JP4375521B2

JP4375521B2 - 蓄電池及びその製造法

Info

Publication number: JP4375521B2
Application number: JP2002337431A
Authority: JP
Inventors: 田中　　裕幸
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP2003223900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキスパンド格子を極板に用いた蓄電池及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池等の極板に用いる格子体は、エキスパンド方式によって作製される場合がある。また、このエキスパンド方式によるエキスパンド格子の作製方法は、ロータリー式とレシプロ式の２種類に大別される。
【０００３】
レシプロ式によるエキスパンド格子は、間欠移動する金属シート上で、階段状に配置されたダイスカッタを上下動させ、この金属シートに順次切り込みを入れると共に網目状に押し広げることにより作製される。即ち、図１に示すように、鉛又は鉛合金等からなる金属シート１は、下台２の平坦な上面上を矢印Ｆ方向に間欠的に搬送される。下台２の両側面には、矢印Ｆ方向に進むに従って一定の段差で階段状に中央寄りに狭まる階段状側面２ａが両側部からそれぞれ多数段（図では簡単のため４段のみ示す）ずつ形成されている。この下台２の上方には、ダイスカッタ３を取り付けた上台４が配置されている。上台４は、実際には図よりももっと下方の、下台２上を搬送される金属シート１の少し上方に配置され、ここで上下動を行うようになっている。この上台４の両側面には、下台２の階段状側面２ａと同様の階段状側面４ａがそれぞれ形成されている。また、ダイスカッタ３は、この上台４の各階段状側面４ａに固着されるので、全体としてほぼＶ字形に配置されることになる。そして、これらのダイスカッタ３は、それぞれ上台４の下面よりも下方に刃先３ａを突出させている。
【０００４】
上記金属シート１は、間欠移動で停止するたびに上台４が下降して１回の上下動を行うことにより、各ダイスカッタ３の刃先３ａにより両端部が切断されると共に下方に押し広げられて、図２に示すようなエキスパンド格子となる。即ち、金属シート１は、幅方向の中央部の集電額部１ａの両側部が順に格子桟１ｂとして押し広げられて網状に繋がり、それぞれ４本ずつの格子桟１ｂによって囲まれた網目状の多数のマス目１ｃを有するエキスパンド格子に加工される。集電額部１ａは、極板の集電のために金属シート１にマス目１ｃを形成しないようにした領域であり、後に端子への接続のための極板耳が形成される。もっとも、この図２に示すエキスパンド格子は、図１に示すものとは異なり、ダイスカッタ３が上台４の両側面に１２個ずつ取り付けられた装置により作製されたものを示す。
【０００５】
上記レシプロ式の作製方法では、ダイスカッタ３が金属シート１を切断し格子桟１ｂを押し広げて展開することによりマス目１ｃを形成するまでの動作を、上台４の１回の上下動により完了する。従って、このレシプロ式の作製方法では、各マス目１ｃがほぼひし形になるようにして、これを囲む４本の格子桟１ｂの長さを等しくすることにより、各格子桟１ｂを押し広げる際の応力が均等に加わるようにしている。ただし、このレシプロ式の作製方法では、各マス目１ｃの形状を長辺と短辺の長さが異なるほぼ平行四辺形にするものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。このレシプロ式の作製方法では、各格子桟１ｂは、ダイスカッタ３の刃先３ａによって真っ直ぐ下方に押し広げられるので、展開の際にこの格子桟１ｂにねじれが生じるようなことがなく、このために蓄電池の極板として用いたときの寿命性能に優れるという長所を有する。
【０００６】
また、このエキスパンド格子は、ほぼＶ字形に配置されたダイスカッタ３により、例えば１点鎖線Ｌ_１で示す斜めのライン上の各マス目１ｃが一度に形成される。そして、金属シート１が間欠移動により所定距離だけ搬送されて次の上台４が上下動したときには、１点鎖線Ｌ_２で示す斜めのライン上の各マス目１ｃが一度に形成される。従って、この金属シート１は、幅方向の両端部のマス目１ｃが最初に形成され、間欠移動するたびに順に内側のマス目１ｃが形成されることになる。また、各ダイスカッタ３の刃先３ａは、各マス目１ｃの下方でほぼＶ字形に配置される２本の格子桟１ｂを押し下げることになり、同じダイスカッタ３が押し下げる各格子桟１ｂが同じ列のものとなって、進行方向Ｆに沿いジグザグ状に交互に傾斜して一列に並ぶことになる。
