JP2003346738A - 蓄電池 - Google Patents

蓄電池

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JP2003346738A
JP2003346738A JP2002150313A JP2002150313A JP2003346738A JP 2003346738 A JP2003346738 A JP 2003346738A JP 2002150313 A JP2002150313 A JP 2002150313A JP 2002150313 A JP2002150313 A JP 2002150313A JP 2003346738 A JP2003346738 A JP 2003346738A
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JP
Japan
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electrode plate
battery
battery case
storage battery
positive electrode
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JP2002150313A
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English (en)
Inventor
Isao Imon
勲 井門
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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
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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
    • 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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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電槽底部に極板群を載置するためのリブを設
けた蓄電池において、電槽底部の破損を抑制し、信頼性
に優れた蓄電池を提供すること。 【解決手段】 セパレータ22を介して正極板21と負
極板23とを積層した極板群24を電槽25に収納し、
正極板21と負極板23の少なくともいずれか一方の極
板底部に足部26を備え、この電槽25の底面27に足
部26を載置するために極板積層方向にリブ28を備え
た蓄電池において、極板面と対向する電槽25の内側面
とリブ28の端部28aとの間に非連続部30を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄電池の構造、特に
極板群を収納する電槽の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、バックアップ電源用として制
御弁式鉛蓄電池が用いられてきている。このような蓄電
池の構造としては正極板と負極板とをセパレータを介し
て積層し、同極性の極板の耳部同士を集合溶接してスト
ラップ部を形成した極板群を電槽に収納したものが広く
使用されている。
【0003】このような蓄電池を使用し続けると、正極
活物質同士の結合性が低下して正極活物質が格子体から
脱落したり、正極板の格子体が酸化腐食を受け膨張変形
することがある。従って、脱落活物質による正極−負極
間の短絡や変形した格子体が電槽と干渉することを防止
するために、極板の下部に足部を設けることにより、極
板と電槽間に空間を設けることが行われている。
【0004】また、極板の変形による応力がこの足部を
介して電槽底部を圧迫するため、図2に示したように正
極板1aまたは負極板1bの足部2に対応した補強用の
リブ3を電槽4の底部に設け、極板群5がこのリブ3上
に載置した構造を有している。
【0005】このようなリブ3は従来から電槽4の側壁
6同士が接合した構造に設けられていた。一方、蓄電池
の使用中に電池内圧が上昇した場合に、側壁6が電槽4
の外側方向に膨らむ結果、リブ3と側壁6との交点部7
に応力が集中し、この交点部7で亀裂が発生し、電槽4
が破損するという課題があった。
【0006】また、このような課題は特に極板面積が大
きい、100Ah程度の大容量の蓄電池、とりわけ、極
板幅寸法に対する極板高さ寸法の比率が1.5を超える
ような縦長形状の極板を用いた蓄電池に顕著である。
【0007】また、このような幅寸法が100mm、高
さ寸法が150mmを超えるような極板の撓みを抑制す
るために、格子体の強度を増加させることが必要であ
る。格子体の強度を増加させるためには、例えば図3に
示したような格子体8の周囲に形成した枠骨9の断面
積、もしくはその内部に形成した子骨10の断面積を増
加させる。子骨10の断面積を増加させることにより、
格子体8の集電効率は向上するものの、活物質の充填体
積が減少するために蓄電池容量は低下する。特に大型の
鉛蓄電池で放電電圧特性よりも放電持続時間を重視する
場合には、子骨10の断面積を増加させずに活物質量を
確保する。このような場合には格子体強度を確保するた
めに枠骨9の断面積を増加させる必要がある。その結
果、枠骨9の断面積が子骨10の断面積よりも大きくな
る。
【0008】一方、正極格子体は蓄電池の使用中に酸化
して体積膨張する。特に枠骨9の断面積を子骨10の断
