JP2003168439A - 鉛蓄電池用のエキスパンド格子体及び正極板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命で急速放電特性に優れた鉛蓄電池を提
供する。 【解決手段】 非展開部2が、左右の両端とその内側に
複数本存在するようにエキスパンド格子体1を形成す
る。そして、内側に位置する複数本の非展開部2の一つ
を耳部3として使用し、該耳部3を他の非展開部2よりも
幅広にする。このように作製したエキスパンド格子体1
に、活物質ペーストを充填して正極板を作成して鉛蓄電
池に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、鉛合金シートに設
けた多数の切れ目を展開して形成した展開部（エキスパ
ンド部）を有する、鉛蓄電池用のエキスパンド格子体及
び正極板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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、停電時のバックアップ電源として広
く使用されている。最近、これらの鉛蓄電池のメンテナ
ンスフリー化の要求が強く、この要求に対応するため、
電極板の集電体として用いられる格子体の材質に、鉛-
カルシウム系合金が使用されている。

【０００３】なお、バックアップ電源として使用する鉛
蓄電池は、トリクル充電により通常は充電状態で待機し
ており、停電時には放電をするものである。この用途に
おける鉛蓄電池の主な寿命原因は、正極板に用いられる
集電体の酸化腐食による抵抗の増加と、体積膨張による
活物質ペーストの剥離である。

【０００４】すなわち、鉛蓄電池の長寿命化を図るため
には、集電体の耐蝕性の向上が必要である。そこで、集
電体を形成する合金の組成を最適化し、耐蝕性の向上を
図る試みが図られてきた。しかしながら、充分な効果が
得られていないのが現状である。

【０００５】集電体の製造方法としては、鋳型に溶融し
た鉛を流し込んで作る鋳造方式と、鉛合金シートに多数
の切れ目を入れて展開加工して作成するエキスパンド方
式とがある。

【０００６】このうちエキスパンド方式は、鉛合金シー
トの状態から、エキスパンド加工して、そのまま活物質
ペーストを充填する工程に移行できるために、連続生産
に向いている。

【０００７】従来から使用されているエキスパンド格子
体1は、図３に示すように、上部に鉛合金シートに切れ
目を入れない非展開部2を横向きに設け、この非展開部2
の上部の１か所には耳部3を突設し、この非展開部2の下
部には鉛合金シートに横向きに設けた多数の切れ目4を
縦向きに展開して展開部5を設けた構造であった。そし
て、このエキスパンド格子体1に活物質ペーストの充填
を行い、電極板を製造していた。

【０００８】しかしながら、このような構造のエキスパ
ンド格子体1では、展開部5の左右の両端に上下方向の枠
骨がないために、使用中に上下の展開方向に展開部5が
伸びやすいという問題点があった。そして、この問題点
は、縦長のエキスパンド格子体に使用した場合ほどその
影響が大であった。

【０００９】これを改善するために、図２に示すよう
に、鉛合金シートに切れ目を入れない非展開部を縦向き
に連続して形成して耳部3とし、切れ目を縦向きに多数
入れた後に、これを横方向に展開して展開部5を形成し
たエキスパンド格子体1も提案されている。

【００１０】図２に示すようなエキスパンド格子体1
は、縦向きに連続した耳部3の存在があるために、耳部3
のある左端では縦方向の伸びを抑制することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
ようなエキスパンド格子体1は、耳部3のない右端には非
展開部が存在しない構造である。したがって、右端では
展開部5の縦方向の伸びを抑制できず、大幅な寿命向上
が図れないという問題点があった。

【００１２】さらに、図２に示すような構造のエキスパ
ンド格子体1では、耳部3が展開部5の左端にあるため
に、集電効率が悪く、高率放電特性が充分でないという
問題点もあった。

【００１３】本発明の目的は、長寿命で高率放電特性の
優れた鉛蓄電池用のエキスパンド格子体及び正極板を提
供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉛合金シート
に縦向きに設けた多数の切れ目が横向きに展開されて形
成されている展開部と、非展開部とを有する鉛蓄電池用
のエキスパンド格子体及びそれを用いた正極板にかかわ
るものである。そして、１枚の鉛蓄電池用のエキスパン
ド格子体に、上下方向に複数の非展開部を両端とその内
側に設けるものである。そして、内側に設けた非展開部
のうちの一つを集電部である耳部として用いるものであ
る。

【００１５】すなわち、請求項１の発明は、鉛合金シー
トに縦向きに設けた多数の切れ目が、横向きに展開され
て形成されている展開部と、前記鉛合金シートに切れ目
を入れない縦向きに連続してなる非展開部から構成され
ている鉛蓄電池用のエキスパンド格子体であって、前記
非展開部は、前記鉛蓄電池用エキスパンド格子体の左右
の両端と、その内側に複数本存在しており、前記内側に
位置する複数本の非展開部のうちの一つを、集電用の耳
部として使用することを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、前記耳部の幅は、他の
内側に位置する非展開部よりも幅広であることを特徴と
する。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
の鉛蓄電池用のエキスパンド格子体に活物質ペーストが
充填されている鉛蓄電池用の正極板であることを特徴と
する。

【００１８】このようなエキスパンド格子体及び、それ
に活物質ペーストを充填した正極板を用いることによ
り、長寿命で高率放電特性の優れた鉛蓄電池を得ること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わるエキスパン
ド格子体1の正面図である。本発明に係わるエキスパン
ド格子体1は、上下方向に４本の切れ目4を入れない部分
（非展開部2、耳部4）を形成した場合の一実施例を示し
ている。

【００２０】すなわち、鉛合金シートの部分に、あらか
じめ縦向きに多数の切れ目と切れ目のない部分とを交互
に作る。かかる状態で、鉛合金シートをその左右方向、
即ち横方向に引っ張ると、各切れ目が横向きに展開され
て展開部5と、非展開部2又は耳部3がそれぞれ形成され
る。

