JP5119586B2 - Lead-acid battery grid - Google Patents
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Description
本発明は、エキスパンド方式により作製された鉛蓄電池の格子体に関するものである。 The present invention relates to a grid for a lead-acid battery produced by an expanding method.
鉛蓄電池の極板は、鉛又は鉛合金からなる格子体の網目部に活物質を充填したものである。格子体は、鉛又は鉛合金の鋳造によって網目部を形成する他に、生産性向上を目的として、鉛又は鉛合金からなるシート材をエキスパンド方式により網目状に展開して網目部を形成する作製方法がある。また、このエキスパンド方式には、ダイスカッタの上下運動によってシート材の両端部から順に網目部を展開するレシプロ方式と、円盤状カッタの回転によってシート材に形成した千鳥状のスリットを両側から引き広げることにより網目部を展開するロータリ方式とがある。そして、このロータリ方式は、レスプロ方式に比べて、さらに生産性に優れると共に、網目部の各桟が展開時にねじれを生じるので、この網目部に活物質が保持されやすくなるという利点も有している。 An electrode plate of a lead storage battery is obtained by filling an active material in a mesh part of a lattice body made of lead or a lead alloy. In addition to forming the mesh part by casting lead or lead alloy, the lattice body is produced by expanding the sheet material made of lead or lead alloy into a mesh form by the expanding method for the purpose of improving productivity. There is a way. In addition, in this expanding method, the reciprocating method that expands the mesh part sequentially from both ends of the sheet material by the vertical movement of the die cutter, and the staggered slits formed in the sheet material by rotating the disk-shaped cutter are extended from both sides. There is a rotary system in which the mesh portion is developed. And this rotary method is more productive than the Les Pro method, and has the advantage that the active material is easily held in the mesh portion because each bar of the mesh portion is twisted when deployed. Yes.
上記ロータリ方式による格子体の作製方法は、シート材にスリットを形成するスリット形成工程と、このスリットを展開して網目部を形成する展開工程との2工程を経て格子体を作製する。スリット形成工程では、図4に示すように、鉛又は鉛合金からなる長尺なシート材1を長手方向に搬送しながら、上下の円盤状カッタローラ2、2の間を通すことにより、図4の平面図Aに示すように、このシート材1にスリット1aを千鳥状に多数形成する。各円盤状カッタローラ2は、図5に示すように、多数の円盤状カッタ3をスペーサを介して同軸上に重ね合わせてローラ状としたものである。各円盤状カッタ3は、円板状の工具鋼板からなり、周縁部には、所定半径の円周に沿った所定幅の円周面3aを介して、この円周面3aよりも外周側に突出した所定幅の凸部3bが多数形成されている。また、各円周面3aには、図4の拡大図Bに示すように、円盤状カッタ3の円板面の表裏交互に、この円板面から窪んだ溝状の凹部3cが形成されている。なお、この拡大図Bでは、図面を分かりやすくするために、本来円盤状カッタ3の円周上に配置されている円周面3aや凸部3bを直線上に配置して示している。
The above-described method for manufacturing a lattice body by the rotary method prepares a lattice body through two processes, a slit forming process for forming slits in a sheet material and a developing process for expanding the slits to form a mesh portion. In the slit forming step, as shown in FIG. 4, the
上下の円盤状カッタローラ2、2は、上方の円盤状カッタローラ2の円盤状カッタ3の円周面3aの下端と、下方の円盤状カッタローラ2の円盤状カッタ3の円周面3aの上端とがほぼ同じ高さ位置に達するような上下位置に配置される。また、上下の円盤状カッタローラ2、2は、それぞれの円盤状カッタ3、3の凸部3b、3bが上下他方の円盤状カッタローラ2の円盤状カッタ3の間に嵌入するように幅方向にずらして配置される。