面積よりも大きく設定した場合、子骨10の体積膨張に
よっても枠骨9自体は変形が抑制されるので、小骨10
は格子体8の厚み方向に湾曲変形する。この湾曲によっ
て電槽の側壁6が電槽の外側方向へ変形する。その結
果、交点部7にさらに応力が集中し、電槽破損が発生し
やすくなるといった課題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記したよ
うな電槽底部に極板群を載置するためのリブを設けた蓄
電池において、電槽底部の破損を抑制し、信頼性に優れ
た蓄電池を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明の請求項1記載に係る発明は、セパレー
タを介して正極板と負極板とを積層した極板群を電解液
と共に電槽に収納した蓄電池において、前記正極板と負
極板の少なくともいずれか一方の極板底部に足部を設
け、前記電槽の底面に前記足部を載置するために極板の
積層方向にリブを備え、前記極板面と対向する電槽の内
側面と前記リブとの間に局部的に肉厚部を有する非連続
部を設ける構成とした蓄電池を示すものである。
【0011】また、本発明の請求項2記載に係る発明
は、請求項1記載の構成を備えた蓄電池において、正極
板および負極板の幅寸法が少なくとも100mm以上で
かつ幅寸法に対する前記正極板および前記負極板の高さ
寸法の比率が1.5以上である蓄電池を示すものであ
る。
【0012】さらに、本発明の請求項3記載に係る発明
は、請求項1もしくは請求項2に記載の構成を備えた蓄
電池において、正極板は枠骨をその全周に有する鉛合金
格子体を備え、前記枠骨内に設けた子骨の断面積が少な
くとも枠骨の断面積未満である構成を示すものである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の目的は、各請求項に記載
した構成を実施の形態とすることにより達成することが
できるのであるが、以下には本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して作用と共に記載する。
【0014】図1は本発明の実施の形態による蓄電池の
要部を示す図である。正極板21,セパレータ22およ
び負極板23で構成された極板群24が電槽25に収納
されている。
【0015】正極板21および負極板23の下部には足
部26が設けられている。この足部26に対応して電槽
25の底面27にはリブ28が設けられている。リブ2
8の端部28aと正極板21,負極板23等の極板面に
対向する電槽25の側壁29との間に非連続部30を設
ける。
【0016】このような本発明の構成により、電槽25
の側壁29が電池内圧の上昇や正極板21が厚み方向へ
湾曲変形することによって起る変形で発生する応力を従
来例を示す図2の電槽4の底部のリブ3の端部と電槽4
の側壁6との交点部7に集中させるのではなく、図1に
示したようにリブ28の端部28aと正極板21,負極
板23等の極板面に対向する電槽25の側壁29との間
に電槽25の側壁29および底面27の厚さよりも局部
的な肉厚部を有する非連続部30を設けることで、発生
する応力を電槽25の側壁29と底面27とが交わる図
1(c)で示す側辺部31で分散して受けるようにして
応力の集中を防ぐことができ、この部分での電槽破損を
抑制することができる。
【0017】また、電槽25が仕切壁32によって複数
のセル室33に区画されている蓄電池においては、仕切
壁32は壁面の両方向から極板群24の変形による応力
もしくは電池内圧の上昇に応じた応力を受けるため、こ
れらの応力がつりあい、仕切壁32はこれらの応力によ
る変形を受けない。よって、このような仕切壁32とリ
ブ28との間には必ずしも非連続部30を設ける必要は
ない。非連続部30は少なくとも電槽外壁となる側壁2
9に設ければ良い。
【0018】また、前記した本発明の構成は、正極板2
1および負極板23の幅寸法が少なくとも100mm以
上でかつ前記幅寸法に対するこれら正極板21および負
極板23の高さ寸法の比率が1.5以上であるような比
較的大型で、かつ縦長形状の極板を用いた蓄電池に適用
することが好ましい。大型縦長形状の極板を用いた蓄電
池の側壁は面積も大きいことから、電池の内圧による変
形量が多くなる上に電槽の底面と側壁とが形成する辺の
長さが短くなるので、従来例を示す図2におけるように
リブ3と側壁6との交点部7に集中する応力が増大する
ことになる。請求項2に示すような縦長構成の蓄電池に
おいて、本発明の効果はより顕著に得ることができる。
【0019】また特に正極板21が枠骨9をその全周に
有する鉛合金の格子体8を備え、この枠骨9内に設けた
子骨10の断面積が少なくとも枠骨9の断面積未満であ
る場合において、格子体8は酸化腐食によって、その厚
み方向に優先的に湾曲変形するため、電槽の側壁には電
池内圧の上昇に伴う応力に加えて、正極板の厚み方向へ
の変形に伴う応力が加わるため、図2に示したような従
来構成の場合は、交点部7により大きな応力が集中する
ことになる。従って請求項3に示すような構成の蓄電池
極板において、本発明の構成を適用することにより、本
発明の効果をより顕著に得ることができる。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と比較、対照
して説明する。
【0021】3個のセル室で構成されるセル列の2列が
一体に構成されたモノブロック電槽を用いて、本発明例
と比較例による12V制御弁式鉛蓄電池を作製した。
【0022】本発明例による電池A 本発明例による電池Aは幅100mm×高さ150mm
の正極板と負極板をガラスマットセパレータを介して積
層して厚み60mmに構成した極板群を用いている。こ
