単位重量あた
りのエネルギー密度が小さくなるという問題がある。 【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、エキスパンド格子の質量増加を抑制する
一方、格子腐蝕に起因するエキスパンド格子の伸びを抑
制するものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になした第１の発明は、金属シートを機械加工すること
により、網目状の格子桟を有する蓄電池用格子体におい
て、少なくとも１つの段で、網目状の格子桟が形成する
マス目の縦方向の寸法が異なるマス目を有し、前記寸法
の異なるマス目が、規則性をもって配置される、ことを
特徴とする蓄電池用格子体である。 【０００９】上記発明において、１つの段とは格子の上
額とほぼ平行な位置関係にあり、マス目の辺ではなく、
マス目の左右の頂点（形状により点でないこともあ
る。）を介して隣接する一連のマス目のことをいう。ま
た、縦方向の寸法とは、マス目の上下の辺、または頂点
間距離のことをいう。 【００１０】 【発明の実施の形態】エキスパンド格子において、少な
くとも１つの段で網目状格子桟が形成するマス目の大き
さ（縦方向の寸法）を変えることにより、マス目の大き
な部分で活物質保持量を増加させる一方、マス目の小さ
い部分でエキスパンド格子の剛性を増加させる。このマ
ス目の大きさの差は（高さの差）は、１つの段におい
て、１０−３０％が好ましい。 【００１１】上述のような、少なくとも１つの段で網目
状格子桟が形成するマス目の大きさ（縦方向の寸法）を
変える方法は、ロータリー式エキスパンド格子と、レシ
プロ式エキスパンド格子で異なる。 【００１２】図１にロータリー式の例を示す。ロータリ
ー式とは合金シート１１の進行方向に沿って千鳥状とな
るよう複数本の互いに平行なスリット１２を刻み、合金
シート幅方向に隣り合うスリット１２により形成された
線部を、合金シート面から表裏両方向に交互に凸状に塑
性変形させ、非スリット部１３で形成される平坦領域
を、前記凸状線部の結節部となるように形成し、この合
金シート１１を幅方向へ展開することにより網目部を形
成し、格子体として用いる蓄電池用格子体の製造方法で
あり、この千鳥状に刻まれるスリットは、図１に例示す
ように、その円周上から等間隔に突出する凸状加工部１
５を有する円盤状のカッター１６を積層したロールを対
向させたロール対に合金シート１１を通過させることに
より形成される。 【００１３】ここで、その円周上から等間隔に突出する
凸状加工部１５を有する円盤状のカッター１６の凸状加
工部１５をすべて同じ形状にせず、凸状加工部１５の高
さ、形状又は幅を変更することにより達成できる。この
ときカッター１６が円盤状であるため、マス目の大きさ
は、そのカッター１６が刻んだ１つの段で一定の規則性
をもって繰り返されることになる。 【００１４】図２に例示するように、レシプロ式とは、
間欠移動する金属シート１上で、端部から順にこの金属
シートの進行方向に沿って階段状４ａに配置された複数
の上刃３を上下動させることにより、この金属シート１
に切り込みを入れて押し広げマス目を網状に形成する方
法である。 【００１５】レシプロ式においては、１つの階段部４ａ
に配された上刃３が１つの段を刻むため、１つの階段部
４ａに金属シートの進行方向に沿って並んだ２枚以上の
刃を備え、これら各段の上刃における刃の形状が、少な
くとも隣接する刃の間で相違させることによって達成す
ることができる。この場合においても、１つの階段部４
ａに取り付けられた複数の上刃３がマス目を形成するた
め、１つの段で一定の規則性をもって配される。 【００１６】本発明によるレシプロ式エキスパンド格子
の例を図３に示す。ロータリー式、レシプロ式のいずれ
の場合でも、エキスパンド格子の伸びを抑制させたい部
分のみに上記加工を施すことができる（図３ハッチング
部Ａ、Ｂ）。また望ましくは、エキスパンド格子のすべ
ての段で上記加工を施すと、エキスパンド格子全体の伸
びを抑制することができる。さらに望ましくはマス目の
小さな部分を、格子上部から格子下部に至るまで、斜め
に連続させる（図３ハッチング部Ｃ）ことによってエキ
スパンド格子の導電性も向上する。 【００１７】 【実施例】従来のマス目の形状が同じであるレシプロ式
エキスパンド格子を使用した鉛蓄電池と、本発明による
