JP2742804B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として自動車の電源として使用される鉛
蓄電池に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種の鉛蓄電池の実用実態は、個人使用の
自動車に搭載されるもののように、主に通勤や行楽等に
使用するのみで使用頻度が低く、走行距離も短いため比
較的充放電が浅い場合と、タクシー、宅配車等の商用車
や教習用車、バス、トラック等の専門車に搭載されるも
ののように、使用頻度が高く、走行が長距離長時間に及
ぶため充放電が極めて深い場合とに大別される。

第３図に示す従来例の鉛蓄電池は、交互に配設された
陽極板（１）と陰極板（２）間に介在させるセパレータ
（３）を、パルプ製の平板状セパレータ本体（４）の片
面に多数個のリブ（５）を突設したもので構成して、こ
れらのリブ（５）を陽極板（１）の活物質表面に当接さ
せることにより、活物質の軟化による脱落を防止するよ
うにしており、主に前述の前者の実用実態、すなわち充
放電が浅い場合に使用されていた。

また、第４図に示す他の従来例の鉛蓄電池は、セパレ
ータ（13）を、合成紙製の平板状セパレータ本体（14）
の片面に陽極板（11）の活物質表面に当接させるガラス
マット（16）を一体に重合したもので構成しており、ガ
ラスマット（16）が有する優れた保水性が、深い充放電
によって軟化した陽極板（11）表面の活物質の化学反応
に有効に作用すると共に、この陽極活物質がガラスマッ
ト（16）に保持され、陽極板（11）からの脱落が防止さ
れるもので、前述の後者の実用実態のように充放電が深
い場合に適用されていた。なお、（12）は陰極板であ
る。

ところが、上記他の従来例によると、陽極活物質は一
旦、ガラスマット（16）に保持されはするものの、比較
的短期間のうちに保持が不可能となり、陽極板（11）の
底縁部に脱落して、陰極板（12）との間で底部短絡を起
こすか、あるいはセパレータ（13）自体の酸化による孔
あき等によってセパレータショート等を引起こすという
不都合があった。

このように充放電が深い後者のような実用実態におけ
る寿命モードは、陽極活物質が軟化、脱落することによ
り、陽極板と陰極板の底縁部や側面部、場合によっては
上縁部にまで短絡が発生するという問題点があり、その
改善が望まれていた。

第５図に示す鉛蓄電池は、上記のような問題点を踏ま
えて改善策を講じた例であって、高分子樹脂製のセパレ
ータ本体（24）の陽極板（21）との対向面側に多数のリ
ブ（25）を突設してセパレータ（23）を構成し、このセ
パレータ（23）のリブ（25）と陽極板（21）間にガラス
マット（26）を介装して、このガラスマット（26）を陽
極板（21）の活物質表面に当接させ、更に、この陽極板
（21）の他面側には前記セパレータ（23）およびガラス
マット（26）と対称となるようにセパレータ（23）とガ
ラスマット（26）を配設して、両方のセパレータ本体
（24）の端縁部どうしを溶接により接合することによ
り、陽極板（21）両面の活物質をガラスマット（26）で
覆うと共に、これら陽極板（21）と２枚のガラスマット
（26）を２枚のセパレータ（23）で包み込んでなるもの
である。

そして、このように構成したことにより、軟化した陽
極活物質の脱落を防止し、かつ、ガラスマット（26）で
保持しきれずに脱落した活物質を袋状に接合した両方の
セパレータ（23）で受け止めることにより、極板間の底
部短絡を防止するようにしている。なお、（22）は陰極
板である。

また、このように陽極板（21）側に保水性に優れるガ
ラスマット（26）やセパレータ（23）のリブ（25）を配
設することにより、陽極活物質表面の有効な電解液を多
分に確保できることになるため、利用率が向上して電池
の大容量化にも寄与できるものである。

