JP2009224248A - Lead storage battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉛蓄電池に関するものである。 The present invention relates to a lead-acid battery.
鉛蓄電池は、格子体に活物質を充填した正極板および負極板の一方を微孔性の合成樹脂シートを袋状にしたセパレータ内に収納し、極板群を作成して構成されている。袋状セパレータ内に極板を収納するのは、使用中に活物質の脱落により極板底部および極板サイドでの短絡を防止するためであり、正極板および負極板のどちらかを袋状セパレータ内に配置するかは、鉛蓄電池の用途に応じて決定される。 Lead-acid batteries are configured by storing one of a positive electrode plate and a negative electrode plate filled with an active material in a lattice body in a separator made of a microporous synthetic resin sheet in a bag shape, and creating an electrode plate group. The reason why the electrode plate is stored in the bag-shaped separator is to prevent a short circuit at the bottom of the electrode plate and the electrode plate side due to falling off of the active material during use. Either the positive electrode plate or the negative electrode plate is used as the bag-shaped separator. Whether it is arranged inside is determined according to the use of the lead storage battery.
正極板が、微孔性合成樹脂として広く使用されているポリエチレンセパレータにより袋詰めされていると、正極板の酸化劣化により格子体が延びるため、自動車に搭載された場合には振動により極板の端部がPEセパレータを破り、負極板と接して短絡現象を生じ早期寿命の原因となる。 When the positive electrode plate is packed with a polyethylene separator that is widely used as a microporous synthetic resin, the lattice body extends due to the oxidative degradation of the positive electrode plate. The edge breaks the PE separator, contacts the negative electrode plate, causes a short circuit phenomenon, and causes an early life.
昨今、自動車にはエアコンやカーナビ等、電子機器が次々と装着され始動用鉛蓄電池にとって厳しい環境にあるため、鉛蓄電池の更なる寿命向上が要望されている。このため、負極板は使用中に格子による腐食による延びがないことから、負極板を袋状セパレータに収納した鉛蓄電池は、正極板を収納した鉛蓄電池よりも長寿命化を図ることができる。 In recent years, electronic devices such as air conditioners and car navigation systems are installed in automobiles one after another, and there is a harsh environment for starting lead-acid batteries. Therefore, further improvement of the life of lead-acid batteries is desired. For this reason, since the negative electrode plate is not extended by corrosion due to the lattice during use, the lead storage battery in which the negative electrode plate is accommodated in the bag-like separator can have a longer life than the lead storage battery in which the positive electrode plate is accommodated.
一方、正極板は放電反応において負極板よりも多量の電解液を必要とするため、負極板を袋状セパレータに収納した場合、袋状セパレータの外表面に高いリブを上下方向に設け、正極板に対向させることで正極活物質への電解液を確保させている。 On the other hand, since the positive electrode plate requires a larger amount of electrolyte than the negative electrode plate in the discharge reaction, when the negative electrode plate is stored in the bag-shaped separator, a high rib is provided on the outer surface of the bag-shaped separator in the vertical direction. The electrolyte solution for the positive electrode active material is secured by facing the electrode.
袋状セパレータの外表面のリブの存在は、極板群の構成時、極板を揃える工程において、正極板もしくは負極板の端部がリブに引っ掛かり、これを無理に揃えることによってセパレータのベースを損傷させ、最悪の場合にはベースに穴を開けてしまうこともある。特にリブが正極板に対向するとリブは高くなり、このような現象を生じ易くなる。 The presence of ribs on the outer surface of the bag-like separator is because the end of the positive electrode plate or negative electrode plate is caught by the ribs in the step of aligning the electrode plates when the electrode plate group is configured, and the base of the separator is adjusted by forcibly aligning them. It can be damaged and, in the worst case, can pierce the base. In particular, when the rib is opposed to the positive electrode plate, the rib becomes high, and this phenomenon is likely to occur.
このセパレータの損傷を防ぐため特許文献1では、幅方向の中央部に存在する大部分のリブを上下方向に設け、小リブを幅方向の両端部に斜め方向に配置して、正極板がセパレータの小リブに引っ掛からないようにしている。しかしながら、小リブを設ける幅寸法を広くするとセパレータの電気抵抗が上がってしまうために幅を広くとることはできず、大きな効果を得ることができなかった。
しかしながら、前記したように極板群構成時において、外表面にリブ形状を有した袋状セパレータに収納した極板を用いて複数の極板を揃える場合に、袋詰めされていない極板の端部が、セパレータのリブに引っ掛かりセパレータベースに損傷を与える結果、早期に短絡現象を生じ、鉛蓄電池が十分に寿命性能を発揮できないという課題を有していた。 However, at the time of electrode plate group configuration as described above, when aligning a plurality of electrode plates using electrode plates housed in a bag-like separator having a rib shape on the outer surface, the end of the electrode plate that is not packaged As a result of the part being caught by the rib of the separator and damaging the separator base, a short circuit phenomenon occurred early, and the lead storage battery had a problem that the life performance could not be sufficiently exhibited.