【０００７】
上記のようにして作製されたエキスパンド格子は、図２に示すように、金属シート１の幅方向の中央部に形成された集電額部１ａの両側の側方に格子桟１ｂが網状に繋がったものとなる。そして、このエキスパンド格子を極板として使用する際には、集電額部１ａを矢印Ｆ方向に沿った切断線で２分割される。従って、極板として使用するエキスパンド格子は、集電額部１ａの一方の側方に格子桟１ｂが網状に繋がったものとなる。このようなレシプロ式によるエキスパンド格子の作製方法は、金属シート１が間欠移動により搬送されるために、作製速度が多少遅くなる。
【０００８】
ロータリー式によるエキスパンド格子は、まずスリット形成工程で金属シートに円板カッタを用いて多数の千鳥状のスリットを形成し、次に展開工程でこの金属シートを幅方向に展開し各スリットを網目状に引き広げることにより作製される。即ち、このロータリー式の作製方法では、まず図３に示すスリット形成工程で、円板カッタ５を多数枚重ね合わせた上下の円板カッタロール６，６の間に金属シート１を通すことによりスリット１ｄを形成する。円板カッタ５は、図４に示すように、周面に多数の山部５ａと谷部５ｂとを交互に設けた金属円板である。また、この円板カッタ５の表裏面の周縁部には、谷部５ｂごとにこの谷部５ｂに開口する溝部５ｃが形成されている。ただし、これらの溝部５ｃは、各谷部５ｂごとに表裏いずれかの面にのみ形成され、かつ、隣り合う谷部５ｂ同士では表裏が異なる面に形成される。円板カッタロール６は、図５に示すように、この円板カッタ５をスペーサ７を介して多数枚同軸上に重ねたものであり、上下の円板カッタロール６，６は、各円板カッタ５が軸方向に半ピッチ分ずれて配置され、上下の周縁部同士が互い違いに噛み合うような位置に配置されている。また、これら上下の円板カッタロール６，６は、上下の円板カッタ５，５が山部５ａ，５ａ同士と谷部５ｂ，５ｂ同士でそれぞれ重なって噛み合うような位相で同期して逆方向に回転する。
【０００９】
上記円板カッタロール６，６の間に金属シート１を通すと、図３に示すように、各円板カッタ５によって多数のスリット１ｄが形成される。ただし、これらのスリット１ｄは、上下の円板カッタ５，５の谷部５ｂ，５ｂにおける溝部５ｃ，５ｃ同士が向かい合う部分では途切れることになるので、金属シート１の進行方向Ｆに沿って連続するのではなく、一定間隔ごとに途切れて連なることになる。しかも、金属シート１の幅方向に隣接して形成される各スリット１ｄは、途切れ部分が進行方向Ｆに沿って半ピッチ分ずれるので、全体として千鳥状に形成されることになる。そして、隣接するスリット１ｄ間の細長い金属線状の部分が格子桟１ｂとなり、進行方向Ｆに沿ったスリット１ｄの途切れ部分が結節部１ｅとなる。
【００１０】
なお、上記ロータリー式による作製方法では、上下に配置した２本の円板カッタロール６，６間に金属シート１を通してスリット１ｄを形成する場合を示したが、３本以上の円板カッタロール６の間に金属シート１を通すようにしてスリット１ｄを形成することもできる。
【００１１】
上記のようにしてスリット１ｄが形成された金属シート１は、展開工程において幅方向の両側に引き広げられて展開されることにより図６に示すようなエキスパンド格子となる。一般にロータリー式により作製されたエキスパンド格子は、この図６に示すように、金属シート１の幅方向の中央部に集電額部１ａが設けられると共に、両側端部にそれぞれ下方額部１ｆ，１ｆが設けられて、これらの間に網目状の多数のマス目１ｃが形成されることになる。集電額部１ａと下方額部１ｆは、金属シート１におけるマス目１ｃの形成されない領域であり、集電額部１ａには、端子に接続して集電するために後に極板耳が形成される。下方額部１ｆは、電槽に収納したときに極板の下端となる部分である。金属シート１は、これら両側部の下方額部１ｆ，１ｆをさらに両側方に引き広げることににより展開される。従って、この金属シート１は、幅方向の両側に引っ張られて各スリット１ｄの隙間が広がりほぼひし形のマス目１ｃになると共に、各マス目１ｃを囲む４本ずつのほぼ同じ長さの格子桟１ｂが網状に繋がってエキスパンド格子が作製される。また、隣接する一連のスリット１ｄ，１ｄ間によって形成される各格子桟１ｂが同じ列のものとなり、進行方向Ｆに沿ってジグザグ状に交互に傾斜して一列に並ぶことになる。
【００１２】
上記のようにして作製されたエキスパンド格子は、極板として使用する際には、幅方向の中央部の集電額部１ａを矢印Ｆ方向に沿った切断線で２分割される。従って、極板として使用するエキスパンド格子は、集電額部１ａの一方の側方に格子桟１ｂが網状に繋がり、この側端部に下方額部１ｆを有するものとなる。
【００１３】
