JP6120634B2 - セパレータおよび鉛蓄電池 - Google Patents
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Description
本発明は、負極板または正極板を囲う袋状セパレータと、正極板に密着するガラスマットとを一体にしたセパレータおよび鉛蓄電池に関する。
鉛蓄電池には、正極板、負極板および袋状セパレータにより極板群を構成したものがある。充電制御車などに使用される液式鉛蓄電池では、正極活物質の軟化や脱落を防止してサイクル寿命の向上を行うため、ガラスマットと袋状セパレータとを一体としたガラスマット付き袋状セパレータが使用されている。なお、前記ガラスマットが前記袋状セパレータの外側に配置される場合は、袋内に前記負極板が収納され、また、前記ガラスマットが前記袋状セパレータの内側に配置される場合は、袋内に前記正極板が収納される。
一方、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化したものではないが、鉛蓄電池には、ガラスマットの通気度を確保するために、パンチング加工等によってガラスマットに直径０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの小孔を多数形成し、電解液の拡散を促して放電容量の低下を回避するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化したものではないが、鉛蓄電池には、ガラスマットの通気度を確保するために、パンチング加工等によってガラスマットに直径０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの小孔を多数形成し、電解液の拡散を促して放電容量の低下を回避するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、ガラスマット付き袋状セパレータを使用する液式鉛蓄電池では、寿命試験などを実施した場合に、試験初期に内部抵抗が急激に増加してしまうことがあった。一方、電池の寿命末期にも内部抵抗の急上昇があることが知られている。この内部抵抗の急上昇により電池の寿命判定を行った場合、試験初期に内部抵抗が上昇してしまうと誤判定が生じてしまうため、この内部抵抗の上昇を抑えることが必要である。
発明者等が検討したところ、内部抵抗の上昇は、充電時に正極板とガラスマットとの間にガス溜まりが発生することが一因であることに気付いた。
この場合、特許文献１の技術を利用してガラスマットの通気度を上げる方法が考えられる。しかし、特許文献１は、直径０．２〜２．０ｍｍの小径孔を縦横に多数形成するため、ガラスマットと袋状セパレータとの接合強度が確保し難く、ガラスマット付き袋状セパレータへの適用が困難である。
発明者等が検討したところ、内部抵抗の上昇は、充電時に正極板とガラスマットとの間にガス溜まりが発生することが一因であることに気付いた。
この場合、特許文献１の技術を利用してガラスマットの通気度を上げる方法が考えられる。しかし、特許文献１は、直径０．２〜２．０ｍｍの小径孔を縦横に多数形成するため、ガラスマットと袋状セパレータとの接合強度が確保し難く、ガラスマット付き袋状セパレータへの適用が困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化した構成で、正極板とガラスマットとの間のガス溜まりの発生を抑えることができるセパレータおよび鉛蓄電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、負極板または正極板を囲う袋状セパレータと、正極板に密着するガラスマットとを一体にしたセパレータにおいて、前記袋状セパレータの前記正極板に対向する面に、一枚の前記ガラスマットを間欠的に接着し、前記ガラスマットにおける前記接着された部分を除く領域に、前記正極板から発生したガスを抜く隙間部を設け、前記隙間部の上端は前記ガラスマットの上端より低く、前記隙間部の下端は前記ガラスマットの下端より高い位置に形成されて、前記ガラスマットの上端および下端が前記ガラスマットの幅一杯に連続した状態に保持されていることを特徴とする。
この構成によれば、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化した構成で、正極板とガラスマットとの間のガス溜まりの発生を抑えることが可能になる。
この構成によれば、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化した構成で、正極板とガラスマットとの間のガス溜まりの発生を抑えることが可能になる。
また、本発明は、上記構成において、前記隙間部は、前記ガラスマットの上下方向に延在するとともに左右に間隔を空けて複数設けられ、前記ガラスマットの上端と下端とは、左右の前記隙間部の間にて上下方向につながることを特徴とする。
