JP2003257381A - モノブロック式鉛蓄電池 - Google Patents

モノブロック式鉛蓄電池

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JP2003257381A
JP2003257381A JP2002051214A JP2002051214A JP2003257381A JP 2003257381 A JP2003257381 A JP 2003257381A JP 2002051214 A JP2002051214 A JP 2002051214A JP 2002051214 A JP2002051214 A JP 2002051214A JP 2003257381 A JP2003257381 A JP 2003257381A
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JP
Japan
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battery case
electrode plate
ribs
plate group
battery
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JP2002051214A
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English (en)
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Ichiro Shimoura
一朗 下浦
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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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
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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

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 極板群を電槽に挿入する工程において、極板
群が傾いた状態で挿入されたり、電槽の中央の位置から
ズレた状態で挿入されることを防止する。 【解決手段】 モノブロック式鉛蓄電池に用いる電槽隔
壁4の両面と、電槽13の短側面7の内側に、一対の高さ方
向に全長が長いリブ15aと、それらの内側に高さ方向に
全長が短い複数本のリブ15bを設ける。そして、一対の
リブ15aに沿って、極板群12をその底部がリブ15bに当接
するまで電槽13に挿入する。さらに、短いリブ15bの長
さを、極板群12を構成する正極板1の高さ方向の寸法の
6%以上にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モノブロック式鉛
蓄電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】モノブロック式鉛蓄電池は、複数の極板
群が直列に接続された構造をしており、容易に高電圧を
得ることができることや、安価で信頼性が高いという特
徴を有するために、自動車用をはじめとして電気自動車
用、ポータブル機器用などにも幅広く採用されている。
【0003】これらのモノブロック式の鉛蓄電池は、一
般的に図3に示すようにして作製されている。すなわ
ち、ペースト式の正極板1及び負極板2を用い、セパレー
タ3を介して積層した後、それらの耳部を溶接して正極
ストラップ9、負極ストラップ6、負極端子用極柱11等を
形成した極板群12を作製し、該極板群12を電槽13に挿入
した後に溶接等によって直列接続をし、図示されていな
い蓋を付けて密封するものである。
【0004】なお、12V用モノブロック式鉛蓄電池
は、主に2種類の方式で極板群12が溶接されて、直列接
続されている。すなわち、第一の方式として、6個の極
板群12をABS製の電槽13に挿入した後、電槽隔壁4の
上部で隣接する極板群と溶接する「またがり方式」(図
なし)がある。
【0005】第二の方式としては、図3に示すように、
電槽隔壁4の上部にパンチング等によって、あらかじめ
貫通孔10をあけておく。次に、隣接する極板群12のスト
ラップに設けられている溶接用突起16を対向させ、該溶
接用突起16どうしを加圧した状態でこの部分に大電流を
流して、抵抗溶接をする貫通溶接方式である(図4)。
【0006】なお、上記したように貫通溶接方式では、
電槽隔壁4の上部に貫通孔を設け、該貫通孔を挟んで溶
接用突起16を近接させ、抵抗溶接にてセル間を接続する
方法であるため、またがり方式に比べて製造コストが安
価であり、かつ製造タクトを短くできることや、モノブ
ロック式鉛蓄電池の内部抵抗も小さくできるという利点
がある。そこで、貫通溶接方式は自動車用をはじめ、ポ
ータブル機器用のモノブロック式鉛蓄電池などにおいて
も幅広く採用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
極板群12を電槽13に挿入する際において、極板群12が傾
いたり、また電槽13の中央からズレた状態で挿入される
場合が認められた。このような状態では、隣接する極板
群12に形成されている溶接用突起16の位置関係にもズレ
が起こる。そして、この状態で溶接用突起16の部分を貫
通溶接すると、セル間の気密性が低下したり、また溶接
部分の機械的強度が低下するという問題点が認められて
いる。
【0008】この問題点を解決するために、特開平10
-188941号公報では、極板群の姿勢を矯正するた
めのスペーサーを用いる手法が開示されている。しかし
ながら、この手法では製造工程の増加や、部品コストの
増加、極板群の有効体積が減少することによる放電容量
の低下などの問題点が認められている。
【0009】本発明の目的は、極板群をモノブロック式
の電槽に挿入する工程において、極板群が傾いた状態で