上記の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る発明は、正極板もしくは負極板を、微孔性合成樹脂シートを用いた袋状セパレータに収納した鉛蓄電池において、前記袋状セパレータの外表面には、幅方向の中央部の大部分には上下方向に大リブを設けるとともに幅方向の両端部の上下方向には小リブを前記大リブよりも低く形成し、前記小リブに隣接する大リブは、前記外表面部との一体化部分にいたる傾斜部を有し、前記傾斜部に対応する中心部への長さaと幅方向の端部に対応する長さbとの関係が、a>b、であることを特徴とした鉛蓄電池を示すものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention is the lead-acid battery in which the positive electrode plate or the negative electrode plate is accommodated in the bag-shaped separator using the microporous synthetic resin sheet. A large rib is provided in the vertical direction at most of the central portion in the width direction on the outer surface, and small ribs are formed lower in the vertical direction at both ends in the width direction than the large rib. The adjacent large rib has an inclined portion that reaches an integral part with the outer surface portion, and has a length a to the center corresponding to the inclined portion and a length b corresponding to the end in the width direction. The relationship shows a lead storage battery characterized by a> b.
本発明の請求項2に係る発明は、負極板を前記袋状セパレータに収納する請求項1記載の鉛蓄電池を示すものである。
The invention according to
本発明の請求項3に係る発明は、前記小リブに隣接する大リブ、前記中央部の大部分を占める部分の前記大リブおよび前記小リブにおいて、リブの高さは、大リブ≧小リブに隣接する大リブ>小リブ、であることを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池を示すものである。
The invention according to
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、袋状セパレータの平面図であり、図2は、袋状セパレータと極板との組合せ図である。鉛蓄電池のセパレータは微孔性合成樹脂を用い、一般的にはポリエチレンが使用されている。セパレータを袋状にするのは、極板幅より広い連続したポリエチレンシートを二つ折りして、内包する極板を内側にして両端をシールすることにより作成される。 FIG. 1 is a plan view of a bag-shaped separator, and FIG. 2 is a combination diagram of a bag-shaped separator and an electrode plate. The separator of the lead storage battery uses a microporous synthetic resin, and generally polyethylene is used. The separator is formed into a bag shape by folding a continuous polyethylene sheet wider than the electrode plate width in two and sealing the both ends with the included electrode plate inside.
袋状セパレータ1は、その外表面2で幅方向の中央部の大部分を占める部分3に上下方向に大リブ4が設けられるとともに幅方向の両端部5の上下方向に小リブ6を有し、前記両端部5は熱溶着又は圧着により封止部7を設けることで形成される。リブ間隔は、大リブ4を広く、小リブ6を狭く形成する。小リブ6の部分は、封止部7を形成するとき加熱又は圧力により実質的に平坦になる。
The bag-like separator 1 has
鉛蓄電池では、袋状セパレータ1の内部には正極板8又は負極板9どちらを収納しても安定した寿命特性が得られる効果を期待できる。しかし、正極活物質は放電反応において多くの電解液を必要とするため、袋状セパレータ内には負極板9を収納し、外側には前記負極板に対応し大リブ4に接するように正極板8を対向させる。
In the lead storage battery, the effect of obtaining stable life characteristics can be expected regardless of whether the
具体的には、正極板8および負極板9に幅138mm、高さ115mmのものを使用した場合、袋状セパレータ幅152mm、高さ122mmとして、大リブ4の間隔を10mm、小リブ6の間隔を1mmとして形成する。袋状セパレータ1のシート厚みは0.2mm、外表面のリブの高さは大リブ4を0.6mm、小リブ6を0.2mmとする。
Specifically, when the
図3は、本発明によるリブ形状の拡大上部断面図を示した。小リブ6と小リブに隣接する大リブ4aにおいて、小リブに隣接する大リブ4aは、セパレータの中心部方向へ小リブに隣接する大リブの頂点部4bからセパレータの外表面2に向かい傾斜部a10を設け、前記傾斜部a10に対応する小リブに隣接する大リブの頂点4cから外表面2まで傾斜部a10の平面における長さをaとする。
FIG. 3 shows an enlarged top sectional view of the rib shape according to the present invention. In the
一方、前記小リブに隣接する大リブの頂点部4bからセパレータの端部方向の外表面2に向かう傾斜部b11を有し、前記傾斜部b11に対応する小リブに隣接する大リブの頂点部4bに対応する小リブに隣接する大リブの頂点4cから外表面2までの長さをbとした場合、セパレータの平面における長さaはbよりも長く形成させる。小リブに隣接する大リブ4aにおける傾斜部の長さbは、幅方向の大部分を占める大リブ4の傾斜部の長さと同じにする。
On the other hand, there is an inclined portion b11 that faces the
図4は、本発明によるその他のリブ形状の拡大上断面図を示した。リブ形状は図3に記載した内容と同じであるが、小リブに隣接する大リブ4aの外表面2からの高さhaは、中央部の大部分を占める大リブ4の高さhに比べて低く形成する。大リブ4の高さを0.6mmとした場合、小リブに隣接する大リブ4aの高さを0.4mmに形成し、小リブ6の高さhbは0.2mmとする。セパレータの外表面2の両側において3種類の高さが設定され、その高さの関係は大リブ>小リブに隣接する大リブ>小リブで表される。