また、本発明は、上記構成において、前記袋状セパレータは、前記ガラスマットが接着される複数の凸条リブを有し、前記隙間部は、前記正極板から発生したガスを、前記凸条リブによって前記袋状セパレータと前記ガラスマットとの間にできる空間部に導くことを特徴とする。この構成によれば、袋状セパレータとガラスマットとの間にできる空間部を利用して、正極板から発生するガスを効率良く抜くことができる。
また、本発明は、上記構成において、一枚の前記ガラスマットと前記袋状セパレータとは、ストライプ状に間欠的に接着され、前記ストライプ状の接着部分を構成する複数の線状接着部は互いに平行であり、前記隙間部は、前記複数の線状接着部の間に、前記線状接着部に沿って設けられることを特徴とする。この構成によれば、接着部位近傍などから発生する正極板からのガスを排出させ易くでき、また、隙間部の面積も確保し易くなる。
また、本発明は、上記構成において、前記線状接着部は連続して接着されることを特徴とする。この構成によれば、線状接着部間のガスが、後から発生するガスで押し出される効果を利用して効率良くガスを排出させることができる。
また、本発明は、上記構成において、前記線状接着部は連続して接着されることを特徴とする。この構成によれば、線状接着部間のガスが、後から発生するガスで押し出される効果を利用して効率良くガスを排出させることができる。
また、本発明は、上記構成において、前記線状接着部は間隔を空けて接着され、前記隙間部は、隣り合う前記線状接着部の非接着部の間に配置されるように間隔を空けて設けられることを特徴とする。この構成によれば、線状接着部の非接着部を通過するガスを隙間部に流し、効率良く排出することができる。
また、本発明は、上記構成において、前記ガラスマットと前記袋状セパレータとは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着されることを特徴とする。この構成によれば、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化した構成で、ガラスマットと袋状セパレータとの接着間隔の調整によって、正極板とガラスマットとの間のガス溜まりの発生を抑えることができる。
また、本発明は、上記構成において、前記隙間部は、前記正極板同士を接続するストラップと前記正極板とを接続する耳部を避けた領域に形成されることを特徴とする。この構成によれば、正極板のうち最も活物質が使われる領域をガラスマットで適切に押さえつつ、隙間部を設けることができる。
また、本発明は、上記構成において、前記ガラスマットと前記袋状セパレータとは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着されることを特徴とする。この構成によれば、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化した構成で、ガラスマットと袋状セパレータとの接着間隔の調整によって、正極板とガラスマットとの間のガス溜まりの発生を抑えることができる。
また、本発明は、上記構成において、前記凸条リブは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けて形成されていることを特徴とする。この構成によれば、袋状セパレータとガラスマットとの間にできる空間部を利用して、正極板から発生するガスを効率良く抜くことができる。
また、本発明は、上記セパレータを用いて鉛蓄電池を構成することにより、内部抵抗の上昇を抑制した鉛蓄電池を提供することができる。特に、寿命末期に至る前に内部抵抗が急上昇することを抑制した充電制御車に好適な鉛蓄電池を提供することができる。
本発明によれば、ガラスマットと袋状セパレータとを一体化した構成で、正極板とガラスマットとの間のガス溜まりの発生を抑えることが可能になる。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は同極性の極板の耳群を接続してストラップ２０、またはストラップ２０および極柱２２を形成した鉛蓄電池の極板群１０を示す斜視図である。また、図２は極板群１０の各極板（正極板、負極板）の断面を周辺構成と共に示した側断面図である。
この鉛蓄電池は、正極板１１と負極板１２とを隔離するセパレータに、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを、その両側縁部をギアシールなどで一体化したガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用し、ガラスマット側を正極板１１に当接することにより、正極活物質の脱落などを防止してサイクル寿命の向上を図った充電制御車用の液式鉛蓄電池である。
なお、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４の両側縁部は、前記ギアシール以外に、ヒートシール、超音波シールなどによる溶着、接着剤による接着等で接合されていても良い。