なお、第６図はこの従来の改善例に従う構造の鉛蓄電
池の60℃、JIS寿命試験結果を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の改善例においても、
高分子樹脂製セパレータ（23）の端縁部を溶接する際に
溶接不良を起こさないようにするために、陽極板（21）
の幅寸法よりもガラスマット（26）の幅寸法を小さくし
て溶接代を確保する必要がある。このため、ガラスマッ
ト（26）によって陽極活物質を全面的に被覆することが
できず、特に、陽極板（21）の端縁部はガラスマット
（26）に保持されないことになる。したがって、ガラス
マット（26）が振動あるいは組立時に陽極板（21）に対
して偏った形で位置ずれすると、陽極板（21）が大きく
露出して活物質が多量に脱落することになる。

また、高分子樹脂製のセパレータ（23）は現在のとこ
ろ底部の強度が不十分なため、極板（21）（22）群を電
槽（図示せず）に挿入するときの衝撃や、高温使用下で
の熱劣化等によって底部に孔あきが生じる等の問題点が
多く発生しており、袋状のセパレータ対（23）（23）内
に溜まった活物質が前記底部の孔あき部分から陰極板
（22）の方へ滲み出し、両極板（21）（22）が短絡する
という不都合が見られた。更に、リブ（25）を設けた袋
状セパレータ対（23）（23）の内側へガラスマット（2
6）を設けると、陽極板（21）を含む２枚のセパレータ
（23）（23）間寸法、つまり、袋状セパレータ対（23）
（23）の厚さが極めて大きくなり、この袋状セパレータ
対（23）（23）の端縁部の溶接不良を引起こし、極板
（21）（22）群製造時の生産性を低下させる原因とな
る。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、陽極活物質の軟化による脱落を抑制
し、極板間の短絡の発生を防止して短寿命を防止すると
共に、生産性の改善を図ることを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明は、陽極板と
陰極板を並列して設けた鉛蓄電池用極板群において、ガ
ラス繊維を主成分とするマット型セパレータを袋状にし
て陽極板を被覆すると共に、陰極板を被覆した高分子樹
脂製セパレータを袋状にしてあることを特徴とするもの
である。

陰極板を被覆した高分子樹脂製セパレータは、その一
方または両方の外側面に多数個のリブを突設すると共
に、これらのリブを陽極板の両側に配設されたマット型
セパレータの外側面に当接させるようにするとよい。こ
こに用いる高分子樹脂としては、高分子量20万以上のも
のが望ましい。

〔作用〕

本発明は上記構成により、深い充放電での使用下にお
いて、軟化した陽極活物質はガラス繊維を主成分とする
マット型セパレータに付着するが、このマット型セパレ
ータの外側への滲み出しが抑制され、また、例えマット
型セパレータの外側へ滲み出しても陰極板が高分子樹脂
製セパレータにより両側を覆われているので両極板が短
絡する危険性が著しく減少する。また、両極板を覆うセ
パレータを袋状に形成しているのでセパレータ底部に孔
あきが生じても両極板間の短絡を確実に防止できる。

〔実 施 例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。第１図に示したこの実施例の鉛蓄電池は、陽極板
（31）と陰極板（32）を並列して鉛蓄電池用極板群を構
成してある。前記陽極板（31）の両側にはガラス繊維を
主成分とするマット型セパレータ（33）がこの陽極板
（31）の活物質表面に当接する状態で配設されており、
また、陰極板（32）の両側には高分子樹脂、例えばポリ
エチレン製セパレータ（34）が配設されている。

前記陽極板（31）の両側に配設された２枚のマット型
セパレータ（33）は、端縁どうしを溶接して陽極板（3
1）の全面を被覆する袋状に形成してあり、これによっ
て、軟化によって脱落する陽極活物質の底部からの滲み
出しを防止している。なお、これらのマット型セパレー
タ（33）は陽極板（31）の上面を除く他の部分全面を被
覆するＵ字状となるように接合してもよい。また、この
マット型セパレータ（33）は陽極板（31）の両側に亙っ
て全面的に被覆できるように、陽極板（31）の幅と同一
または陽極板（31）の幅よりも大きく形成してある。

一方、陰極板（32）の両側に配設された２枚の高分子
樹脂製セパレータ（34）は共に、外側面に多数個のリブ
（35）を突設してなるもので、両高分子樹脂製セパレー
タ（34）は端縁どうしを陰極板（32）の全面を被覆する
袋状に溶接してある。