FIG. 4 shows an enlarged top sectional view of another rib shape according to the present invention. The rib shape is the same as that described in FIG. 3, but the height ha from the
なお、小リブに隣接する大リブ4aは同様に、セパレータの中心部方向へ小リブに隣接する大リブの頂点部4bからセパレータの外表面に向かう長さa´は、他の大リブ4における対応する長さbよりも長くすることが望ましい。
Similarly, the
図5は、極板を組合せ揃える説明図である。負極板9を収納した袋状セパレータと正極板8との組合せであり、正極板8は下部をスライドさせながら極板を両端部5の一方に向かい、正極板端部8aは袋状セパレータの外表面に存在する大リブ4に接触しながら移動し、図2に示した袋状セパレータと極板との組合せ状態に移行する。しかしながら、現実的に極板群を揃える工程では、袋状セパレータ1と正極板8とはある程度事前に組合されており、実質的な移動の際には正極板端部8aは、大リブ4の両端すなわち小リブに隣接する大リブ4aに接してスライドすることになる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of aligning and combining electrode plates. This is a combination of a bag-shaped separator containing a negative electrode plate 9 and a
図6は、本発明の構成による極板とセパレータを組合せた上部断面概念図である。負極板9が袋状セパレータ1内に配置された状態で、袋状セパレータ1の外表面2には複数の大リブ4が設けられ正極板8に対峙しており、セパレータの両端部5には大リブ4より低い小リブ6が狭い間隔で設けられており、さらに両端部5では2枚のセパレータが一体化された封止部7により袋状に形成されている。封止部7には当初小リブ6が存在していたが、封止する際の加熱又は機械的圧着によりリブ部分は消滅している。
FIG. 6 is an upper cross-sectional conceptual diagram combining the electrode plate and the separator according to the configuration of the present invention. In a state where the negative electrode plate 9 is disposed in the bag-like separator 1, a plurality of
このように構成することで、小リブに隣接する大リブ4aにおいて、セパレータの中心部に向かい傾斜部a10を有することで、正極板端部8aがスライドして来た際に、正極板8に多少の変形もしくは湾曲があったとしても小リブに隣接する大リブ4aと接する際に、前記正極板端部8aが小リブに隣接する大リブ4aに引っ掛かることなく移動できる。
With this configuration, the
図7は、従来形状の極板とセパレータを組合せた上部断面概念図である。小リブに隣接する大リブ4aがセパレータの中心部に方向に傾斜部がないと、その部分で正極板端部8aが引っ掛かり、小リブに隣接する大リブ4aに巻き込まれるようにして袋状セパレータ1の外表面2に達して、正極板8を揃える圧力が加わることで小リブに隣接する大リブの底部4dで袋状セパレータを突き破ってしまう。
FIG. 7 is a conceptual diagram of an upper cross section in which a conventional electrode plate and a separator are combined. If the
本発明の構成によれば、幅方向の中央部の大部分に大リブ4を設け、幅方向の両端部に小リブ6を前記大リブ4よりも低く形成し、袋状セパレータ1の外表面2の小リブに隣接する大リブ4aにはセパレータの中心部に向かう傾斜部に対応する長さを大きく設けることにより、極板群構成時の極板を揃える工程で、極板の端部が小リブに隣接する大リブ4aに引っ掛かることがなくなるとともに、小リブ6を設ける幅寸法も広くする必要がない。また、小リブに隣接する大リブ4aの高さを大リブ4よりも低く形成することにより、正極板8を両端部5方向へのスライド移動を容易にすることもできる。
According to the configuration of the present invention, the
なお、本発明では、負極板9を袋状セパレータ内に収納して説明したが、正極板8を収納させ、負極板9をセパレータ1の外表面2に存在するリブに対峙させても同様な効果が得られる。さらに、傾斜部a10は、図3および図4において直線状な傾斜であるが、傾斜部を曲線状に形成しても差し支えない。
In the present invention, the negative electrode plate 9 is accommodated in the bag-shaped separator. However, the same applies when the
上記したように、本発明の袋状セパレータのリブ形状を用いることにより、短絡を防止できるため、信頼性の高い鉛蓄電池を得ることができ、工業的に有用である。 As described above, since the short circuit can be prevented by using the rib shape of the bag-shaped separator of the present invention, a highly reliable lead storage battery can be obtained, which is industrially useful.
1 袋状セパレータ
2 外表面
3 中央部の大部分を占める部分
4 大リブ
4a 小リブに隣接する大リブ
4b 小リブに隣接する大リブの頂点部
4c 小リブに隣接する大リブの頂点
4d 小リブに隣接する大リブの底部
5 両端部
6 小リブ
7 封止部
8 正極板
8a 正極板端部
9 負極板
10 傾斜部a
11 傾斜部b
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bag-shaped
11 Inclined part b
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JP2017033660A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 株式会社Gsユアサ | Lead storage battery |
JP2021072225A (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 古河電池株式会社 | Lead-acid battery |
-
2008
- 2008-03-18 JP JP2008069034A patent/JP2009224248A/en active Pending
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