このようなロータリー式による作製方法は、金属シート１が連続的に搬送されてスリット形成と展開が行われるので、レシプロ式に比べてエキスパンド格子を作製する速度が早くなるという利点を有する。ただし、金属シート１の各格子桟１ｂは、スリット形成工程で円板カッタ５の山部５ａにより上下いずれかの方向に突出するように変形されると共に、展開工程でもマス目１ｃを形成するために引き広げられるので、一度で格子桟１ｂの切り出しと展開が完了するレシプロ式の場合と異なり、これらスリット形成工程と展開工程による強い応力を二度も受けることになる。しかも、展開工程では、各格子桟１ｂがダイスカッタ３によって下方にのみ押し広げられるレシプロ式の場合と異なり、これらの各格子桟１ｂが結節部１ｅを介してねじれながら引き広げられるために、このねじり応力も加わる。このため、ロータリー式によって作製されたエキスパンド格子は、製造時に格子桟１ｂに亀裂が生じたり破断しやすくなり、歩留りが悪くなったり寿命性能が低下するという欠点もある。
【００１４】
ここで、上記レシプロ式とロータリー式のいずれによって作製されたエキスパンド格子も、各格子桟１ｂの幅はいずれの部分でも均一であるのが一般的である。しかしながら、このエキスパンド格子を鉛蓄電池の正極板として用いた場合には、充電時に鉛や鉛合金の酸化反応が生じるので、この反応が進行して酸化腐食により格子桟１ｂが破断する場合がある。そして、格子桟１ｂが破断すると、この破断した部分よりも集電額部１ａから遠いマス目１ｃに保持された活物質が電気的に孤立し充放電ができにくくなってしまう。このため、集電額部１ａの近傍で格子桟１ｂが破断すると、電気的に孤立する活物質が多くなり、極板の容量が大幅に低下する。そこで、従来は、上記のように、破断による容量低下への影響が大きくなる集電額部１ａに近い列の格子桟１ｂほど幅を太くするような工夫をする場合があった。即ち、エキスパンド格子の一部に太い格子桟を設けるもの（例えば、特許文献２参照。）や、エキスパンド格子の格子桟の幅を上から下に段階的に細くするもの（例えば、特許文献３参照。）、格子桟の太さを規定したもの（例えば、特許文献４参照。）等が提案されていた。
【００１５】
【特許文献１】
特開昭５７−９０８７３号公報
【特許文献２】
実開昭６１−６６８６４号公報
【特許文献３】
特開昭平１−２０４３６４号公報
【特許文献４】
特開平９−２２３５０２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ロータリー式によるものとレシプロ式によるもののいずれの場合も、エキスパンド格子は、格子桟１ｂの幅が相違するように作製すると、展開時に幅の狭い格子桟１ｂが破断しやすくなって歩留りが悪くなるという問題があった。即ち、ロータリー式によるエキスパンド格子は、その作製工程において金属シート１を幅方向に引き広げる展開工程を有するため、格子桟１ｂの幅が金属シート１の幅方向の位置、即ち列によって異なると、この格子桟１ｂの幅が狭く強度の弱い部分に展開時の応力が強く加わる。しかも、金属シート１を引き広げる際の引っ張り応力は、まず最初に集電額部１ａから最も離れた両側端の列の格子桟１ｂに加わるので、このような両側端の列の格子桟１ｂの幅が狭かったり他の列と同じ幅である場合に特に破断しやすくなる。また、レシプロ式によるエキスパンド格子においても、マス目１ｃが金属シート１の中央部の集電額部１ａから最も離れた両側端部から順に内側に向けて形成されるため、この両側端部に幅が狭く強度の弱い格子桟１ｂが配置されていると、上台４の上下動や金属シート１の間欠移動時の振動によってこの格子桟１ｂが破断されやすくなる。
【００１７】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、集電額部付近の格子桟だけでなくこの集電額部から遠い側端部の格子桟の幅もこれらの中間の格子桟の幅より広くすることにより、蓄電池の容量低下を抑制すると共に、ロータリー式とレシプロ式のいずれで作製されたエキスパンド格子でも歩留りを向上させることができる蓄電池及びその製造法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、金属シートの集電額部と下方額部との間を展開することにより多数の格子桟を網状に繋いで格子体としたエキスパンド格子を極板に用いる蓄電池において、このエキスパンド格子における集電額部に直接繋がる列と下方額部に直接繋がる列との各格子桟の幅が、他の中間の少なくともいずれか一列の各格子桟の幅よりも広く形成されており、かつ前記集電額部と前記下方額部との間には額部が無いことを特徴とする。
【００１９】