The upper and lower disk-
上記上下の円盤状カッタローラ2、2の間にシート材1を通すと、図4の平面図Aに示すように、シート材1に長手方向に沿った所定長さごとの間歇的なスリット1aが、幅方向に隣接するものと交互に長手方向にずれて千鳥状に多数形成される。また、幅方向に隣接する各スリット1a、1aの間は、図4に示すように、上記円盤状カッタ3の凸部3bの押圧により上方又は下方に引き延ばされてシート材1の上下に膨らんだ状態となる。
When the
展開工程では、図5に示すように、上記スリット1aを形成したシート材1を、両側方に斜めに配置したチェーン展開装置4、4によって幅方向に引き広げることにより、各スリット1aの隙間を広げて展開し網目状とする。そして、このように網目状に展開したシート材1を長手方向の所定長さごとに切断すると共に、幅方向にも中央部で2つに分割することにより、図6に示すような格子体5が作製される。なお、この格子体5での上方は、シート材1上では幅方向の両端から中央に向かう方向であり、格子体5での下方は、シート材1上では幅方向の中央から両端に向かう方向となる。
In the unfolding step, as shown in FIG. 5, the
上記のようにして作製された格子体5は、網目状に展開された網目部5aの上下に上額部5bと下額部5cが形成されている。また、上額部5bの一方の端部からは、さらに上方に突出する耳部5dが形成されている。なお、この耳部5dは、格子体5を流れる充放電電流の集電を行うためのものであり、電解液よりも上方に突出する必要があるために、格子体5の最上部に配置されることになる。これら上額部5bと下額部5cと耳部5dは、シート材1におけるスリット1aが形成されなかった部分を所定形状にカットすることにより形成されたものである。網目部5aは、シート材1の千鳥状のスリット1aを展開した部分であるため、このシート材1の長手方向に隣接する各スリット1aの間が網目状のノードに該当する結節部5eとなり、幅方向に隣接する各スリット1aの間が展開時に斜め方向に引き延ばされて、これらの結節部5eを繋ぐ桟5fとなる。
The
上記格子体5は、活物質ペーストを充填した後に、熟成乾燥工程を経て鉛蓄電池の極板となる。なお、実際の製造工程では、展開工程で展開されたシート材1に活物質ペーストを充填し、その後に図6に示す格子体5の形状に切断する場合もある。
The
ところが、従来の格子体5は、網目部5aの上部ほど大きな充放電電流が流れるにもかかわらず、図6に示すように、この網目部5aにおける結節部5eと桟5fに囲まれた各網目の形状や桟5fの断面積が均一に形成され、各桟5fの電気抵抗がほぼ等しくなっていたために、上部の桟5fでのジュール熱による発熱が大きくなって腐食等による劣化が激しくなり、電池寿命性能を十分に向上させることができないという問題があった。特に、最近では、自動車のコンパクト化に伴い、鉛蓄電池が狭いエンジンコンパートメント内に搭載され、高温環境で使用されることが多くなって来ているために、このような格子体5の劣化による電池寿命性能の低下が大きな問題となっている。
However, in the
また、従来の格子体5には、上額部5bに近い上部の桟5fほど断面積を大きくする(実際にはこの桟5fの幅を太くする)ことにより、大きな充放電電流が流れるこの上部の桟5fの腐食等による劣化を防止して、電池寿命性能の向上を図るものもあった(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この特許文献1の段落0010にも記載されているように、桟5fの断面積が上部と下部で急激に変化すると、ロータリ方式による展開時に、断面積が小さい方の桟5fに引っ張り応力が集中し、この桟5fに桟切れや亀裂が生じやすくなる。
In addition, in the
ここで、上部ほど大きな充放電電流が流れる格子体5の網目部5aの各桟5fでの発熱を均一化にするには、上部の桟5fほど電気抵抗が小さくなるようにすればよく、このためには桟5fの長さを短くしたり断面積を大きくすればよい。そして、左右方向の網目のピッチが一定である格子体5において、上方の桟5fほど長さを短くしたり断面積を大きくすると、この網目部5aの質量が上部ほど大きくなる。従って、図6における格子体5の網目部5aの全体の高さをHとし、この網目部5aを高さH/2の上側半分と下側半分に分けて、網目部5a全体の質量に対するこの上側半分の質量の比を50%よりも十分に大きくすれば、各桟5fでの発熱を均一化することができる。しかしながら、上側半分の質量の比を50%よりも十分に大きくするために、網目部5aの各桟5fの断面積だけを上下で変化させたのでは、下部の桟5fの断面積が急激に小さくなり細くなるので、この桟5fに桟切れや亀裂が生じやすくなる。
本発明は、網目部の上側半分の質量比を所定範囲内で十分に大きくすることにより、電池寿命性能を確実に向上させることができる鉛蓄電池の格子体を提供しようとするものである。 The present invention seeks to provide a lead-acid battery grid that can reliably improve battery life performance by sufficiently increasing the mass ratio of the upper half of the mesh portion within a predetermined range.