すべての段でマス目の大きさの異なるレシプロ式エキス
パンド格子を使用した２０Ａｈ／５ｈＲ−２Ｖの開放型
鉛蓄電池を製造した。このとき、活物質量、電解液比
重、極板枚数等の条件は同じとした。 【００１８】これら２種類の鉛蓄電池を、２５℃気相中
で、放電電流４Ａ、放電終止電圧１．８Ｖ、充電電流２
Ａ、充電電気量は放電電気量の１３０％である充放電サ
イクル寿命試験に供した。 【００１９】試験結果を図４に示す。図から明らかなよ
うに、本発明によるエキスパンド格子を用いた鉛蓄電池
の方が、従来のエキスパンド格子を用いた鉛蓄電池に比
べて約２０％、寿命性能が優れていた。寿命試験終了後
の鉛蓄電池を解体して調査したところ、寿命原因は格子
の伸びに起因する活物質の脱落や、格子の伸びに起因す
る短絡であった。 【００２０】上記実施例はすべての段でマス目の大きさ
を変えたレシプロ式エキスパンド格子を用いたものであ
るが、１段だけマス目の大きさを変えても、従来に比べ
て寿命性能が向上した。また、ロータリー式エキスパン
ド格子を用いても同様の結果が得られた。 【００２１】さらに、鉛蓄電池以外の蓄電池において
も、集電体であるエキスパンド格子が腐蝕するものにつ
いては同様の結果が得られた。 【００２２】 【発明の効果】エキスパンド格子の質量増加を抑制する
一方、格子腐蝕に起因するエキスパンド格子の伸びを抑
制できる。 【００２３】
する。 【０００２】 【従来の技術】エキスパンド加工によって製造される蓄
電池用格子体（以下エキスパンド格子とする）は、ロー
タリー式とレシプロ式に大別される。 【０００３】ロータリー式エキスパンド格子は、金属シ
ートの進行方向に沿って、凸状部を有する複数の円盤状
カッターにより、金属シートの表裏両面から金属シート
に切れ目を刻み、その切れ目を交互に凸状に変形させた
後、金属シートの幅方向に展開して製造された蓄電池用
格子体である。このロータリー式エキスパンド格子は、
その製造速度は速いが、展開時に格子体にねじれが生じ
るために、蓄電池としたときの寿命性能に劣るといわれ
る。 【０００４】レシプロ式エキスパンド格子は、間欠移動
する金属シート上で、端部から順にこの金属シートの進
行方向に沿って階段状に配置された複数の上刃を上下動
させることにより、この金属シートに切り込みを入れて
押し広げマス目を網状に形成する電池用格子体である。
このレシプロ式エキスパンド格子は、その製造速度は遅
いが、蓄電池にしたときの寿命性能に優れるといわれ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】エキスパンド格子は、
鋳造格子に比べて生産性に優れるという利点を有する一
方、鋳造格子に比べて剛性が劣っており、蓄電池に使用
したときには、格子腐蝕によって伸びが生じやすいとい
う欠点を有する。この欠点を解消するための１つの方法
として、エキスパンド格子の格子桟が形成する網目状の
マス目を小さくする（以下ファインメッシュと称する）
ことが挙げられる。これによって、エキスパンド格子の
剛性が増し、蓄電池に使用したときの格子腐蝕による伸
びを解消することができる。 【０００６】しかし、ファインメッシュとすると、エキ
スパンド格子自身の質量が増加し、エキスパンド格子に
充填できる活物質の量が少なくなる。エキスパンド格子
自身は蓄電池にしたときには発電に関与する部材ではな
いため、蓄電池の質量が増加し、蓄電池の単位重量あた
りのエネルギー密度が小さくなるという問題がある。 【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、エキスパンド格子の質量増加を抑制する
一方、格子腐蝕に起因するエキスパンド格子の伸びを抑
制するものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になした第１の発明は、金属シートを機械加工すること
により、網目状の格子桟を有する蓄電池用格子体におい
て、少なくとも１つの段で、網目状の格子桟が形成する
マス目の縦方向の寸法が異なるマス目を有し、前記寸法
の異なるマス目が、規則性をもって配置される、ことを
特徴とする蓄電池用格子体である。 【０００９】上記発明において、１つの段とは格子の上
額とほぼ平行な位置関係にあり、マス目の辺ではなく、
マス目の左右の頂点（形状により点でないこともあ
る。）を介して隣接する一連のマス目のことをいう。ま