【００２１】そして、内側に位置する非展開部2のうち
の１本を、特別に集電用の耳部3として用い、他の３本
は非展開部2としてそのまま残しておくものである。な
お、非展開部2のうちで２本は左右の両端に位置してお
り、残りの１本はそれらの内側に位置するようにした
(図１)。

【００２２】なお、本発明に係わるエキスパンド格子体
1では、耳部3として用いる部分の幅を、非展開部2とし
てそのまま残しておくものに比べて幅広の状態にした
（図１）。耳部3を他の非展開部2よりも幅広にすること
によって、後工程における溶接が容易になるという特徴
や、集電性能が向上するという特徴がある。

【００２３】図１に示す本発明に係わるエキスパンド格
子体1は、耳部3が略中央付近にあるため、左右の対称性
に優れて、図２に示した場合に比べて集電効率を向上さ
せることができる。また、上下方向に複数の非展開部2
を有しており、集電効率をさらに向上させることができ
るとともに、上下方向（縦方向）の伸びを抑制させるこ
とができる。

【００２４】

【実施例】正極用集電体としての制御弁式鉛蓄電池用の
エキスパンド格子体1には、従来から使用されている、
組成がＣａ：0.06質量％、Ｓｎ：1.2 質量％、残部がＰ
ｂからなる鉛合金シートを用いた。

【００２５】［従来品］従来品のエキスパンド格子体1
として、図３に示す構造のものを用いた。

【００２６】［比較品］比較品のエキスパンド格子体1
として、図２に示す左端に耳部3を有する構造のものを
用いた。

【００２７】［本発明品］本発明に係わるエキスパンド
格子体1として、図１に示すように耳部3が内側に存在
し、両端とその内側にも非展開部2を有する構造のもの
を用いた。

【００２８】これら３種類のエキスパンド格子体1の寸
法は、高さが２４０ ｍｍ×幅が１４０ ｍｍ×厚みが４
ｍｍである。

【００２９】そして、これらエキスパンド格子体1に、
従来の手法で活物質ペーストを充填し、熟成して未化成
の正極板を得た。すなわち、一酸化鉛を主成分とする粉
末に水と希硫酸を添加して活物質ペーストを作製して、
エキスパンド格子体1に充填する。その後に、複数枚の
電極板を重ねて、温度４０℃、湿度９５％以上の環境下
で４０時間熟成し、次いで６０℃で乾燥して未化成の正
極板を得た。

【００３０】これら３種類の正極板と、従来から使用し
ている厚みが２．５ ｍｍの負極板を用いて、制御弁式
鉛蓄電池を作製した。すなわち、セル構成として正極板
が４枚、負極板が５枚とし、各正極板の両面に厚みが３
ｍｍのリテーナを配置して積層し、それぞれの電極板の
耳部3を溶接して極板群を構成し、この極板群を電槽内
に配置して１０時間率放電容量が１００Ａｈの制御弁式
鉛蓄電池を作成した。

【００３１】これらの制御弁式鉛蓄電池について、１Ｃ
Ａで初期の放電容量を測定した後に、寿命試験をした。
制御弁式鉛蓄電池の寿命は、高温加速寿命試験で評価し
た。すなわち、周囲温度が６０℃の雰囲気中で、２．２
３Ｖ／セルの定電圧で連続過充電をし、６０日ごとに、
２５℃の雰囲気中に制御弁式鉛蓄電池を放置して冷却す
る。その後、１ＣＡ放電による高率放電容量を測定し
て、初期の放電容量の５０％になった時点を寿命と判定
した。

【００３２】これらの試験結果を、表１に示す。初期に
おける１ＣＡでの放電時間及び寿命性能ともに本発明品
が優れていることがわかる。

【００３３】

【表１】

【００３４】上述した実施例では、本発明に係わるエキ
スパンド格子体を制御弁式鉛蓄電池の正極板に使用した
例を示したが、これを液式の鉛蓄電池に使用した場合で
も同様の良好な結果を示した。

【００３５】また、上記した実施例では、非展開部2と
してエキスパンド格子体の左右両端の２本と、その内側
に複数本有すれば、図１に示すよりもその数が多くても
問題がないことは言うまでもない。

【００３６】

【発明の効果】上述したように本発明係わるエキスパン
ド格子体を用いると、長寿命で急速放電特性が優れた鉛
蓄電池を提供することができるために、工業上きわめて
優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるエキスパンド格子体の正面概略
図である。

【図２】比較例として用いたエキスパンド格子体の正面
概略図である。

【図３】従来から使用していたエキスパンド格子体の正
面概略図である。

【符号の説明】

１：エキスパンド格子体、２：非展開部、３：耳部、
４：切れ目、５：展開部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛合金シートに縦向きに設けた多数の切
   れ目が、横向きに展開されて形成されている展開部と、
   前記鉛合金シートに切れ目を入れない縦向きに連続して
   なる非展開部から構成されている鉛蓄電池用のエキスパ
   ンド格子体であって、前記非展開部は、前記鉛蓄電池用
   エキスパンド格子体の左右の両端と、その内側に複数本
   存在しており、前記内側に位置する複数本の非展開部の
   うちの一つを、集電用の耳部として使用することを特徴
   とする鉛蓄電池用のエキスパンド格子体。
2. 【請求項２】 前記耳部の幅は、他の内側に位置する非
   展開部よりも幅広であることを特徴とする請求項１記載
   の鉛蓄電池用のエキスパンド格子体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の鉛蓄電池用のエ
   キスパンド格子体に、活物質ペーストが充填されている
   ことを特徴とする鉛蓄電池用の正極板。