JP2003163008A - 鉛蓄電池 - Google Patents

鉛蓄電池

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JP2003163008A
JP2003163008A JP2001359891A JP2001359891A JP2003163008A JP 2003163008 A JP2003163008 A JP 2003163008A JP 2001359891 A JP2001359891 A JP 2001359891A JP 2001359891 A JP2001359891 A JP 2001359891A JP 2003163008 A JP2003163008 A JP 2003163008A
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JP
Japan
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grid
lattice
width
storage battery
lead storage
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JP2001359891A
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English (en)
Inventor
Sanehiro Oda
小田  修弘
Akihiro Takeuchi
昭裕 竹内
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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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    • 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)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極板群をキャスト・オン・ストラップ法で製
造しても、格子変形が生じにくく、過充電寿命性能に優
れる鉛蓄電池を提供する。 【解決手段】 上額と、前記上額に設けられた集電耳
と、前記上額の幅広部分であり前記集電耳に連なる補強
部と、を備えたエキスパンド格子よりなる鉛蓄電池にお
いて、前記集電耳の幅をxとし、前記補強部の開始点か
ら集電耳までの距離をyとし、前記上額につながる格子
桟のマス目の幅をz1とし、前記上額につながる格子桟
の結節部の長さをz2とし、z1+z2=zとしたとき
に、z<x+y≦2zの関係を満足することを特徴とす
る鉛蓄電池。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に関する。 【0002】 【従来の技術】鉛蓄電池にエキスパンド格子を用いるこ
とは周知の事実である。鉛蓄電池にエキスパンド格子を
用いる利点として、格子の薄型化、軽量化、生産性の向
上が挙げられる。 【0003】エキスパンド格子には、鉛シートに多数の
切り込みを入れて両側から引っ張ることによりこの切り
込みを開いてマス目を形成するロータリー方式のもの
と、鉛シートを間欠移動させながら上刃によって切り込
みを入れ押し広げることにより順にマス目を形成するレ
シプロ方式のものとがある。 【0004】一般に、ロータリー方式は生産性に優れる
がエキスパンド格子に展開するときの格子交点(結節
部)のねじれにより格子の強度や耐食性が比較的弱く、
レシプロ式は生産性に劣るが格子の強度や耐食性が強い
と言われる。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】近年、エキスパンド格
子が容量10Ah程度以下の、いわゆる小型鉛蓄電池に
も適用されるようになってきた。この目的の1つは、格
子を薄型化することによって、セル室に収納できる極板
枚数を増やす、すなわち、セル室内の極板表面積を増加
させて、高率放電性能を向上させることである。別の目
的は、格子を軽量化し、その軽量化した分だけ発電に関
与する活物質を増量して、放電容量を増加させることで
ある。 【0006】小型鉛蓄電池は、前述した通り、そのほと
んどの容量が10Ah程度以下であり、大きさも自動車
用の鉛蓄電池に比べて小さくなっている。そのため、小
型鉛蓄電池に使用される格子は小さく、エキスパンド格
子のマス目を小さくした、いわゆるファインメッシュを
使用すると、エキスパンド格子の重量が増加し、エキス
パンド格子を用いる利点である軽量化ができなくなる。
一方、必要以上にマス目を大きくすると、特にエキスパ
ンド格子の左右両端部の活物質保持性能が低下し、鉛蓄
電池性能に悪影響を与える。 【0007】さらに通常エキスパンド格子は、網目状部
の展開加工をした後に、非展開部分を切断加工して格子
耳部を形成し、その後所定幅に切断される。このため、
網目状部の配置は、エキスパンド格子毎に異なるのが通
常である。 【0008】このようなエキスパンド格子を用いた極板
群を、キャスト・オン・ストラップ法(所定のストラッ
プ形状の鋳型に、極板群の耳部を挿入し、鋳型に溶融鉛
を投入することによってストラップを形成する方法)に
てストラップの形成の際に、鋳型から取り外すときの引
っ張り力によってエキスパンド格子の耳部近傍の桟や上
額が変形するという問題がある。 【0009】上額の変形に対しては、前記上額の幅広部
分であり前記集電耳に連なる補強部を設けることで対応
が可能であるが、上額全体の幅を広くすると重量が重く
なり、小型鉛蓄電池にエキスパンド格子を用いる利点が
低減される。そこで、一般的には、格子上額に比較的幅
が狭い部分と、格子耳に連なる前記上額の幅よりも広い
補強部とを有するエキスパンド格子が用いられることが
多い。この場合も格子重量の増加を抑制するために、補
強部は目的の部分だけを幅広とすることが望ましい。 【0010】本発明は、鉛蓄電池において、極板群をキ
ャスト・オン・ストラップ法で製造しても、格子変形が
生じにくく、過充電寿命性能に優れる鉛蓄電池を提供す
るものである。 【0011】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になした発明は、上額と、前記上額に設けられた集電耳