た、縦方向の寸法とは、マス目の上下の辺、または頂点
間距離のことをいう。 【００１０】 【発明の実施の形態】エキスパンド格子において、少な
くとも１つの段で網目状格子桟が形成するマス目の大き
さ（縦方向の寸法）を変えることにより、マス目の大き
な部分で活物質保持量を増加させる一方、マス目の小さ
い部分でエキスパンド格子の剛性を増加させる。このマ
ス目の大きさの差は（高さの差）は、１つの段におい
て、１０−３０％が好ましい。 【００１１】上述のような、少なくとも１つの段で網目
状格子桟が形成するマス目の大きさ（縦方向の寸法）を
変える方法は、ロータリー式エキスパンド格子と、レシ
プロ式エキスパンド格子で異なる。 【００１２】図１にロータリー式の例を示す。ロータリ
ー式とは合金シート１１の進行方向に沿って千鳥状とな
るよう複数本の互いに平行なスリット１２を刻み、合金
シート幅方向に隣り合うスリット１２により形成された
線部を、合金シート面から表裏両方向に交互に凸状に塑
性変形させ、非スリット部１３で形成される平坦領域
を、前記凸状線部の結節部となるように形成し、この合
金シート１１を幅方向へ展開することにより網目部を形
成し、格子体として用いる蓄電池用格子体の製造方法で
あり、この千鳥状に刻まれるスリットは、図１に例示す
ように、その円周上から等間隔に突出する凸状加工部１
５を有する円盤状のカッター１６を積層したロールを対
向させたロール対に合金シート１１を通過させることに
より形成される。 【００１３】ここで、その円周上から等間隔に突出する
凸状加工部１５を有する円盤状のカッター１６の凸状加
工部１５をすべて同じ形状にせず、凸状加工部１５の高
さ、形状又は幅を変更することにより達成できる。この
ときカッター１６が円盤状であるため、マス目の大きさ
は、そのカッター１６が刻んだ１つの段で一定の規則性
をもって繰り返されることになる。 【００１４】図２に例示するように、レシプロ式とは、
間欠移動する金属シート１上で、端部から順にこの金属
シートの進行方向に沿って階段状４ａに配置された複数
の上刃３を上下動させることにより、この金属シート１
に切り込みを入れて押し広げマス目を網状に形成する方
法である。 【００１５】レシプロ式においては、１つの階段部４ａ
に配された上刃３が１つの段を刻むため、１つの階段部
４ａに金属シートの進行方向に沿って並んだ２枚以上の
刃を備え、これら各段の上刃における刃の形状が、少な
くとも隣接する刃の間で相違させることによって達成す
ることができる。この場合においても、１つの階段部４
ａに取り付けられた複数の上刃３がマス目を形成するた
め、１つの段で一定の規則性をもって配される。 【００１６】本発明によるレシプロ式エキスパンド格子
の例を図３に示す。ロータリー式、レシプロ式のいずれ
の場合でも、エキスパンド格子の伸びを抑制させたい部
分のみに上記加工を施すことができる（図３ハッチング
部Ａ、Ｂ）。また望ましくは、エキスパンド格子のすべ
ての段で上記加工を施すと、エキスパンド格子全体の伸
びを抑制することができる。さらに望ましくはマス目の
小さな部分を、格子上部から格子下部に至るまで、斜め
に連続させる（図３ハッチング部Ｃ）ことによってエキ
スパンド格子の導電性も向上する。 【００１７】 【実施例】従来のマス目の形状が同じであるレシプロ式
エキスパンド格子を使用した鉛蓄電池と、本発明による
すべての段でマス目の大きさの異なるレシプロ式エキス
パンド格子を使用した２０Ａｈ／５ｈＲ−２Ｖの開放型
鉛蓄電池を製造した。このとき、活物質量、電解液比
重、極板枚数等の条件は同じとした。 【００１８】これら２種類の鉛蓄電池を、２５℃気相中
で、放電電流４Ａ、放電終止電圧１．８Ｖ、充電電流２
Ａ、充電電気量は放電電気量の１３０％である充放電サ
イクル寿命試験に供した。 【００１９】試験結果を図４に示す。図から明らかなよ
うに、本発明によるエキスパンド格子を用いた鉛蓄電池
の方が、従来のエキスパンド格子を用いた鉛蓄電池に比
べて約２０％、寿命性能が優れていた。寿命試験終了後
の鉛蓄電池を解体して調査したところ、寿命原因は格子
の伸びに起因する活物質の脱落や、格子の伸びに起因す
る短絡であった。 【００２０】上記実施例はすべての段でマス目の大きさ
を変えたレシプロ式エキスパンド格子を用いたものであ
るが、１段だけマス目の大きさを変えても、従来に比べ
て寿命性能が向上した。また、ロータリー式エキスパン