請求項1の鉛蓄電池の格子体は、鉛又は鉛合金のシート材に所定の一方向に沿ったスリットを千鳥状に多数形成し、このシート材を前記一方向と交差する方向に引き広げてスリットを展開し網目部を形成した格子体であって、この網目部の上方に、集電のための耳部を突設した上額部が配置された鉛蓄電池の格子体において、前記網目部の上側半分の質量が前記網目部全体の54%以上、62%以下であり、前記網目部における前記上額部に直接繋がる最上部の桟の断面積Sが、この上額部の厚さtに対して、1.00t 2 ≦S≦1.30t 2 の範囲内にあることを特徴とする。
Grid of lead-acid battery of
請求項1の発明によれば、、網目部の全体に対する上側半分の質量比を54%以上、62%以下の範囲内で十分に大きくすることにより、この網目部の上下の桟での発熱を均一化するので、格子体の劣化を防止して電池寿命性能を確実に向上させることができるようになる。網目部の上側半分の桟の長さを下側半分よりも短くして網目の上下の幅を狭くすれば、網目部の全体に対する上側半分に含まれる網目の数が下側半分よりも多くなるので、これによって網目部の上側半分の質量比を大きくすることができる。そして、桟の長さが短いと電気抵抗も小さくなるので、長い桟よりも大きな電流が流れても発熱を均一化することができる。また、網目部の上側半分の質量比を大きくするためには、この上側半分の断面積を大きくすることも好ましい。即ち、桟の断面積が大きくなれば、電気抵抗も小さくなるので、細い桟よりも大きな電流が流れても発熱を均一化することができる。 According to the first aspect of the present invention, the mass ratio of the upper half with respect to the entire mesh portion is sufficiently increased within the range of 54% or more and 62% or less, so that the heat generated at the upper and lower bars of the mesh portion is increased. Since it is made uniform, the deterioration of the lattice can be prevented and the battery life performance can be reliably improved. If the length of the upper half of the mesh part is made shorter than the lower half and the upper and lower widths of the mesh are made narrower, the number of meshes contained in the upper half of the entire mesh part will be larger than that of the lower half. Therefore, this can increase the mass ratio of the upper half of the mesh portion. And if the length of the crosspiece is short, the electric resistance is also reduced, so that heat generation can be made uniform even if a larger current flows than the long crosspiece. In order to increase the mass ratio of the upper half of the mesh part, it is also preferable to increase the cross-sectional area of the upper half. That is, as the cross-sectional area of the crosspiece increases, the electrical resistance also decreases, so that heat generation can be made uniform even when a larger current flows than a thin crosspiece.
また、この上額部に直接繋がる最上部の桟の断面積を十分に大きい所定範囲内とするので、電池寿命性能を確実に高めることができるようになる。
Moreover , since the cross-sectional area of the uppermost crosspiece directly connected to the upper forehead portion is within a sufficiently large predetermined range, the battery life performance can be reliably improved.
以下、本発明の最良の実施形態について図1〜図2を参照して説明する。なお、これらの図においても、図4〜図6に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same reference numerals are given to constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.
本実施形態の鉛蓄電池の格子体5も、従来例と同様に、鉛又は鉛合金からなるシート材1に図4に示したスリット形成工程により千鳥状のスリット1aを多数形成すると共に、図5に示した展開工程によりこれらのスリット1aを展開して網目部5aを形成し、このシート材1を所定形状にカットすることにより作製される。また、網目部5aの上下に上額部5bと下額部5cが形成されると共に、この上額部5bの一方の端部からは、さらに上方に突出する耳部5dが形成される。また、網目部5aでは、スリット1aが展開されることにより多数の結節部5eと桟5fが形成され、これらの結節部5eと桟5fで囲まれた空間が各網目となる。なお、網目部5aとは、シート材1に千鳥状に形成されたスリット1aの最上部(図5に示すシート材1では最も中央寄りの部分)のものと最下部(図5に示すシート材1では最も両側寄りの部分)のものとの間が展開後に網目状となった部分をいう。
Similarly to the conventional example, the
本実施形態の格子体5は、図1に示すように、網目部5aの全体の高さをHとし、この網目部5aを高さH/2の上側半分と下側半分に分けて、網目部5a全体の質量に対するこの上側半分の質量の比が54%以上、62%以下となるように作製される。
As shown in FIG. 1, the