挿入されたり、電槽中央の位置からズレた状態で挿入さ
れないようにすることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、電槽隔壁又は電槽の短側面の内側部
分にリブを設けることを特徴とするものである。
【0011】すなわち請求項1の発明は、複数個の極板
群を、複数の電槽隔壁で仕切られた電槽に挿入した後
に、前記電槽隔壁を介して前記極板群のストラップに設
けられている溶接用突起に大電流を流して抵抗溶接を
し、隣接する極板群と直列接続をして作製するモノブロ
ック式鉛蓄電池において、前記電槽隔壁の片面又は両面
に、複数本のリブが設けられていることを特徴とする。
【0012】請求項2の発明は、複数個の極板群を、複
数の電槽隔壁で仕切られた電槽に挿入した後に、前記電
槽隔壁を介して前記極板群のストラップに設けられてい
る溶接用突起に大電流を流して抵抗溶接をし、隣接する
極板群と直列接続をして作製するモノブロック式鉛蓄電
池において、前記電槽隔壁の片面又は両面と、前記電槽
の短側面の内側の一方又は両方に複数本のリブが設けら
れていることを特徴とする。
【0013】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の
モノブロック式鉛蓄電池のリブは、一対の高さ方向に全
長が長いリブと、それらの内側に位置する高さ方向に全
長が短いリブによって構成されていることを特徴とす
る。
【0014】請求項4の発明は、請求項3記載のモノブ
ロック式鉛蓄電池の高さ方向に短いリブの全長は、前記
極板群を構成する正極板の高さ方向の寸法の6%以上で
あることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図1、2、4を用いて詳細に説明する。なお、後述す
る本発明に係わる電槽13を除いて、従来から使用されて
いる材料を用いるとともに、従来の手法で12V-28
Ahのモノブロック式制御弁式鉛蓄電池をそれぞれ10
00個ずつ作成して実験した。
【0016】すなわち、正極板の寸法は、厚みが3.5
mm×幅が110mm×高さが115mmとし、負極板
の寸法は、厚みが2mm×幅が110mm×高さが11
5mmのものを用いた。
【0017】図2に示すように、ペースト式の正極板1
と負極板2とを用い、リテーナとして使用するセパレー
タ3を介して積層した後、それぞれの耳部をキャストオ
ン溶接して正極ストラップ9、負極ストラップ6、溶接用
突起16等を有する極板群12を作製する。
【0018】電槽13は、ポリプロピレン樹脂を成形して
作成した後、電槽隔壁4の上部にはあらかじめパンチン
グによって貫通孔10をあけておく(図2)。なお、後述
するように、本発明品として、電槽隔壁4の両面と電槽1
3の短側面の内側には、複数本のリブ15を設けたものを
使用した。
【0019】キャストオン溶接によって作製した極板群
12を電槽13に挿入し、電槽隔壁4を介して隣接する極板
群12のストラップに形成した溶接用突起16を対向させる
(図4)。そして、溶接用突起16に、図示されていない
抵抗溶接用の電極を当てて、加圧した状態で大電流を流
して貫通溶接をした。そして、隣接する溶接用突起16間
にどの程度のズレがあるかを測定した。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
【0021】(実施例1)本発明に係わる実施例1で
は、電槽隔壁4の両面と電槽13の短側面7の内側に、幅が
1mm×高さが1mm×全長が120mmで、高さ方向
に全長が長い一対のリブ15aと、それらの内側に幅が1
mm×高さが1mm×全長が2mmで、高さ方向に全長
が短い5本のリブ15bとを設けた。すなわち、本発明品
のモノブロック式鉛蓄電池用の電槽13は、電槽隔壁4又
は電槽4の短側面7の内側に高さ方向の異なる2種類のリ
ブ15a、15bが設けられていることを特徴としている。
【0022】なお、リブ15aは、それらの間に極板群12
が収まるように一対が設けられている。この一対のリブ
15aに沿って、極板群12をその底部がリブ15bに当接する
まで挿入することによって、挿入時における極板群12の
左右の位置ズレを防止することができる。
【0023】また、電槽隔壁4の下部に設けた5本のリ
ブ15bを設けることによって、極板群12の挿入を一定の
位置で停止させることができる。すなわち、図1に示さ
れているような5本のリブ15bによって、極板群12の挿
入時において、電槽の底面から一定の深さに揃えること
ができ、隙間を生じさせることができる。なお、実施例
1では、リブ15bの高さを2mmとし、該リブ15bの高さ
方向の寸法を正極板の高さ(115mm)の約2%にし
た。
【0024】(比較例)比較例として、電槽隔壁4や電
槽13の短側面の内側に、リブ15a,bを有しない従来から
使用されている電槽13を用いてモノブロック式鉛蓄電池
を作製した(図3)。そして、極板群12を、その下部が
電槽13の底面と接触するまで挿入した。なお、使用した
電極板の寸法や、モノブロック式鉛蓄電池の作製条件等
は上記した実施例1と同一である。
【0025】上記した実施例1と比較例とについて、1
000個のモノブロック式鉛蓄電池を作製し、電槽隔壁
4を介して隣接する溶接用突起16が0.4mm以上ズレ
ているものが何箇所あるかについて測定した結果を表1
に示す。従来から使用されているモノブロック式鉛蓄電
池(比較例)では、13箇所のズレが確認されたが、本発
明に係わるモノブロック式鉛蓄電池(実施例1)ではズ
レが確認されずに良好な結果が得られた。
【0026】
【表1】
【0027】(実施例2〜5)実施例2〜5において、
リブ15bの高さ方向の全長を4.5〜12mmとし、該
リブ15bの高さを正極板の高さ(115mm)の約4〜
10%にして実験した。そして、上記した実施例1と同
様に12V-28Ahのモノブロック式鉛蓄電池を作製
してトリクル寿命試験を行った。
【0028】トリクル充電試験は、モノブロック式鉛蓄
電池を周囲温度が60℃の雰囲気中に設置し、充電電圧
が2.275V/セルの定電圧で連続的に充電をする。
そして、1ヶ月毎に、モノブロック式の制御弁式鉛蓄電
池を25℃まで冷却させた後に、0.25CAにて1.