請求項１の発明によれば、集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が広く形成されて破断しにくくなっているので、この集電額部に繋がる格子桟の破断により蓄電池に大幅な容量低下が発生するのを防ぐことができるようになる。しかも、下方額部に直接繋がる列の各格子桟の幅も広く形成されて破断しにくくなっているので、ロータリー式やレシプロ式の展開時にこれら端部の格子桟が破断してエキスパンド格子が製造不良になるのを防ぐこともできるようになる。
【００２０】
ここで、エキスパンド格子は、集電額部の側方に格子桟の列が３列以上にわたって配置されている。そして、ロータリー式によるエキスパンド格子では、側方の端の列の格子桟も集電額部とは別の下方額部に繋がるのに対して、レシプロ式では、この側方の端の列の格子桟で終端しているのが一般的である。額部とは、金属シートの非展開部であって、格子桟の幅よりは十分に広いある程度の幅を有する領域である。また、集電額部は、各格子桟の集電を行う額部であり、通常は端子に接続するための極板耳が形成される。そして、両側に額部のあるロータリー式の場合には、いずれか一方の額部がこの集電額部となる。格子桟は、金属シートを切断して細長い短冊状としたものであり、各列の格子桟は、展開によってジグザグ状に交互に傾斜して配置されることになる。また、これらジグザグ状の格子桟の多数の列が集電額部の側方で順次繋がることにより網状となる。なお、同じ列の格子桟は、ロータリー式においてもレシプロ式においても、同じ円板カッタやダイスカッタによって加工されるので、同じ列にある格子桟の幅は全て等しくなるのが一般的である。
【００２１】
また、格子桟の幅とは、金属シート自体の厚さではなく、ロータリー式の円板カッタやレシプロ式のダイスカッタによる金属シートの刻み幅（ただし、展開により引き伸ばされて幅が狭くなる場合もある）をいう。例えば図７に示すように、金属シート１の集電額部１ａの側方がロータリー式やレシプロ式によって展開されて多数の格子桟１ｂが網状に繋がっている場合、金属シート１の厚さに依存する長さＬｔではなく、刻み幅に依存する長さＬｗがこの格子桟１ｂの幅となる。なお、この図７では、ロータリー式やレシプロ式を区別しないために、展開された格子桟１ｂの形状を模式的に平坦に示している。
【００２２】
請求項２の発明は、前記集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が最大となり、前記下方額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が、この集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅よりも狭く、かつ、これら集電額部に直接繋がる列と下方額部に直接繋がる列を除いた中間の少なくともいずれか一列の各格子桟の幅よりも広く形成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明によれば、集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が最も広く形成されているので、寿命性能に最も影響の大きい使用時の腐食によるこれらの格子桟の破断を確実に防止することができるようになる。また、下方額部に直接繋がる列の各格子桟の幅も他の中間の列よりは広く形成されて破断しにくくなっているので、製造不良による歩留りの低下を防止することができるようになる。
【００２４】
請求項３の発明は、最大の格子桟の幅が最小の格子桟の幅の１．２倍以上、１．６倍以下であることを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明によれば、最大の格子桟の幅が最小のものよりも１．２倍以上あるので、集電額部に直接繋がる列や下方額部に直接繋がる列の格子桟の幅を広くしたことによる効果を確実なものにすることができる。ここで、全ての格子桟の幅を広くしたのでは、極板中のエキスパンド格子に対する活物質の充填量の割合が小さくなりすぎるので、蓄電池のエネルギー密度が低下する。このため、本発明では、中間の列の格子桟の幅はできるだけ狭いままとして、このエネルギー密度が低下しないようにしている。また、最大の格子桟の幅を最小のものの１．６倍以下としているので、この格子桟の幅の差が大きくなりすぎて、ロータリー式やレシプロ式の展開時に幅が狭く強度の弱い格子桟が特に破断されやすくなるのを防止することができる。