網目部5aの上側半分の質量比をこのように所定範囲内で大きくするには、この網目部5aの上側半分の桟5fの長さが下半分の桟5fよりも短いものを多くして、網目の上下の幅を狭くすればよい。そして、このように桟5fの長さを短くするには、図4で示した円盤状カッタローラ2における円盤状カッタ3の凸部3bの外周沿面を短くすればよい。即ち、例えば図2に示すように、この円盤状カッタ3の凸部3bの突出形状が、頂部にアールを設けたほぼ三角形状である場合に、図2(a)に示すように、この凸部3bの外周側への突出量P1が大きいよりも、図2(b)に示すように、この凸部3bの外周側への突出量P2が小さい方が、シート材1にスリット1aを形成した際に、幅方向に隣接する各スリット1a、1aの間(展開により桟5fとなる部分)を押圧する押圧量が小さくなり膨らみも小さくなるので、桟5fの長さも短くなる。なお、この図2においても、図面を分かりやすくするために、円盤状カッタ3の円周面3aや凸部3bを直線上に配置して示している。
In order to increase the mass ratio of the upper half of the
上記のような短い桟5fの網目を展開すると、図1の網目部5aの上部に示したように、この網目形状の上下の幅が狭くなる。これは、各桟5fの長さは、スリット形成工程のスリット1a形成時にほぼ決まり、展開工程の展開時には桟5fがさらに引き延ばされるようなことがほとんどないからである。逆に、この展開時の加わる応力が大きすぎるために桟5fがさらに引き延ばされるようなことがあると、結節部5eとの間に桟切れや亀裂が生じることになるおそれが生じる。
When the mesh of the
また、網目部5aの上側半分の質量比を所定範囲内で大きくするには、上記のように上側半分の桟5fの長さを短くすることに加えて、この上側半分の桟5fの断面積を大きくしてもよく、このためには、桟5fの幅を太くすればよい。そして、このように桟5fの幅を太くするには、図4で示した円盤状カッタローラ2における円盤状カッタ3の厚さを厚くすればよい。即ち、円盤状カッタ3が厚くなれば、図2(a)(b)に示す凸部3bの幅Wも広がるので、シート材1にスリット1aを形成する際に、幅方向に隣接する各スリット1a、1aの間も広くなり、桟5fの幅が太くなる。
In order to increase the mass ratio of the upper half of the
本実施形態の格子体5は、図1に示すように、網目部5aの各桟5fの長さが上部ほど短くなるように形成することにより、上部の網目ほど上下の幅が狭くなるようにしている。なお、実際には、全ての桟5fが下側の桟5fよりも短くなっている必要はなく、部分的には下側の桟5fと同じ長さであるものがあってもよい。また、網目部5aの各桟5fの幅も上部ほど太くなるように形成することにより、上部の桟5fほど断面積が大きくなるようにしている。なお、実際の各桟5fの太さの差は、最大でも1.5倍に達しない程度なので、この図1では、桟5fの太さの相違は省略し、全て同じ太さで示している。
As shown in FIG. 1, the
上記構成によれば、、格子体5における網目部5a全体に対する上側半分の質量比を54%以上、62%以下の範囲内で十分に大きくしているので、この網目部5aの上下の桟5fでの発熱を均一化させることができ、この格子体5を極板として使用した場合の劣化を防止して鉛蓄電池の寿命性能を確実に向上させることができるようになる。
According to the above configuration, since the mass ratio of the upper half of the
以下、本発明の実施例について説明する。ここでは、網目部5a全体に対する上側半分の質量が45%から70%までの12種類の質量比の格子体5を試料としてそれぞれ所定枚数ずつ作製した。また、これら12種類の格子体5は、上額部5bに直接繋がる最上部の桟5fの断面積Sが、この上額部5bの厚さtに対して0.98t2から1.32t2までのものを5組作製した(試料101〜112、試料201〜212、試料301〜312、試料401〜412及び試料501〜512)。従って、各組の試料において、上側半分の質量比が54%から62%までの5種類ずつの試料105〜109、試料205〜209、試料305〜309、試料405〜409及び試料505〜509が請求項1の実施例となり、これらのうちで最上部の桟5fの断面積Sが1.00t2から1.30t2までの3組の試料205〜209、試料305〜309及び試料405〜409が請求項2の実施例となる。
Examples of the present invention will be described below. Here, a predetermined number of each of the
なお、上記試料とは別に、比較対象として、共に網目部5aの各網目が均一、即ち上側半分の質量比が50%であり、かつ、最上部の桟5fの断面積Sに限らず、全ての桟5fの断面積が0.85t2と1.36t2である2種類の格子体5もそれぞれ所定枚数ずつ作製した(試料001と試料002)。
In addition to the sample, as a comparison object, each mesh of the
上記格子体5の全ての試料は、合金組成がPb−0.06質量%Ca−1.3質量%Snの鉛合金からなり、厚さが1.0mmのシート材1を用いて作製した。ただし、シート材1の鉛合金の組成は、Ca量を0.03〜0.08質量%の範囲で変化させた場合や、Sn量を0.5〜2.0質量%の範囲で変化させた場合にも、下記と同様の結果が得られることが確認されている。また、これら全ての試料は、格子体5の網目部5a全体の質量が全て同じになるようにするために、円盤状カッタローラ2に円盤状カッタ3を配置してシート材1に千鳥状のスリット1aを形成する部分の幅を25.2mmに統一した。さらに、電池寿命性能の比較を平等に行うために、展開後の格子体5の網目部5aの全体の高さHも104mmに統一した。なお、図5に示すロータリ方式の製造工程では、千鳥状にスリット1aを形成する部分がシート材1の幅方向の両側に2箇所設けられる。
All the samples of the
上記各試料の格子体5の上側半分の質量比は、それぞれ試料ごとに余分に作製した格子体5の網目部5aのみを切り出して質量を測定した後に、さらにこの網目部5aを高さH/2の位置で切断し、上側半分のものの質量を測定して、これらの質量比を計算することにより確認した。また、桟5fの断面積Sは、この余分に作製した格子体5のいくつかの桟5fについて、中央付近をこの桟5fの長手方向に垂直な面で切断し研磨した断面の面積を顕微鏡により測定することで確認した。
The mass ratio of the upper half of the
上記各試料の格子体5は、それぞれ活物質を充填し熟成乾燥を行って正極板とした。また、これらの各試料ごとに、当該試料の正極板に負極板とセパレータを組み合わせて、それぞれ自動車用の鉛蓄電池(55D23形)を作製し、所定比重・所定量の希硫酸を注入し化成を行った。ここで、負極板は、従来からの常法により作製したものを用い、セパレータも、従来から一般的に用いられている微孔性のポリエチレンを主体としたものを用いた。