図１は同極性の極板の耳群を接続してストラップ２０、またはストラップ２０および極柱２２を形成した鉛蓄電池の極板群１０を示す斜視図である。また、図２は極板群１０の各極板（正極板、負極板）の断面を周辺構成と共に示した側断面図である。
この鉛蓄電池は、正極板１１と負極板１２とを隔離するセパレータに、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを、その両側縁部をギアシールなどで一体化したガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用し、ガラスマット側を正極板１１に当接することにより、正極活物質の脱落などを防止してサイクル寿命の向上を図った充電制御車用の液式鉛蓄電池である。
なお、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４の両側縁部は、前記ギアシール以外に、ヒートシール、超音波シールなどによる溶着、接着剤による接着等で接合されていても良い。
この鉛蓄電池は、隔壁により内部を多数のセル室に区分けされたモノブロック電槽を備えており、各セル室に極板群１０を収納し、交互に配置された正極板１１と負極板１２の同極性の耳部１１Ａ、１２Ａ同士をストラップ２０で接続している。
図１中、符号２１は、ストラップ２０に一体に設けられたセル間接続体（中間極柱とも言う）を示し、符号２２は、他のストラップ２０に一体に設けられ、液式鉛蓄電池のケース外に露出する外部端子（極柱とも言う）を示している。
図１中、符号２１は、ストラップ２０に一体に設けられたセル間接続体（中間極柱とも言う）を示し、符号２２は、他のストラップ２０に一体に設けられ、液式鉛蓄電池のケース外に露出する外部端子（極柱とも言う）を示している。
袋状セパレータ１４は、ポリエチレンなどの合成樹脂製のセパレータを袋状に加工して形成され、ガラスマット１３は、ガラス繊維を抄造して形成され、正極板１１に密着するように配置される。
図２は、ガラスマット付き袋状セパレータ１５内に負極板１２を収納した構成を示している。より具体的には、袋状セパレータ１４内に負極板１２を収納し、袋状セパレータ１４の外側の面にガラスマット１３の一方の側面を接着により固定し、このガラスマット１３の他方の側面が正極板１１に接触するようにしている。なお、図２では、ガラスマット１３をＵ字状にして袋状セパレータ１４の両面に接着した場合を示しているが、この構成に限らない。すなわち、袋状セパレータ１４の外側の両面にリーフ状のガラスマット１３を接着しても良い。
また、ガラスマット付き袋状セパレータ１５内に正極板１１を収納する場合もある。この場合、袋状セパレータ１４に内側の両面にガラスマット１３を接着してなるガラスマット付き袋状セパレータに形成し、ガラスマット１３を正極板１１に密着させる。この構成に本発明を適用しても良い。
図２は、ガラスマット付き袋状セパレータ１５内に負極板１２を収納した構成を示している。より具体的には、袋状セパレータ１４内に負極板１２を収納し、袋状セパレータ１４の外側の面にガラスマット１３の一方の側面を接着により固定し、このガラスマット１３の他方の側面が正極板１１に接触するようにしている。なお、図２では、ガラスマット１３をＵ字状にして袋状セパレータ１４の両面に接着した場合を示しているが、この構成に限らない。すなわち、袋状セパレータ１４の外側の両面にリーフ状のガラスマット１３を接着しても良い。
また、ガラスマット付き袋状セパレータ１５内に正極板１１を収納する場合もある。この場合、袋状セパレータ１４に内側の両面にガラスマット１３を接着してなるガラスマット付き袋状セパレータに形成し、ガラスマット１３を正極板１１に密着させる。この構成に本発明を適用しても良い。
発明者等は、ガラスマット付き袋状セパレータ１５におけるガラスマット１３と正極板１１との接触状態に着目したところ、ガラスマット１３は正極活物質の軟化・脱落防止のために正極板１１と密着し、ガラスマット１３自体が内部抵抗を上昇させることはないが、充電時に正極板１１とガラスマット１３との間にガス溜まりが発生し、このガス溜まりが内部抵抗を上昇させる一因であることに気付いた。
一方、ガラスマット１３が存在しない場合には、充電時のガスは極板表面に溜まらず、上方に抜けていく。つまり、ガラスマット１３が存在する場合、充電時に正極板１１から発生したガスはガラスマット１３から抜けず、正極板１１とガラスマット１３との間に溜まって内部抵抗の増加を招いてしまう。
そこで、本実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑える構成を検討した。
一方、ガラスマット１３が存在しない場合には、充電時のガスは極板表面に溜まらず、上方に抜けていく。つまり、ガラスマット１３が存在する場合、充電時に正極板１１から発生したガスはガラスマット１３から抜けず、正極板１１とガラスマット１３との間に溜まって内部抵抗の増加を招いてしまう。
そこで、本実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑える構成を検討した。
