JP2005190685A

JP2005190685A - 鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2005190685A
Application number: JP2003427088A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Tanaka; 伸和田中; Satoshi Minoura; 敏箕浦; Kenichi Maeda; 謙一前田; Takafumi Kondo; 隆文近藤; Shinsuke Kobayashi; 真輔小林
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】活物質と集電体との接触面積を増大でき、しかも渦巻状に捲回することが容易な極板を備えた円筒形鉛蓄電池を得る。
【解決手段】帯状の正極板と負極板が帯状のセパレータを介して捲回した電極群を備えている。帯状の正極板と負極板に用いる帯状集電体１は、集電用タブ５を有し、この集電用タブ５の突出方向に沿う方向にスリット８を帯状集電体１にその長手方向に所要の間隔で形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒形鉛蓄電池に関するものである。

円筒形鉛電池は、帯状の正極板と負極板を帯状のセパレータを介して円筒形に捲回して電極群としている。このため従来の帯状集電体には、捲き取り性を考慮して純鉛や鉛・錫合金のような柔らかい合金を用いることが必要であり、このことは電池設計上重要な課題の一つであった。

実際には、図３に示すように、厚さ１．０ｍｍの鉛合金箔を帯状にした幅８０ｍｍ×長さ６００ｍｍの帯状集電体１に、縦桟２と横桟３が直交配列するように打ち抜き加工を施し、縦横に整列させて多数の開口部４を設け、開口率が５０〜９０％近いものを用いていた（例えば、非特許文献１参照。）。

なお、帯状集電体１の幅方向の片側には、長手方向に所定間隔で集電用タブ（耳部）５が突設されている。

このように帯状集電体１に開口部４を作ることは、活物質をこれらの開口部４に充填できるだけでなく、集電体自体の捲き取り性の向上に寄与させるためである。

また、図４に示すように、厚さ０．４ｍｍの鉛合金箔を帯状にした幅８０ｍｍ×長さ６００ｍｍの帯状集電体１に、多数の開口部４を設けることなく、その幅方向の片側にのみ長手方向に所定間隔で集電用タブ５を突設したものもあった。

図５及び図６は、従来の図３及び図４に示す帯状集電体１を用いた極板の一部断面図である。

図５に示す極板６は、図３に示す帯状集電体１の各開口部４内に活物質７を充填して、厚さ１．０ｍｍに構成されている。この場合、縦桟２と横桟３との両面は露出されている。

図６に示す電極６は、図４に示す帯状集電体１の両面に活物質７を被覆して、厚さ１．０ｍｍに構成されている。
「電池便覧」、丸善株式会社、平成２年８月２０日発行、ｐ２１４、図３・３・７７

しかしながら、このような極板６を用いた従来の円筒形鉛電池に比べて、より高い出力性能や入力性能、ハイレート性能等の要求に応えるためには、活物質７と集電体１の接触面積の増大が必要である。そのためには、開口率の減少が必要となり、これにより従来のような捲き取り性が望めなくなる問題点があった。また、捲き取り性の影響から集電体１の合金組成に規制が入ることは、円筒形鉛蓄電池の性能を向上させるのに大きな障害となる問題点があった。

本発明の目的は、活物質と集電体との接触面積を増大でき、しかも渦巻状に捲回することが容易な極板を備えた円筒形鉛蓄電池を提供することにある。

本発明は、帯状の正極板と負極板が帯状のセパレータを介して捲回された電極群を備えた円筒形鉛電池を対象とする。

本発明に係る円筒形鉛蓄電池では、帯状の正極板と負極板に用いる帯状集電体は、集電用タブを有し、該集電用タブの突出方向に沿う方向にスリットが該帯状集電体にその長手方向に所要の間隔で形成されていることを特徴とする。

この場合、スリットは帯状集電体の幅方向の両端部を除いて形成されていることが好ましい。

本発明に係る円筒形鉛蓄電池では、集電用タブの突出方向に沿う方向にスリットを帯状集電体にその長手方向に所要の間隔で形成した構造なので、従来の帯状集電体で設けているような縦横に整列させた多数の開口部を設ける必要がなく、活物質と集電体との接触面積を増大することができる。また、この帯状集電体にはその長手方向に所要の間隔で、集電用タブの突出方向に沿う方向にスリットを該帯状集電体の長手方向に所要の間隔で設けているので、渦巻状の捲回も容易に行うことが出来る。