The
上記のようにして作製された各試料ごとの鉛蓄電池は、JISD5301の軽負荷寿命試験を75℃の水槽中で行うことにより電池寿命性能を測定した。この軽負荷寿命試験は、放電電流が25Aで4分間のサイクル放電と、充電電圧が14.4V(最大電流25A)で10分間のサイクル充電とを480サイクル繰り返した後に56時間放置するサイクル試験によって行った。そして、このサイクル試験を経た鉛蓄電池について、放電電流が356Aで30秒間の判定放電と、充電電圧が14.8V(最大電流25A)で10分間の充電とを繰り返し、各判定放電の30秒間が経過した時の鉛蓄電池の端子電圧が7.2V以上を維持し続けた回数を電池寿命性能として判定した。 The lead-acid battery for each sample produced as described above was measured for battery life performance by performing a light load life test of JIS D5301 in a 75 ° C. water tank. This light load life test is a cycle test in which the discharge current is 25 A for 4 minutes and the charge voltage is 14.4 V (maximum current 25 A) for 10 minutes and the cycle charge is repeated for 480 cycles and then left for 56 hours. went. And about the lead storage battery which passed this cycle test, the discharge discharge is 356A, 30 seconds of determination discharge, and the charge voltage is 14.8V (maximum current 25A) 10 minutes of charge, and 30 seconds of each determination discharge. The number of times that the terminal voltage of the lead storage battery continued to be 7.2 V or higher when it passed was determined as the battery life performance.
表1に、試料001と試料002の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
Table 1 shows the determination result of the battery life performance of the lead storage battery using the
試料001は、従来例と同様に、網目部5aの上側半分の質量比を50%とし、全ての桟5fの断面積を均一に0.85t2として、電池寿命性能の比較の基準とするために作製したものである。従って、表1では、この試料001の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を100とし、以降の全ての試料の電池寿命性能はこの従来例の試料001に対する割合として示した。このような試料001の格子体5は、厚さ(凸部3bの幅W)が全て0.9mmで凸部3bの形状も全て同じ円盤状カッタ3を28枚積層した円盤状カッタローラ2(この円盤状カッタローラ2は実際には両側に円盤状カッタ3を28枚ずつ積層していて、以下も同じである)を用いて作成した。
In the sample 001, as in the conventional example, the mass ratio of the upper half of the
試料002は、網目部5aの上側半分の質量比は従来例と同様の50%とするが、全ての桟5fを太くして、断面積を均一に1.36t2としたものである。このような試料002の格子体5は、厚さが全て1.4mmで凸部3bの形状も全て同じ円盤状カッタ3を18枚積層した円盤状カッタローラ2を用いて作成した。
Sample 002, the weight ratio of the upper half of the
この試料002は、従来例の格子体5の桟5fの幅だけを太くしたものである。一般に桟5fを太くすれば、電気抵抗が小さくなり電流容量を高めて発熱を小さくし腐食等による劣化を防止できるので、電池寿命性能も向上するものと思われるが、実際に判定した電池寿命性能は試料001とほとんど同等の101にすぎなかった。これは、桟5fを全体に太くすることにより網目部5aの網目の数(上下方向の段数)が少なくなったために、展開時にこの網目部5aの高さHを、網目の数が多い試料001と同じになるまで引き広げた際の各桟5fに加わる応力が過大になって亀裂等が生じた結果であると考えられる。本発明でも、電流容量を考慮して、桟5fを上部ほど太くすることが好ましいが、それだけではなく、桟5fの長さも上部ほど短くすることにより、網目の上下の幅が上部ほど狭くなるようにして、各桟5fに過大な応力が加わることを防止している。
This sample 002 is obtained by thickening only the width of the
以下に、試料101〜112、試料201〜212、試料301〜312、試料401〜412及び試料501〜512の5組12種類ずつの格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。これらの5組の試料101〜112、試料201〜212、試料301〜312、試料401〜412及び試料501〜512は、それぞれ網目部5aの上側半分の質量比が45%、50%、52%、53%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、66%及び70%となるように作製した12種類ずつの格子体5である。また、全ての試料101〜512は、他の条件を等しくするために、いずれも20枚の円盤状カッタ3を積層した円盤状カッタローラ2を用いて作製した。
Below, the judgment result of the battery life performance of the lead storage battery using 5 sets of 12 types of
表2に、試料101〜112の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