7V/セルまで放電して容量確認を行い、初期の放電容
量の50%以下となった時点を寿命とした。
【0029】表2に、トリクル寿命試験結果を示す。表
2より、本発明に係わるリブ15bを用いたモノブロック
式鉛蓄電池は、寿命が長いことがわかる。加えて、リブ
15bの全長を調節することによって、リブ15bの全長を正
極板の高さ方向寸法の6%以上にすると、モノブロック
式の制御弁式鉛蓄電池の寿命をさらに向上させることが
できる。
【0030】寿命試験後の解体調査によって、本発明に
係わるモノブロック式の制御弁式鉛蓄電池に用いた正極
板は、下方向(電槽13の底面方向)にも延びが認められ
ており、上方に位置する正極ストラップ9には、ほとん
ど変形が認められなかった。
【0031】一方、比較例のように極板群12の下部と電
槽13の底面が接触している状態では、4ヶ月と短期間で
寿命となっている。寿命試験後の解体調査によって、比
較例では正極板の上方向への延びが大きいことも認めら
れ、それに伴って正極ストラップ9も変形しており、セ
ル間の気密性も低下していた。
【0032】
【表2】
【0033】
【発明の効果】上述したように本発明を用いると、極板
群を電槽に挿入する工程において傾いた状態で挿入され
たり、電槽の中央の位置からズレた状態で挿入されない
ようにすることができる。加えて、本発明に係わるモノ
ブロック式鉛蓄電池は、トリクル寿命を延ばすことがで
きるために、その工業的価値は非常に大きいものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明品に係わる電槽隔壁の概略図である。
【図2】本発明品に係わる電槽を用いた場合の極板群挿
入工程の概略図である。
【図3】従来の電槽を用いた場合の極板群挿入工程の概
略図である。
【図4】貫通溶接方式を用いたモノブロック式鉛蓄電池
の要部概略図である。
【符号の説明】
1:正極板、2:負極板、3:セパレータ、4:電槽隔
壁、5:負極耳部、6:負極ストラップ、7:短側面、
8:正極耳部、9:正極ストラップ、10:貫通孔、1
1:負極端子用極柱、12:極板群、13:電槽、1
5:リブ、15a:リブ、15b:リブ、16:溶接用
突起

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の極板群を、複数の電槽隔壁で仕
    切られた電槽に挿入した後に、前記電槽隔壁を介して前
    記極板群のストラップに設けられている溶接用突起に大
    電流を流して抵抗溶接をし、隣接する極板群と直列接続
    をして作製するモノブロック式鉛蓄電池において、前記
    電槽隔壁の片面又は両面に、複数本のリブが設けられて
    いることを特徴とするモノブロック式鉛蓄電池。
  2. 【請求項2】 複数個の極板群を、複数の電槽隔壁で仕
    切られた電槽に挿入した後に、前記電槽隔壁を介して前
    記極板群のストラップに設けられている溶接用突起に大
    電流を流して抵抗溶接をし、隣接する極板群と直列接続
    をして作製するモノブロック式鉛蓄電池において、前記
    電槽隔壁の片面又は両面と、前記電槽の短側面の内側の
    一方又は両方に複数本のリブが設けられていることを特
    徴とするモノブロック式鉛蓄電池。
  3. 【請求項3】 前記リブは、一対の高さ方向に全長が長
    いリブと、それらの内側に位置する高さ方向に全長が短
    いリブによって構成されていることを特徴とする請求項
    1又は2記載のモノブロック式鉛蓄電池。
  4. 【請求項4】 前記高さ方向に短いリブの全長は、前記
    極板群を構成する正極板の高さ方向の寸法の6%以上で
    あることを特徴とする請求項3に記載のモノブロック式
    鉛蓄電池。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3379596A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Secondary battery, battery pack, and vehicle
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