請求項４の発明は、金属シートの集電額部と下方額部との間を展開することにより多数の格子桟を網状に繋いで格子体としたエキスパンド格子を極板に用いた蓄電池の製造法において、このエキスパンド格子における集電額部に直接繋がる列と下方額部に直接繋がる列との各格子桟の幅が、他の中間の少なくともいずれか一列の各格子桟の幅よりも広く形成され、かつ前記集電額部と前記下方額部との間には額部が形成されないようにエキスパンド格子の展開がなされることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が広く形成されて破断しにくくなるので、この集電額部に繋がる格子桟の破断により蓄電池に大幅な容量低下が発生するのを防ぐことができるようになる。しかも、下方額部に直接繋がる列の各格子桟の幅も広く形成されて破断しにくくなるので、ロータリー式やレシプロ式の展開時にこれら端部の格子桟が破断してエキスパンド格子が製造不良になるのを防ぐこともできるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図８〜図１１は本発明の一実施形態を示すものであって、図８は図３において円板カッタの板厚を変えた場合のＡ−Ａ矢示縦断面正面図、図９はこの図８に示した円板カッタロールを使用してスリットを形成した金属シートの（ａ）平面図とこの金属シートを展開したエキスパンド格子の（ｂ）平面図、図１０はレシプロ式でダイスカッタの取り付け段差を変えたエキスパンド格子の作製工程を模式的に示す斜視図、図１１はこの図１０に示したレシプロ式により作製したエキスパンド格子の平面図である。
【００２８】
本実施形態では、ロータリー式とレシプロ式の双方で作製されたエキスパンド格子を極板に使用する蓄電池について説明する。
【００２９】
図６に示したロータリー式により作製されたエキスパンド格子や、図２に示したレシプロ式により作製されたエキスパンド格子においては、腐食により格子桟１ｂの破断が生じた場合に最も極板容量が低下するのは、集電額部１ａに近い格子桟１ｂが破断したときである。このため、この集電額部１ａに近い列の格子桟１ｂほど腐食破断が生じにくいように幅を太くすることが望ましい。一方、図６のロータリー式によるエキスパンド格子においては、集電額部１ａから離れた側方（図６では上下方向）の端部ほど展開時に強い引っ張り応力が加わり破断しやすくなる。また、図２に示したレシプロ式によるエキスパンド格子では、ダイスカッタ３の上下動や金属シート１の間欠移動による加工時の振動により、最初に押し広げられることとなる集電額部１ａから最も離れた側方の端部の格子桟１ｂほど破損しやすくなる。このため、この集電額部１ａの側方の端に近い格子桟１ｂも幅を太くすることが望ましい。なお、通常は、集電額部１ａに極板耳を形成して、この極板耳を上向きにして極板を電槽に収納するので、エキスパンド格子は、上部と下部に近い格子桟１ｂほど幅を太くすることが望ましいことになる。
【００３０】
このことから本発明の最も望ましい形態は、使用時の寿命性能に影響する集電額部に近い列の格子桟の幅を最も広くすると共に、側方の中間部に向かうに従って順次幅を狭くし、この中間部から側方の端に近付くほど再び格子桟の幅を順次広くしたものである。なお、格子桟の幅を広狭２種類しか形成しない場合には、集電額部に直接繋がる１列又は集電額部に近い２列以上の格子桟と、この集電額部の側方の端の１列又はこの側方の端に近い２列以上の格子桟の幅のみを広いものとし、それ以外の中間の列の格子桟の幅を狭いものとすることもできる。
【００３１】
このような格子桟の幅の差は、少なくとも最も広い幅が最も狭い幅の１．２倍以上なければ、この格子桟の破断を防止する効果が十分に得られない。ただし、実際に格子桟の幅に極端な差を設けた場合、ロータリー式においてもレシプロ式においても、幅の広い格子桟と狭い格子桟とでは強度差が大きくなりすぎ製造不良が多くなるので、この格子桟の最も広い幅は、最も狭い幅の１．６倍以下であることが望ましい。
【００３２】
本発明に係るエキスパンド格子は次のようにして得ることができる。
【００３３】
エキスパンド格子の網状の格子桟の幅を列ごとに変えるには、ロータリー式においては、格子桟の幅を広くしたい部分に配置された円板カッタの板厚を厚くすることによって達成される。また、格子桟の幅を狭くしたい場合には、この部分に配置された円板カッタの板厚を薄くすればよい。
【００３４】
ロータリー式の作製方法によりエキスパンド格子にスリットを形成する工程を図８に基づいて説明する。図３に示したように、上下に配置された円板カッタロール６，６の間に金属シート１を矢印Ｆ方向に向けて通すことにより、この金属シート１にスリットが形成される。各円板カッタロール６は、図８に示す場合も、図５に示したものと同様に、多数枚の円板カッタ５を間隔を開けるためのスペーサ７を介して同軸上に密接させて並べたものである。従って、上下の円板カッタロール６，６の円板カッタ５が周縁部で噛み合うことにより、図８の手前側から挿入された金属シート１にスリットが形成される。また、この金属シート１の隣接するスリット間によって構成される格子桟１ｂは、これら上下の円板カッタ５の周面に形成された山部５ａに押されて、金属シート１の上下面からそれぞれ凸状に突出する。