Table 2 shows the determination results of the battery life performance of the lead storage battery using the
これらの試料101〜112は、上額部5bに直接繋がる最上部の桟5fの断面積Sが、この上額部5bの厚さtに対して0.98t2となるようにしている。このような格子体5は、最上部の桟5fに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ3の厚さを1.15mmとし、他の円盤状カッタ3の厚さ(凸部3bの幅W)と凸部3bの突出量Pを適宜調整することにより、網目部5aの上側半分の質量比がそれぞれ45〜70%の各値となるように作製した。即ち、質量比が52%以上のものについては、円盤状カッタ3の厚さを上部側の桟5fに対応するものほど厚くなるようにすると共に(隣接する円盤状カッタ3の厚さは同じとなる場合もある)、これらの円盤状カッタ3の凸部3bの突出量Pも、上部側の桟5fに対応するものほど少なくなるようにした(隣接する円盤状カッタ3の凸部3bの突出量Pは同じとなる場合もある)。また、質量比が45%のものについては、これらの円盤状カッタ3の厚さと凸部3bの突出量Pが逆に配置されるように調整した。さらに、質量比が50%のものについては、これらの円盤状カッタ3の厚さと凸部3bの突出量Pをほぼ同じにした。
These samples 101-112, the cross-sectional area S of the
これらの試料101〜112の電池寿命性能は、表2及び図3に示すように、質量比が54%以上、62%以下の試料105〜109(請求項1の実施例)については、従来例の試料001と同等かわずかに向上してるが、質量比が54%未満の試料101〜104と、質量比が62%を超えた試料110〜112については、従来例の試料001よりも低下している。これは、例えば質量比が50%の試料102の場合、最上部の桟5fの断面積Sが0.98t2であるのに対して、それより下部の全ての桟5fの断面積Sがこれよりも太くなるので、展開時の応力が最上部の桟5fに集中し亀裂等が生じやすくなると共に、充放電の電流による発熱もこの最上部の桟5fで最大となり、このために従来例の試料001よりも電池寿命性能が低下したためであると考えられる。従って、このように最上部の桟5fの断面積Sを細くした場合には、もともと従来例の試料001よりも電池寿命性能が低下することになるが、質量比を54%以上、62%以下とした試料105〜109については、この電池寿命性能の低下を防止することができたことになる。
As shown in Table 2 and FIG. 3, the battery life performance of these samples 101 to 112 is the conventional example for
表3に、試料201〜212の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
In Table 3, the determination result of the battery life performance of the lead storage battery using the
これらの試料201〜212は、上額部5bに直接繋がる最上部の桟5fの断面積Sが、この上額部5bの厚さtに対して1.00t2となるようにしている。このような格子体5は、最上部の桟5fに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ3の厚さを1.20mmとし、他の円盤状カッタ3については、表2に示した試料101〜112の場合と同様に、これらの円盤状カッタ3の厚さと凸部3bの突出量Pを適宜調整することにより、網目部5aの上側半分の質量比がそれぞれ45〜70%の各値となるように作製した。
These samples 201 to 212, the sectional area S of the
これらの試料201〜212の電池寿命性能は、表3及び図3に示すように、質量比が50%の試料202が従来例の試料001と同等であり、質量比が52%以上の試料203〜212については、全て従来例の試料001よりも向上してる。しかも、質量比が54%以上、62%以下の試料205〜209(請求項1及び請求項2の実施例)については、電池寿命性能が突出して向上し、従来例の試料001よりも約10〜15%高くなっている。これは、最上部の桟5fの断面積Sが1.00t2となることにより、質量比が50%の試料202の場合に、それより下部の全ての桟5fの断面積Sとの差がわずかとなって、従来例の試料001と同等の電池寿命性能を得ることができたため、さらに質量比を54%以上としたものでは、網目部5aの上下の桟5fでの発熱が均一化され格子体5の劣化が確実に防止されるので、電池寿命性能が急激に向上したものと考えられる。ただし、この質量比が62%を超えた試料210〜212で電池寿命性能が急激に低下したのは、上部の短く太い桟5fと下部の長く細い桟5fとの長さや太さの差が大きくなりすぎるために、この下部の長く細い桟5fの電気抵抗が大きくなるだけでなく、展開時の応力もこの下部の桟5fに過大に加わり亀裂等が生じやすくなって、早期に充放電電流が流れ難くなるためであると考えられる。
As shown in Table 3 and FIG. 3, the battery life performance of these samples 201 to 212 is that the sample 202 having a mass ratio of 50% is equivalent to the sample 001 of the conventional example, and the sample 203 having a mass ratio of 52% or more. About -212, all are improving rather than the sample 001 of a prior art example. In addition, for the samples 205 to 209 (examples of
表4に、試料301〜312の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
In Table 4, the determination result of the battery life performance of the lead storage battery using the
これらの試料301〜312は、上額部5bに直接繋がる最上部の桟5fの断面積Sが、この上額部5bの厚さtに対して1.15t2となるようにしている。このような格子体5は、最上部の桟5fに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ3の厚さを1.30mmとし、他の円盤状カッタ3については、表2に示した試料101〜112の場合と同様に、これらの円盤状カッタ3の厚さと凸部3bの突出量Pを適宜調整することにより、網目部5aの上側半分の質量比がそれぞれ45〜70%の各値となるように作製した。