と、前記上額の幅広部分であり前記集電耳に連なる補強
部と、を備えたエキスパンド格子よりなる鉛蓄電池にお
いて、前記集電耳の幅をxとし、前記補強部の開始点か
ら集電耳までの距離をyとし、前記上額につながる格子
桟のマス目の幅をz1とし、前記上額につながる格子桟
の結節部の長さをz2とし、z1+z2=zとしたとき
に、z<x+y≦2zの関係を満足することを特徴とす
る鉛蓄電池である。 【0012】 【発明の実施の形態】本発明によるエキスパンド格子
(レシプロ式の場合)の例を図1に示す。図中のHが格
子高さであり、図中のWが格子幅である。このエキスパ
ンド格子は上額11と下額12との間の複数の桟13に
よって、複数のマス目14が形成される。上額11には
補強部16(18は補強部の開始点)が形成される。こ
こで、集電耳の幅をxとし、前記補強部の開始点から集
電耳までの距離をyとし、前記上額につながる格子桟の
マス目の幅z1とし、前記上額につながる格子桟の結節
部の長さz2とし、z1+z2=zとする。 【0013】図1のx、yで示す、耳部の外側の端17
と補強部の開始点18との下側の領域に、上額11に繋
がる桟13の結節部の長さz2とマス目14の幅z1と
の和zがz<x+y≦2zであることが本発明の特徴で
ある。この場合、図1のx、yで示す、耳部の外側の端
17と補強部の開始点18との下側の領域に、桟13と
上額11との接点が通常3点、最大の場合4点(x+y
=2zの関係を満足し、かつ、桟13と上額11との接
点が耳部の外側の端17の下側に存在する場合)あるこ
とになる。 【0014】前述の通り、鉛蓄電池に使用するエキスパ
ンド格子は、キャスト・オン・ストラップ法でストラッ
プを形成すると、鋳型からストラップをはずすときに、
格子耳部15周辺に変形を生じることが多かった。その
ために補強部16を設けても、変形する場合があった
が、耳部の外側の端17と補強部の開始点18との下側
の領域に、上額11と桟13との接点を3点以上とする
と、変形が著しく少なくなることを見出したものであ
る。当然、上額11と桟13との接点を5点以上とすれ
ばその効果はさらに向上するであろうが、小型鉛蓄電池
用のエキスパンド格子をファインメッシュにすると、小
型鉛蓄電池にエキスパンド格子を適用する利点が低減さ
れるので、変形防止の観点からは、桟13と上額11と
の接点は3点(最大4点)で充分である。 【0015】なお、小型鉛蓄電池に使用するエキスパン
ド格子については、強度の強いレシプロ式エキスパンド
格子が望ましいが、ロータリー式エキスパンド格子を使
用しても弊害はない。 【0016】 【実施例】使用したエキスパンド格子は図1と同様の形
状であり、その高さHは72mm、その幅Wは44mm
である。格子耳部の外側の一端(図1、17)は格子左
端から1.3mm離れた位置にあり、格子幅の10%以
内の位置にある。格子耳の幅は4mm、補強部の開始点
18は図の左端から18mmの位置にある。上額11の
最も細い部分の幅は3mmで、下額の幅は1.5mmで
ある。 【0017】この格子のマス目の大きさを変えて、各種
格子を作成し、常法によって正負極活物質を充填して正
負極板とし、これら正極板3枚と、負極板4枚とを、セ
パレータを介して極板群とし、キャスト・オン・ストラ
ップ法によってストラップを構成した。 【0018】(実施例1)ここで、図1の格子耳の外側
の一端17から補強部の開始点18までの範囲(x+y
の範囲)に端を発する桟13の本数によって、ストラッ
プ製造後、鋳型から取り出すときの変形について調査し
た。図1の格子耳側の高さHが、1mm以上伸びている
ときは変形ありと判定し、1mm未満の場合は変形なし
と判定する条件によって、試験数に対する変形率を求め
た。試験結果を表1に示す。 【0019】 【表1】 【0020】このように、範囲(x+y)に端を発する
桟13の数が3本以上になると、変形率が著しく減少し
た。しかし、桟13の数を4本にした場合、格子重量が
同寸法の鋳造格子とほぼ等しくなって、エキスパンド格
子を使用する利点がなくなった。 【0021】(実施例2)次に、格子マス目の大きさ
と、格子上額11の補強部の開始点18の位置をかえ
て、いずれ場合も範囲(x+y)に端を発する桟13の
数を3本とした格子を作製した。これらの格子を使用し
て鉛蓄電池を製造した場合、表1と同様に、いずれの場
合もストラップ製造時の変形率は1%未満であったが、
鉛蓄電池として過充電寿命試験に供したところ、格子上
額11の補強部の開始点18の位置が中心より右側にあ
る格子を使用した鉛蓄電池は早期に短絡によって寿命と
なった。これは、格子上額11の上端と、異極性のスト
ラップとの間が狭くなったことに起因していた。 【0022】上述の他、格子の各種寸法、格子マス目の
大きさ、補強部の開始点の位置等ほ変更した格子につい
て、ストラップ製造時の変形量と、鉛蓄電池としたとき
の過充電寿命性能とを評価したが、いずれの場合も実施
例1、実施例2の結果と同様であった。 【0023】 【発明の効果】本発明により、小型鉛蓄電池で、極板群
をキャスト・オン・ストラップ法で製造しても、格子変
形が生じにくく、過充電寿命性能に優れる鉛蓄電池を提
供できるようになる。 【0024】
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明によるエキスパンド格子 【符号の説明】 11 格子上額 12 格子下額 13 桟 14 マス目 15 格子耳 16 補強部 17 格子耳の外側の一端 18 補強部の開始点 H 格子高さ W 格子幅 x 格子耳の幅 y 補強部の幅 z1 上額につながる格子マス目の幅 z2 上額につながる結節部の長さ z z1とz2との和

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 上額と、前記上額に設けられた集電耳
    と、前記上額の幅広部分であり前記集電耳に連なる補強
    部と、を備えたエキスパンド格子よりなる鉛蓄電池にお
    いて、 前記集電耳の幅をxとし、 前記補強部の開始点から集電耳までの距離をyとし、 前記上額につながる格子桟のマス目の幅をz1とし、前
    記上額につながる格子桟の結節部の長さをz2とし、z
    1+z2=zとしたときに、 z<x+y≦2zの関係を満足することを特徴とする鉛
    蓄電池。
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