JP2006210235A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の極柱およびストラップ・座において、内部抵抗が低下しないという問題を解決し、且つ、内部抵抗を下げることにより座および極柱と座の溶接部での異状発熱を抑制し、軽量化が可能で高率放電特性に優れる鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】極柱端子２とその下部に形成された座３と座に溶接された極板群のストラップ５とを有する鉛蓄電池において、これら極柱端子と座とは一体化された鉛または鉛合金より導電性に優れる金属がインサートされているもの。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉛蓄電池の特に極柱、端子、座およびストラップ部に関するものである。

従来の鉛蓄電池は、電槽蓋上面に突出して端子部を形成する極柱端子とその下部に一体に形成された座と該座に溶接された極板群のストラップとを備えており、これらは全て鉛または鉛合金で形成されている。鉛蓄電池は、各種非常用電源、通信用電源のバックアップに広く使用されており、要求される放電特性も小電流から大電流とさまざまであり、それらを両立させた性能を有している。

近年、小型情報機器の進歩や情報網の整備に伴い、社会全体が情報化され、コンピューター、通信機器などの電子機器を電源トラブルから守るために無停電電源装置（以下ＵＰＳと略する）の利用が拡大している。ＵＰＳに使用される電池の高出力化・軽量化の市場要求は高く、特に高率放電特性の向上が望まれている。

しかし高率放電用途の鉛蓄電池において、電池の内部抵抗の影響により、効率放電時に電圧降下が増大して出力の低下が生じている。

このような鉛蓄電池の問題を解決するため、内部抵抗を小さくし高率放電電圧を高くする試みがなされている。たとえば、鉛合金製の極柱端子部の形成時に、銅または銅合金製の芯金をインサートするもの（特許文献１）や、ストラップ内に鉛より導電性の良い金属を埋没するもの（特許文献２）等が知られている。このようにすることで、蓄電池の電気エネルギーを使用する関連電気機器を安定かつ安全に使用することができる。

特開平１０−１７２５３５号公報 特開平５−２３４５８１号公報

しかしながら、これら上記に提案されている極柱端子のみやストラップのみ等、部分部分に導電性の良い金属をインサートする方法では十分に電気抵抗を下げることが出来ず、特に極柱端子とストラップとの間に座を備えるものにあっては、座の電気抵抗が無視できず、更なる改良が必要であった。

極柱端子とその下部に形成された座と座に溶接された極板群のストラップとを有する鉛蓄電池において、これら極柱端子と座、更にはストラップに一体化され、且つ鉛または鉛合金より導電性に優れる金属がインサートされていることを特徴としたものである。

鉛合金より導電性に優れる金属を端子部から座、更にはストラップまで一体化してインサートすることで電気抵抗の少ない、従って電圧低下のより小さい鉛蓄電池を提供し得ると共に、軽量化することができる。

以下、図１および図２を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の特徴は、極柱端子とその下部に形成される座にインサートされる鉛または鉛合金より導電性の高い金属を一体化したインサート部材１に形成することにより、導電性および電池重量を改善しようとするものである。

図１は、該インサート部材１の一実施形態に係る斜視図である。該インサート部材１は直立する円柱部１１の上部に膨径部１２を有し極柱端子にインサートされる部分、その下部の三角形状の平板部１３は座にインサートされる部分で、鉛または鉛合金より導電性に優れる銅、真鍮或いはアルミニウム等により一体に形成される。円柱部１１と平板部１３を一体化するには、互いに形成された円柱部１１と平板部１３を溶接により一体化したり、切削加工により一体的に形成したりして得ることが出来る。図２は、上記インサート部材１に鋳型を用いて鉛または鉛合金でコーティングして極柱端子２と座３に形成したものである。なお、インサート部材１の円柱部１１の上部膨径部１２はコーティングせず、且つその上面には凹部１４を形成し、その内面に螺子溝を形成している。なお、図２に示す実施形態では、座３の前面側面３１に多数の突状３２を形成したクローフット形としたものである。

そして、この様に形成された極柱端子２と座３が一体になったものを常法により正負極板とセパレータを介して交互に積層して成る極板群にストラップを溶接する際、同時に該ストラップに接続され、その後極板群を電槽内に収納し、該電槽に電槽蓋を施し、その突出する極柱端子２を、電槽蓋を貫通して外部に導出して鉛蓄電池を得るものである。なお、極柱端子２の上面に形成された凹部１４にはボルトを螺着して負荷または蓄電池間を接続する接続体を接続し使用に供されるものである。