In these samples 301 to 312, the cross-sectional area S of the
これらの試料301〜312の電池寿命性能は、表4及び図3に示すように、質量比が50%の試料302が従来例の試料001とほぼ同等であり、質量比が52%以上の試料303〜312については、全て従来例の試料001よりも向上してる。しかも、質量比が54%以上、62%以下の試料305〜309(請求項1及び請求項2の実施例)については、電池寿命性能が突出して向上し、従来例の試料001よりも約10〜20%高くなっている。これは、最上部の桟5fの断面積Sが1.15t2となることにより、質量比が50%の試料302の場合に、それより下部の全ての桟5fの断面積Sとほぼ同じになって、従来例の試料001と同等の電池寿命性能を得ることができたため、さらに質量比を54%以上としたものでは、網目部5aの上下の桟5fでの発熱が均一化され格子体5の劣化が確実に防止されるので、電池寿命性能が急激に向上したものと考えられる。しかも、特に質量比が56%以上、60%以下の試料306〜308の電池寿命性能が突出し、従来例の試料001よりも20%以上高くなったのは、表3に示した試料206〜208の場合よりも最上部の桟5fの断面積Sが十分に太くなることにより、この部分での発熱を確実に抑制し、この最上部の桟5fも含めた全ての桟5fでの発熱を均一化することができたためであると考えられる。
As shown in Table 4 and FIG. 3, the battery life performance of these samples 301 to 312 is that the sample 302 with a mass ratio of 50% is almost equivalent to the sample 001 of the conventional example, and the sample with a mass ratio of 52% or more. About 303-312, all are improving rather than the sample 001 of a prior art example. In addition, with respect to the samples 305 to 309 (examples of
なお、質量比が62%を超えた試料310〜312で電池寿命性能が急激に低下したのは、表3に示した試料210〜212の場合と同じ理由であると考えられる。また、このように質量比が54%以上、62%以下の試料305〜309で特に電池寿命性能の向上が著しい場合でも、質量比が45%の試料301での電池寿命性能は、表2の試料101や表3の試料201と大差なく、従来例の試料001よりも5%程度低下しているのは、最上部の桟5fを除いて、充放電電流が大きくなる上部の桟5fほど長く細くなるので、これらの上部の桟5fに展開時の応力が加わって亀裂等が生じやすくなる上に、充放電電流による発熱が集中することにより腐食等による劣化が特に激しくなるからであると考えられる。
In addition, it is thought that it is the same reason as the case of the samples 210-212 shown in Table 3 that the battery life performance sharply decreased in the samples 310 to 312 where the mass ratio exceeded 62%. Further, even when the improvement in battery life performance is particularly remarkable in the samples 305 to 309 having the mass ratio of 54% or more and 62% or less, the battery life performance in the sample 301 having the mass ratio of 45% is shown in Table 2. The difference between the sample 101 and the sample 201 in Table 3 is about 5% lower than the sample 001 of the conventional example, except for the
表5に、試料401〜412の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
In Table 5, the determination result of the battery life performance of the lead storage battery using the
これらの試料401〜412は、上額部5bに直接繋がる最上部の桟5fの断面積Sが、この上額部5bの厚さtに対して1.30t2となるようにしている。このような格子体5は、最上部の桟5fに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ3の厚さを1.35mmとし、他の円盤状カッタ3については、表2に示した試料101〜112の場合と同様に、これらの円盤状カッタ3の厚さと凸部3bの突出量Pを適宜調整することにより、網目部5aの上側半分の質量比がそれぞれ45〜70%の各値となるように作製した。
These samples 401 to 412 are set such that the cross-sectional area S of the
これらの試料401〜412の電池寿命性能は、表5及び図3に示すように、質量比が50%の試料402が従来例の試料001とほぼ同等であり、この質量比が50%以上の全ての試料402〜412が従来例の試料001よりも向上してる。しかも、質量比が54%以上、62%以下の試料405〜409(請求項1及び請求項2の実施例)については、電池寿命性能が突出して向上し、従来例の試料001よりも約10〜15%高くなっている。これは、表3に示した試料205〜209の場合と同様の理由によるものと考えられる。ただし、表4に示した試料305〜309の電池寿命性能ほどには著しい向上がなかったのは、最上部の桟5fの断面積Sが太くなりすぎることにより、展開時の応力が他の桟5fに多く加わって亀裂等が多少生じやすくなったためであると考えられる。また、質量比が62%を超えた試料410〜412で電池寿命性能が急激に低下したのは、表3に示した試料210〜212の場合と同じ理由であると考えられる。