の極板群を図1に示した発明の実施の形態による電槽に
収納し、以降は常法に従って制御弁式鉛蓄電池を作製し
た。この本発明例による電池Aに用いた正極の格子体の
枠骨の断面積は12.5mm2、枠骨の内部に形成され
た子骨の断面積は7.5mm2とした。また、非連続部
の長さを10mmとした。
【0023】本発明例による電池B 本発明例による電池Bは電池Aの正極板の格子体の枠骨
と子骨の断面積をそれぞれ7.5mm2、8.75mm2
に変化させて作製したものである。
【0024】本発明例による電池C 本発明例による電池Cは電池Aの極板高さ寸法を100
mmに変化させて作製したものである。
【0025】本発明例による電池D 本発明例による電池Dは電池Bの極板高さ寸法を100
mmに変化させて作製したものである。
【0026】比較例による電池E 比較例による電池Eは幅100mm×高さ150mmの
正極板と負極板をガラスマットセパレータを介して積層
して厚み60mmに構成した極板群を用いている。この
極板群を図1に示した非連続部30がない従来の電槽4
に収納し、以降は常法に従って制御弁式鉛蓄電池を作製
した。この比較例による電池Eに用いた正極の格子体の
枠骨の断面積は12.5mm2、枠骨の内部に形成され
た子骨の断面積は7.5mm2とした。
【0027】比較例による電池F 比較例による電池Fは電池Eの正極の格子体の枠骨と子
骨の断面積をそれぞれ7.5mm2、8.75mm2に変
化させて作製したものである。
【0028】比較例による電池G 比較例による電池Gは電池Eの極板高さ寸法を100m
mに変化させて作製したものである。
【0029】比較例による電池H 比較例による電池Hは電池Fの極板高さ寸法を100m
mに変化させて作製したものである。
【0030】これらの本発明例による電池A〜電池Dと
比較例による電池E〜電池Hについて60℃雰囲気中で
14.4V定電圧過充電試験を行い、電槽破損の有無に
ついて評価した。過充電試験期間は最大18ヶ月とし、
電槽破損に至った段階で試験を終了した。これらの試験
結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】表1に示した結果から、本発明例の構成に
よる電槽は破損の抑制効果を認めることができる。な
お、電槽破損はすべて極板面に対向する側壁と電槽底面
との辺で発生していた。また、過充電試験において1ヶ
月毎に蓄電池容量を確認したところ、10ヶ月の過充電
によって蓄電池容量がなくなったため、本発明例の構成
によれば、蓄電池が残存容量を有している状態の電槽破
損を抑制することができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば電池内圧
の上昇と正極格子体の変形が原因で発生する応力を低減
することによって、電槽側壁と底面との間で発生してい
た電槽破損を抑制することができ、信頼性の高い蓄電池
を提供できることから、工業上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明例による蓄電池の要部断面図 (b)同要部側面図 (c)同蓄電池の電槽の要部斜視図
【図2】(a)従来例による蓄電池の電槽の要部断面図 (b)同要部側面図 (c)同蓄電池の電槽の要部斜視図
【図3】格子体の正面図
【符号の説明】
1a,21 正極板 1b,23 負極板 1c,22 セパレータ 2,26 足部 3,28 リブ 4,25 電槽 5,24 極板群 6,29 側壁 7 交点部 8 格子体 9 枠骨 10 子骨 27 底面 28a 端部 30 非連続部 31 側辺部 32 仕切壁 33 セル室
フロントページの続き Fターム(参考) 5H011 AA01 DD09 KK01 5H017 AA01 CC05 EE02 HH04 5H028 AA07 AA08 CC05 CC24 CC26 EE01 HH01 HH05 5H050 AA14 BA09 DA05 FA12 HA03 HA04 HA07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セパレータを介して正極板と負極板とを
    積層した極板群を電解液と共に電槽に収納した蓄電池に
    おいて、前記正極板と負極板の少なくともいずれか一方
    の極板底部に足部を設け、前記電槽の底面に前記足部を
    載置するために極板の積層方向にリブを備え、前記極板
    面と対向する電槽の内側面と前記リブとの間に局部的な
    肉厚部を有する非連続部を設ける構成としたことを特徴
    とする蓄電池。
  2. 【請求項2】 前記正極板および負極板の幅寸法が少な
    くとも100mm以上でかつ前記幅寸法に対する前記正
    極板および前記負極板の高さ寸法の比率が1.5以上と
    したことを特徴とする請求項1に記載の蓄電池。
  3. 【請求項3】 前記正極板は枠骨をその全周に有する鉛
    合金格子体を備え、前記枠骨内に設けた子骨の断面積が
    少なくとも前記枠骨の断面積未満であることを特徴とす
    る請求項1もしくは2に記載の蓄電池。
JP2002150313A 2002-05-24 2002-05-24 蓄電池 Pending JP2003346738A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021131338A1 (ja) * 2019-12-25 2021-07-01 株式会社Gsユアサ 鉛蓄電池

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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