【００３５】
上記円板カッタロール６，６は、図８に示すように、金属シート１の集電額部１ａに最も近い（図示左側の）円板カッタ５とスペーサ７の板厚Ｗ_１を最も厚くし、次に集電額部１ａに近いスペーサ７と円板カッタ５及び集電額部１ａから最も遠い側方（図示右側）の端のスペーサ７と円板カッタ５の板厚Ｗ_２を２番目に厚くし、その他の円板カッタ５とスペーサ７の板厚Ｗ_３を最も薄くした。このような円板カッタロール６，６を用いてスリットを形成した金属シート１は、図９（ａ）に示すように、集電額部１ａに最も近いスリット間の幅Ｗ_１が最も広くなり、次に集電額部１ａに近いスリット間とこの集電額部１ａから最も遠いスリット間の幅Ｗ_２が２番目に広くなり、他のスリット間の幅Ｗ_３が最も狭くなる。そして、この金属シート１を展開すると、図９（ｂ）に示すように、集電額部１ａに直接繋がる列の格子桟１ｂの幅Ｗ_１が最も広くなり、これらの格子桟１ｂに繋がる次の列の格子桟１ｂと集電額部１ａから最も遠い列の格子桟１ｂの幅Ｗ_２が２番目に広くなり、他の列の格子桟１ｂの幅Ｗ_３が最も狭くなる。ここで、図８や図９は、説明をわかりやすくするために、スリット間や格子桟１ｂ等の幅の差を誇張して描いている。また、図９（ｂ）では、展開時の伸びにより格子桟１ｂの幅が狭くなることは無視している。
【００３６】
なお、図３や図８で説明した作製方法では、上下２つの円板カッタロール６，６を用いる例を示したが、３つ以上の円板カッタロール６を用いた場合にも、同様に円板カッタ５とスペーサ７の板厚を調整することにより、格子桟１ｂの幅を変えることができる。
【００３７】
上記ロータリー式の作製方法では、図９（ａ）に示す金属シート１の集電額部１ａの側を固定して、その側方の端部（図９の下方の端部）の下方額部１ｆの側をさらに外側に引っ張ることにより図９（ｂ）に示すような展開が行われる。従って、もしこの下方額部１ｆに近い格子桟１ｂの幅Ｗ_２が狭く強度が弱い場合には、これらの格子桟１ｂが破断されるおそれが生じる。また、これは下方額部１ｆに近い格子桟１ｂだけでなく、集電額部１ａに近い格子桟１ｂもほぼ同様であり、引っ張る方向が逆になった場合であっても、これら両端部付近の格子桟１ｂは展開の際に破断されるおそれがある。
【００３８】
レシプロ式においては、間欠移動する金属シートの上方で階段状に配置された複数のダイスカッタが上下動することにより展開が行われるので、これらのダイスカッタの階段状段差を広くすることによって、その列の格子桟の幅を広くすることができる。
【００３９】
レシプロ式によりエキスパンド格子を作製する例を図１０に基づいて説明する。図１の場合と同様に、金属シート１は、進行方向Ｆに沿って間欠的に送られる。この金属シート１を載置して搬送する下台２には、両側面に階段状側面２ａが複数段設けられている（図では４段に省略）。この下台２の上方には、上台４が配置されている。この上台４にも、下台２と同様に、両側面に階段状側面４ａが複数段設けられる。そして、この上台４の階段状側面４ａに、エキスパンド加工用の刃先３ａを有するダイスカッタ３がそれぞれ取り付けられている。
【００４０】
上台４と下台２の間には、金属シート１が通過できる程度の隙間を有する一方、上台４は金属シート１の間欠移動に伴って上下動を繰り返す。そして、この上台４の上下動によって各ダイスカッタ３の刃先３ａが金属シート１に切れ目を入れながら下方に押し広げて網状の格子桟を形成する。ここで、下台２の最も幅の広い部分から１段内側の階段状側面２ａがエキスパンド格子の最下段に相当する。
【００４１】
本実施形態では、上記上台４の階段状側面４ａと下台２の階段状側面２ａに段差の広くした部分を設けている。即ち、図１０では、一番外側のダイスカッタ３を取り付けた階段状側面４ａと、その内側のダイスカッタ３を取り付けた階段状側面４ａとの間の段差を他より広げている。このような製造装置を用いると、段差の広い部分の格子桟の幅が広くなる。そして、多数のダイスカッタ３を取り付けた実際の製造装置の上台４と下台２にこのような段差を設けることにより、例えば図１１に示すように、任意の列の格子桟１ｂの幅Ｗ_２を他の列の格子桟１ｂの幅Ｗ_３よりも広げることができる。従って、この格子桟１ｂの幅を広げる部分を適宜選択することにより、図９（ｂ）に示したロータリー式の場合と同様に、集電額部１ａに近い列と遠い列の格子桟１ｂの幅だけを広げることができるようになる。
【００４２】
【実施例】
（実施例１）
この実施例１では、図９に示した金属シート１における集電額部１ａから最も遠い下方額部１ｆに直接繋がる格子桟１ｂの幅を最も狭くした場合と広くした場合との比較を示す。