As shown in Table 5 and FIG. 3, the battery life performance of these samples 401 to 412 is that the sample 402 having a mass ratio of 50% is substantially equivalent to the sample 001 of the conventional example, and this mass ratio is 50% or more. All the samples 402 to 412 are improved from the sample 001 of the conventional example. In addition, for the samples 405 to 409 having the mass ratio of 54% or more and 62% or less (Examples of
表6に、試料501〜512の格子体5を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
In Table 6, the determination result of the battery life performance of the lead storage battery using the
これらの試料501〜512は、上額部5bに直接繋がる最上部の桟5fの断面積Sが、この上額部5bの厚さtに対して1.32t2となるようにしている。このような格子体5は、最上部の桟5fに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ3の厚さを1.40mmとし、他の円盤状カッタ3については、表2に示した試料101〜112の場合と同様に、これらの円盤状カッタ3の厚さと凸部3bの突出量Pを適宜調整することにより、網目部5aの上側半分の質量比がそれぞれ45〜70%の各値となるように作製した。
These samples 501 to 512 are configured such that the cross-sectional area S of the
これらの試料501〜512の電池寿命性能は、表6及び図3に示すように、質量比が54%以上、62%以下の試料505〜509(請求項1の実施例)については、従来例の試料001と同等かわずかに向上してるが、質量比が54%未満の試料501〜504と、質量比が62%を超えた試料510〜512については、従来例の試料001よりも低下している。これは、例えば質量比が50%の試料502の場合、最上部の桟5fの断面積Sが1.32t2であるのに対して、それより下部の全ての桟5fの断面積Sが細くなるので、展開時の応力が最上部の直ぐ下方の桟5fに集中し亀裂等が生じやすくなると共に、充放電電流による発熱もこの最上部の直ぐ下方の桟5fで最大となり、このために従来例の試料001よりも電池寿命性能が低下したためであると考えられる。従って、このように最上部の桟5fの断面積Sを極端に太くした場合にも、従来例の試料001よりも電池寿命性能が低下することになるが、質量比を54%以上、62%以下とした試料505〜509については、最上部の桟5fとその直ぐ下方の桟5fとの断面積Sの差が小さくなるので、この電池寿命性能の低下を防止することができた。なお、質量比が62%を超えた試料510〜512については、最上部の桟5fとその直ぐ下方の桟5fとの断面積Sの差がより小さくなるが、さらに下方での上部と下部の桟5fの長さや太さの差が大きくなりすぎるために、表3に示した試料210〜212の場合と同じ理由で電池寿命性能が低下したと考えられる。
As shown in Table 6 and FIG. 3, the battery life performance of these samples 501 to 512 is the conventional example for samples 505 to 509 (the embodiment of claim 1) having a mass ratio of 54% or more and 62% or less. The samples 501 to 504 having a mass ratio of less than 54% and the samples 510 to 512 having a mass ratio of more than 62% are lower than the sample 001 of the conventional example. ing. This, for example, when the mass ratio is 50% of the sample 502, while the cross-sectional area S of the
1 シート材
1a スリット
3 円盤状カッタ
3a 円周面
3b 凸部
3c 凹部
4 チェーン展開装置
5 格子体
5a 網目部
5b 上額部
5d 耳部
5f 桟
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記網目部の上側半分の質量が前記網目部全体の54%以上、62%以下であり、
前記網目部における前記上額部に直接繋がる最上部の桟の断面積Sが、この上額部の厚さtに対して、1.00t 2 ≦S≦1.30t 2 の範囲内にあることを特徴とする鉛蓄電池の格子体。
Lead or lead alloy slit along one predetermined direction to the sheet material of a large number formed in a zigzag shape, and form the shape of the mesh portion to expand the slit spread pulling the sheet material in a direction intersecting the one direction In the lattice body of the lead storage battery in which the upper frame portion with protruding ears for current collection is arranged above the mesh portion,
The upper half of the mass of the mesh portion is the mesh portion overall 54% or more state, and are less 62%,
The sectional area S of the top crosspiece connected directly to the upper frame part of the mesh portion, the thickness t of the upper frame part, is in the range of 1.00t 2 ≦ S ≦ 1.30t 2 A lead-acid battery grid.
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