この場合、スリットが帯状集電体にその幅方向の両端部を除いて形成されていると、帯状集電体をその長手方向に切り離すことなく、スリットを形成することができる。

図１は本発明に係る円筒形鉛蓄電池で用いる帯状集電体の最良の形態の一例を示す正面図である。

本発明に係る円筒形鉛蓄電池で用いる帯状集電体１は、集電用タブ５の突出方向に沿う方向にスリット８が該帯状集電体１にその長手方向に所要の間隔で形成されている。スリット８の相互間隔は、本例では１ターン当たり１本入るようになっている。このような帯状集電体１は、本例では厚さ０．４ｍｍの鉛合金箔を用いて幅８０ｍｍ×長さ６００ｍｍの帯状に形成されている。

図２は、図１に示す帯状集電体１を用いた極板の一部断面図である。この極板６は、帯状集電体１の両面に活物質７を被覆して、厚さ１．０ｍｍに構成されている。

次に、渦巻状捲回群の作製について、前述した従来例１，２と比較して説明する。

各帯状集電体１を用いて極板６を作製した。正極板は、酸化度７０％の鉛粉と希硫酸とを混練して活物質ペーストを得た後、各集電体１に充填し、乾燥した。この際、図３に示す従来例１の帯状集電体１は、図５に示すように桝目となった各開口部４に活物質７を充填することで極板厚みを１．０ｍｍとした。また、図４に示す従来例２及び図１に示す本発明で用いる帯状集電体１は、図６及び図２に示すように帯状集電体１の両面に活物質７を被覆して、厚さ１．０ｍｍとした。負極板は、酸化度７０％の鉛粉に少量の炭素粉末、リグニン、バリウム化合物を加え、希硫酸と混練した後、同様に各集電体１に充填し、乾燥した。

次に、これら正極板と負極板とをガラスマットセパレータを介して捲回し、渦巻状捲回群を作製した。この渦巻状捲回群の集電用タブ５を鉛溶湯が注がれた金型に浸して固化させるＣＯＳ法を用いることでストラップ及び極柱を設けた渦巻状捲回群を作製した。

次に、単セル電池作製について、説明する。これらの渦巻状捲回群を樹脂製の円筒形容器に挿入し、封口した後、比重１．２５０の希硫酸を注液し、電槽化成を行なうことで、円筒形密閉型鉛蓄電池を得た。

次に、これら円筒形密閉型鉛蓄電池の評価について、説明する。各円筒形密閉型鉛蓄電池５個について捲きズレの有無を確認し、捲きズレの無い電池に関してのみ０．２ＣＡで終止電圧１．７５Ｖまで放電し、その時の放電容量（５時間率容量）を測定した。各電池は、その後、０．１ＣＡ定電流×２．４５Ｖ定電圧充電（２０ｈ）の回復充電を行ない、−１５℃の雰囲気下で１２ｈ放置した後、１０ＣＡにて終止電圧１Ｖまで放電し、持続時間を測定した。その後、また、０．１ＣＡ定電流×２．４５Ｖ定電圧充電（２０ｈ）の回復充電を行ない、次に２５℃にて２０ＣＡにて５ｓ間放電し、従来例１を基準（１．０）とした際の電圧を比較した。その結果を表１に示した。即ち、本発明例と従来例１，２の各種性能の比較結果を表１に示した。

この表より、従来例１，２に比べ、本発明例の電池は捲きズレすることなく捲回でき、なおかつ５時間率容量が高く、１０ＣＡ放電での持続時間、高率放電による電圧も高いことから、従来例の電池に比べ、高い出力性能やハイレート性能などが改善されたことがわかった。

本発明に係る円筒形鉛蓄電池で用いる帯状集電体の最良の形態の一例を示す正面図である。図１に示す帯状集電体を用いた極板の一部断面図である。従来の円筒形鉛蓄電池で用いる帯状集電体の一例を示す正面図である。従来の円筒形鉛蓄電池で用いる帯状集電体の他の例を示す正面図である。図３に示す帯状集電体を用いた極板の一部断面図である。図４に示す帯状集電体を用いた極板の一部断面図である。

符号の説明

１帯状集電体
２縦桟
３横桟
４開口部
５集電用タブ（耳部）
６極板
７活物質
８スリット

Claims

帯状の正極板と負極板が帯状のセパレータを介して捲回された電極群を備えた円筒形鉛電池であって、
前記帯状の正極板と負極板に用いる帯状集電体は、集電用タブを有し、該集電用タブの突出方向に沿う方向にスリットが該帯状集電体にその長手方向に所要の間隔で形成されていることを特徴とする円筒形鉛蓄電池。
前記スリットは前記帯状集電体にその幅方向の両端部を除いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の円筒形鉛蓄電池。