【００４３】
実施例１では、ロータリー式の作製方法を用いてＰｂ−０．６ｗｔ％Ｃａ−１．０ｗｔ％Ｓｎの合金シートをエキスパンド格子に加工した。このとき、ロータリー式エキスパンド加工機の円板カッタとスペーサの板厚を適宜変更して、集電額部１ａから最も遠い下方額部１ｆに直接繋がる列の格子桟１ｂの幅を最も狭くすると、展開時にこれらの格子桟１ｂと下方額部１ｆとの接点の約１０％で破断が認められた。それに対し、この下方額部１ｆに直接繋がる列の格子桟１ｂの幅を他の中間の列の格子桟１ｂよりも広げると、展開時のこれらの格子桟１ｂと下方額部１ｆとの接点の破断が約２％まで低減した。
【００４４】
レシプロ式の作製方法によっても同様の試験を実施した。この場合もロータリー式の作製方法のときと同様、集電額部から最も遠い列の格子桟の幅を最も狭くすると、展開時にこれらの格子桟の破断が約６％認められた。それに対し、これらの格子桟の幅を広げると、展開時の格子桟の破断が約１％まで低減した。
【００４５】
（実施例２）
この実施例２では、図９に示した金属シート１における集電額部１ａに直接繋がる格子桟１ｂの幅を最も狭くした場合と広くした場合との比較を示す。
【００４６】
実施例２でも、ロータリー式の作製方法を用いてＰｂ−０．６ｗｔ％Ｃａ−１．０ｗｔ％Ｓｎの合金シートをエキスパンド格子に加工した。このロータリー式によるエキスパンド格子に常法で製造した鉛蓄電池用正極活物質を充填し、熟成、乾燥して鉛蓄電池用正極板を製造すると共に、同じエキスパンド格子に常法で製造した鉛蓄電池用負極活物質を充填し、熟成、乾燥して鉛蓄電池用負極板を製造した。
【００４７】
これら正負極板を、微孔性のポリエチレンを主体とするセパレータを介して交互に積層した後、同極性の極板同士を接続して極板群とし、この極板群を電槽に挿入後、所定量、所定比重の希硫酸電解液を注液して、ＪＩＳに規定される７５Ｄ２６形鉛蓄電池を製造した。
【００４８】
ここでも、エキスパンド格子は、ロータリー式エキスパンド加工機の円板カッタとスペーサの板厚を変えることによって、各種格子桟の幅のものを作製した。
【００４９】
この７５Ｄ２６形鉛蓄電池を７５℃で過充電する試験（充電電圧１３．８Ｖ（制限電流２５Ａ）、充電時間１１７ｈ、放置時間４９ｈ、放電電流２００Ａを１サイクルとし、２秒目電圧が３．０Ｖ以下になると終了）に供した。
【００５０】
集電額部１ａに直接繋がる列の格子桟１ｂの幅を最も狭くすると、早期に寿命と判定された。寿命に達した鉛蓄電池を解体して、正極板の状態を観察したところ、集電額部１ａとこれに直接繋がる格子桟１ｂの腐食が著しく、最も腐食の激しいものでは格子桟１ｂが集電額部１ａから完全に破断していた。
【００５１】
集電額部１ａに直接繋がる列の格子桟１ｂの幅を広いものにすると上記現象は解消され、これらの格子桟１ｂの幅が広いほど、寿命性能がよくなった。また、集電額部１ａに直接繋がる列に隣接する複数の列の格子桟１ｂの幅も広げると、寿命性能はさらに改善された。
【００５２】
レシプロ式の作製方法によっても上記試験と同様の試験を実施した。そして、その結果は、ロータリー式の作製方法による場合の試験結果と同様であった。
【００５３】
（実施例３）
この実施例３では、最も狭い格子桟の幅に対する最も広い格子桟の幅が倍率を種々代えたエキスパンド格子の比較を示す。
【００５４】
実施例３でも、ロータリー式の作製方法を用いてＰｂ−０．６ｗｔ％Ｃａ−１．０ｗｔ％Ｓｎの合金シートをエキスパンド格子に加工した。このロータリー式によるエキスパンド格子に常法で製造した鉛蓄電池用正極活物質を充填し、熟成、乾燥して鉛蓄電池用正極板を製造すると共に、同じエキスパンド格子に常法で製造した鉛蓄電池用負極活物質を充填し、熟成、乾燥して鉛蓄電池用負極板を製造した。
【００５５】
これら正負極板を、微孔性のポリエチレンを主体とするセパレータを介して交互に積層した後、同極性の極板同士を接続して極板群とし、この極板群を電槽に挿入後、所定量、所定比重の希硫酸電解液を注液して、ＪＩＳに規定される７５Ｄ２６形鉛蓄電池を製造した。
【００５６】
ここでも、エキスパンド格子は、ロータリー式エキスパンド加工機の円板カッタとスペーサの板厚を変えることによって、各種格子桟の幅のものを作製した。
【００５７】
この７５Ｄ２６形鉛蓄電池を７５℃で過充電する試験（充電電圧１３．８Ｖ（制限電流２５Ａ）、充電時間１１７ｈ、放置時間４９ｈ、放電電流２００Ａを１サイクルとし、２秒目電圧が３．０Ｖ以下になると終了）に供した。このエキスパンド格子は、集電額部に近い２列の格子桟の幅が最も広く、次に近い２列の格子桟の幅が２番目に広く、最も遠い下方額部の近くの２列の格子桟の幅が最も狭くなるようにした。