ド格子を用いても同様の結果が得られた。 【００２１】さらに、鉛蓄電池以外の蓄電池において
も、集電体であるエキスパンド格子が腐蝕するものにつ
いては同様の結果が得られた。 【００２２】 【発明の効果】エキスパンド格子の質量増加を抑制する
一方、格子腐蝕に起因するエキスパンド格子の伸びを抑
制できる。 【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】 ロータリー式エキスパンド格子の製造法の例
【図２】 レシプロ式エキスパンド格子の製造法の例
【図３】 本発明によるエキスパンド格子の例
【図４】 寿命試験結果
【符号の説明】
１ 金属シート
３ 上刃
４ａ 階段状部
１１ 金属シート
１２ スリット
１３ 非スリット部
１５ 凸状加工部
１６ カッター
Ａ 小さなマス目
Ｂ 大きなマス目
Ｃ 斜めに連続する小さなマス目
フロントページの続き
(72)発明者 小俵 敦史
京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町
１番地 日本電池株式会社内
Ｆターム(参考） 5H017 AA01 CC10 HH03 HH05
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属シートを機械加工することにより、
網目状の格子桟を有する蓄電池用格子体において、 少なくとも１つの段で、網目状の格子桟が形成するマス
目の縦方向の寸法が異なるマス目を有し、 前記寸法の異なるマス目が、規則性をもって配置され
る、 ことを特徴とする蓄電池用格子体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356345A JP2003157855A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 蓄電池用格子体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356345A JP2003157855A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 蓄電池用格子体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003157855A true JP2003157855A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=19167882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356345A Pending JP2003157855A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 蓄電池用格子体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003157855A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013128792A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | パナソニック株式会社 | エキスパンド格子及びその製造方法、それを用いる鉛蓄電池用極板、並びに鉛蓄電池 |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356345A patent/JP2003157855A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013128792A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | パナソニック株式会社 | エキスパンド格子及びその製造方法、それを用いる鉛蓄電池用極板、並びに鉛蓄電池 |
| JP5291272B1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-18 | パナソニック株式会社 | エキスパンド格子及びその製造方法、それを用いる鉛蓄電池用極板、並びに鉛蓄電池 |
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