図３は、一実施例の要部を示す部分斜視図である。図１や図２と同じ符号は同じ構成部材を示し、インサート部材１の円柱部１１と平板部１３は溶接により一体化し、鋳型を用いて鉛をコーティングした。そして正負極板とセパレータを介して互いに積層した極板群の正極板の２５枚の耳４を互いに溶接してストラップ５を形成すると共に、該ストラップ５に座３を溶接したものである。これらストラップ５の溶接やこれに座３を溶接する方法は図示しないが周知のように、各耳４を先端が開口する多数のスリットを有する櫛歯状冶具の該スリット間に挿通し、この櫛歯状冶具のスリットの先端にスリットの先端開口を塞ぐ当て金を当て、該櫛歯状冶具と当て金により形成された凹所に溶融鉛を流し込むことに各耳を互いに溶接すると共にストラップ５が形成される。その際、当て金に座の収納凹部を形成してここに極柱端子２を一体とした座３を配置し、更に座３の前面側面３１に多数形成した突状３２を各耳４間に挿入し、上記凹所に流し込まれた溶融鉛によりストラップが形成と共に、座の溶接も同時に行うものである。なお、負極は２６枚としその各耳にも同様にしてストラップが形成されると共に座が溶接されるものである。

図４は、図３の上面図である。この図４に示す様に、座３内にインサートされた平板部１３はストラップ５の幅の投影面には入らないようにしたものである。

インサート部材１として銅を用いた。この銅は電気銅で比抵抗が１．７３×１０^−８Ω・ｍであり、鉛（２．２０×１０^−７Ω・ｍ）の約１／１３となっており鉛に比べ導電性に優れる材料である。また、鉛の密度は１.１３×１０^４ｋｇ／ｍ^３であるのに対し、銅の密度は８.９６×１０^３ｋｇ／ｍ^３となっており鉛に比べ小さいので軽量化することができる。

インサート部材１の平板部３のコーティングの厚さは１ｍｍ、円筒部２のコーティングの厚さは５ｍｍとした。

また、ストラップ５長側面をＬ１、インサート部材２の長側面をＬ２としたとき、Ｌ２の長さがＬ１の長さの３０％〜９５％の範囲にあることが好ましく、本実施例では６５％とした。従来方法のように、極柱根元だけに金属をインサートする場合に比べ、ストラップ５全体に金属をインサートしたほうが、より抵抗を下げることが可能である。

実施例１において、インサートされる平板部１３を図５に示す様にストラップの５の投影面にはいるまで伸ばして、ストラップ５にも銅からなるインサート部材１が存する様にした以外は実施例１と同様にして鉛蓄電池を得た。ストラップは長側面に直行する断面において、インサート部材の占める割合を５％以上とすることで、より顕著な効果を得ることができる。

実施例２において、インサートされる平板部１３に、図６に示す様に突状１５を形成した以外は実施例２と同様にして鉛蓄電池を得た。なお、突状１５は座３の突状３２内にまで伸びる長さとした。

（従来例）
従来品として、インサート部材は極柱端子にのみ実施例１の円柱部をインサートし、座やストラップにインサート部材を用いない以外は実施例１と同様にして鉛蓄電池を得た。
上記各実施例および従来例に記載される鉛蓄電池の容量はいずれも１０００Ａｈである。

図７は、上記方法により作製した４種類（従来品、実施例１〜３）の鉛蓄電池１０００Ａｈ／２Ｖの高率放電試験を行った結果を示したものである。高率放電試験の試験条件は、放電電流１Ｃ（１０００Ａ）、放電終止電圧を１．６Ｖ／セルとした。図４に示すように、本発明品は従来品に比し、放電中の放電電圧が上昇し高率放電特性に優れていることが確認できる。

以上、本発明品では従来品に比べ導電性に優れ軽量化も可能であり、且つ高率放電性能に優れた鉛蓄電池を提供することができる。

インサート部材の一実施形態に係る斜視図。 インサート部材を鉛または鉛合金でコーティングした斜視図。 一実施例の要部を示す部分斜視図。 実施例１における要部を示す部分の上面図。 実施例２における要部を示す部分の上面図。 実施例３におけるインサート部材の斜視図。 発明品と従来品との高率放電特性図。

符号の説明

１ インサート部材
１１ 円柱部
１３ 平板部
１５ 突状
２ 極柱端子
３ 座
３１ 前面側面
３２ 突状
４ 耳
５ ストラップ

Claims (2)

1. 極柱端子とその下部に形成された座と座に溶接された極板群のストラップとを有する鉛蓄電池において、これら極柱端子と座に一体化され、且つ鉛または鉛合金より導電性に優れる金属がインサートされていることを特徴とする鉛蓄電池。
2. インサートされている金属は、ストラップ部にも達することを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。