【００５８】
試験結果を図１２に示す。図１２は横軸に、最も狭い格子桟の幅に対する最も広い格子桟の幅の倍率をとり、縦軸に、格子桟の幅がすべて同じであるエキスパンド格子を用いた鉛蓄電池の寿命性能を１００としたときの寿命性能比と、エキスパンド格子作製時の格子桟の破断率とをとった。図１２から明らかなように、実施例３のような構成のエキスパンド格子を使用した鉛蓄電池では、格子桟の幅の広いものを用いるほど寿命性能は飛躍的に向上するが、この格子桟の幅の倍率を１．６倍より大きくするとエキスパンド格子の作製時の破断率も急激に大きくなった。これは、エキスパンド格子の展開時に、幅の広い格子桟は延びにくく、幅の狭い格子桟ほど延びやすいため、展開時の応力が幅の狭い格子桟に集中したことによる。
【００５９】
レシプロ式の作製方法によっても上記試験と同様の試験を実施した。そして、その結果は、ロータリー式の作製方法による場合の試験結果と同様であった。
【００６０】
この他に、鉛蓄電池以外の蓄電池においても、正極集電体の腐食が生じるものにおいては同様の結果が得られた。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の蓄電池及びその製造法によれば、エキスパンド格子の格子桟の幅を変えることにより、このエキスパンド格子を用いた極板の耐食性および生産性を改善し、蓄電池の寿命性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例を示すものであって、レシプロ式によるエキスパンド格子の作製工程を模式的に示す斜視図である。
【図２】従来例を示すものであって、レシプロ式により作製されたエキスパンド格子の平面図である。
【図３】従来例を示すものであって、ロータリー式によるエキスパンド格子のスリット形成工程を示す側面図である。
【図４】従来例を示すものであって、ロータリー式によるエキスパンド格子のスリット形成工程で用いる円板カッタを示す（ａ）側面図と（ｂ）Ｂ−Ｂ矢示平面図とこのＢ−Ｂ矢示部付近の（ｃ）部分拡大側面図である。
【図５】従来例を示すものであって、図３のＡ−Ａ矢示縦断面正面図である。
【図６】従来例を示すものであって、ロータリー式により作製されたエキスパンド格子の平面図である。
【図７】エキスパンド格子の部分拡大斜視図である。
【図８】図３において、円板カッタの板厚を変えた場合のＡ−Ａ矢示縦断面正面図である。
【図９】図８に示した円板カッタロールを使用してスリットを形成した金属シートの（ａ）平面図とこの金属シートを展開したエキスパンド格子の（ｂ）平面図である。
【図１０】レシプロ式でダイスカッタの取り付け段差を変えたエキスパンド格子の作製工程を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したレシプロ式により作製したエキスパンド格子の平面図である。
【図１２】格子桟の幅の比に対する寿命と破断率の変化を示す図である。
【符号の説明】
１金属シート
１ａ集電額部
１ｂ格子桟

Claims

金属シートの集電額部と下方額部との間を展開することにより多数の格子桟を網状に繋いで格子体としたエキスパンド格子を極板に用いる蓄電池において、このエキスパンド格子における集電額部に直接繋がる列と下方額部に直接繋がる列との各格子桟の幅が、他の中間の少なくともいずれか一列の各格子桟の幅よりも広く形成されており、かつ前記集電額部と前記下方額部との間には額部が無いことを特徴とする蓄電池。
前記集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が最大となり、前記下方額部に直接繋がる列の各格子桟の幅が、この集電額部に直接繋がる列の各格子桟の幅よりも狭く、かつ、これら集電額部に直接繋がる列と下方額部に直接繋がる列を除いた中間の少なくともいずれか一列の各格子桟の幅よりも広く形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蓄電池。
最大の格子桟の幅が最小の格子桟の幅の１．２倍以上、１．６倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電池。
金属シートの集電額部と下方額部との間を展開することにより多数の格子桟を網状に繋いで格子体としたエキスパンド格子を極板に用いた蓄電池の製造法において、このエキスパンド格子における集電額部に直接繋がる列と下方額部に直接繋がる列との各格子桟の幅が、他の中間の少なくともいずれか一列の各格子桟の幅よりも広く形成され、かつ前記集電額部と前記下方額部との間には額部が形成されないようにエキスパンド格子の展開がなされることを特徴とする蓄電池の製造法。