この高分子樹脂製セパレータ（34）のリブ（35）は陽
極板（31）の両側に配設されたマット型セパレータ（3
3）の外側面に当接しており、これによって、マット型
セパレータ（33）を陽極板（31）の活物質表面に密着さ
せている。

前記マット型セパレータ（33）の構成材料としては、
軟化した陽極活物質の脱落を防止すると共に、活物質表
面の反対側への軟化活物質の滲み出しを抑制するため
に、ガラス繊維中にホワイトカーボン等の無機質からな
る粉体や、袋状に形成する際の端縁部溶接が容易に行え
るように、バインダーとして機能する樹脂製繊維材を混
合したものが好適に使用される。

このような構成を有する鉛蓄電池においては、陰極板
（32）を覆う高分子樹脂製セパレータ（34）が、極板群
を電槽へ挿入するときの衝撃や、高温使用下での熱劣化
等によって底部に孔あきが発生するという事態が生じて
も、陽極板（31）がマット型セパレータ（33）により完
全に被覆されているため、両極板（31）（32）間の短絡
の虞れは殆ど生じないものである。

また、高分子樹脂製セパレータ（34）にリブ（35）を
設けているので、保水性に優れたマット型セパレータ
（33）の優れた保水性と相俟って陽極活物質表面の有効
な電解液を多分に確保できることになるため、利用率が
向上して電池の大容量化にも寄与できる。

更に、マット型セパレータ（33）で陽極板（31）を、
また、高分子樹脂製セパレータ（34）で陽極板（31）を
被覆しており、両セパレータ（33）（34）を陽極板（3
1）の両側に二重状態で配設するものではないので、陽
極板（31）側全体の厚さが過大にならず、生産性に悪影
響を及ぼさない。

このように構成したこの実施例の鉛蓄電池の60℃、JI
S寿命試験結果を第２図に示している。第２図と前掲の
第６図に示す従来構造の鉛蓄電池における試験結果とを
比較して明らかなように、この実施例のものでは、従来
に比べて約1.5倍の性能を有していることが判明した。

従来技術は熱劣化による高分子樹脂製セパレータの孔
あき部分での短絡が発生していることが、寿命の潰えた
原因と考えられる。

これに対し、この実施例のものでは陽極板（31）の格
子の腐食劣化や陽極活物質の軟化、並びに陰極板（32）
の砂状化現象等であって、鉛蓄電池を深い充放電サイク
ルで使用した場合の、本来の寿命要因であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の鉛蓄電池によるときは、
深い充放電サイクルでの使用条件下において、陽極活物
質の軟化脱落による両極板の底部短絡を確実に防止で
き、これに起因する電池の短寿命化を無くして長寿命化
を実現でき、しかも、生産性の高い、良品質な鉛蓄電池
を提供できるものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における極板群構成の要部横断
面図、第２図はこの実施例における鉛蓄電池の60℃、JI
S寿命試験結果を示す線図である。第３図は従来例にお
ける極板群構成の要部横断面図、第４図は他の従来例に
おける極板群構成の要部断面図、第５図は従来の改善例
における極板群構成の要部横断面図、第６図は従来の改
善例における鉛蓄電池の60℃、JIS寿命試験結果を示す
線図である。 （31）……陽極板、（32）……陰極板、（33）……マッ
ト型セパレータ、（34）……高分子樹脂製セパレータ、
（35）……リブ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極板と陰極板を並列して設けた鉛蓄電池
   用極板群において、ガラス繊維を主成分とするマット型
   セパレータを袋状またはＵ字状にして陽極板を被覆する
   と共に、高分子樹脂製セパレータを袋状にして陰極板を
   被覆したことを特徴とする鉛蓄電池。
2. 【請求項２】高分子樹脂製セパレータの一方または両方
   の外側面に縦方向に平行に伸びた多数個のリブを突設す
   ると共に、これらのリブを陽極板の両側に配設されたマ
   ット型セパレータの外側面に当接させている請求項記
   載の鉛蓄電池。