次に具体的な実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、袋状セパレータ１４の正極板１１に対向する面に、ガラスマット１３を左右に間隔を空けて接着し、ガラスマット１３の接着された部分を除く領域に、正極板１１から発生したガスを抜く隙間部１３Ｓを設けるようにした。
図３は、第１実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面を極板１１、１２と共に上面から示した図である。
図３および図４に示すように、袋状セパレータ１４は、上下方向に直線状に接着剤（図３中、黒丸で示す）が塗布され（以下、「線状接着部３０」という）、ガラスマット１３が線状接着部３０を介してガラスマット１３と接着されている。なお、線状接着部３０の幅ＷＳなどは、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を確保できる範囲で適宜に設定すれば良い。また、図３中、符号Ｓは、ガラスマット付き袋状セパレータ１５の両側縁部のシール代を示している。
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、袋状セパレータ１４の正極板１１に対向する面に、ガラスマット１３を左右に間隔を空けて接着し、ガラスマット１３の接着された部分を除く領域に、正極板１１から発生したガスを抜く隙間部１３Ｓを設けるようにした。
図３は、第１実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面を極板１１、１２と共に上面から示した図である。
図３および図４に示すように、袋状セパレータ１４は、上下方向に直線状に接着剤（図３中、黒丸で示す）が塗布され（以下、「線状接着部３０」という）、ガラスマット１３が線状接着部３０を介してガラスマット１３と接着されている。なお、線状接着部３０の幅ＷＳなどは、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を確保できる範囲で適宜に設定すれば良い。また、図３中、符号Ｓは、ガラスマット付き袋状セパレータ１５の両側縁部のシール代を示している。
ガラスマット１３には、左右の線状接着部３０の間に、正極板１１から発生したガスを抜くためのガス抜き部となる隙間部１３Ｓが設けられる。
この隙間部１３Ｓは、ガラスマット１３の上下方向に延在するとともに左右に間隔を空けて配置される複数（本実施形態では３つ）の縦長の隙間部とされる。これら縦長の隙間部１３Ｓの上端はガラスマット１３の上端より低く、下端はガラスマット１３の下端より高い位置に形成される。これによって、ガラスマット１３の上端および下端が、ガラスマット１３の幅一杯に連続した状態に保持される。
また、左右の縦長の隙間部１３Ｓの間に、ガラスマット１３の上端と下端とをつなぐ架橋部１３Ｋ（図３）を残している。このため、縦長の隙間部１３Ｓを形成しても、ガラスマット１３の強度などを十分に確保することができる。
この隙間部１３Ｓは、ガラスマット１３の上下方向に延在するとともに左右に間隔を空けて配置される複数（本実施形態では３つ）の縦長の隙間部とされる。これら縦長の隙間部１３Ｓの上端はガラスマット１３の上端より低く、下端はガラスマット１３の下端より高い位置に形成される。これによって、ガラスマット１３の上端および下端が、ガラスマット１３の幅一杯に連続した状態に保持される。
また、左右の縦長の隙間部１３Ｓの間に、ガラスマット１３の上端と下端とをつなぐ架橋部１３Ｋ（図３）を残している。このため、縦長の隙間部１３Ｓを形成しても、ガラスマット１３の強度などを十分に確保することができる。
この構成によれば、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を確保しつつ、充電時に正極板１１から発生したガスを、ガラスマット１３に設けられた縦長の隙間部１３Ｓを通して抜くことができるので、正極板１１と袋状セパレータ１４との間にガスが溜まる事態を避けることができる。
また、本構成は、同図３に示すように、隙間部１３Ｓが、線状接着部３０に沿って上下方向に接着部位に近接させつつ、正極板１１に対向して延在する隙間（開口部）を設けることで、接着部位近傍などから発生する正極板１１からのガスをより排出させ易くできる。
また、本構成では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とが左右一対の線状接着部３０で接着されるため、接着剤の量が少なくて済み、接着剤による内部抵抗の増大を抑制することが可能である。
また、本構成は、同図３に示すように、隙間部１３Ｓが、線状接着部３０に沿って上下方向に接着部位に近接させつつ、正極板１１に対向して延在する隙間（開口部）を設けることで、接着部位近傍などから発生する正極板１１からのガスをより排出させ易くできる。
また、本構成では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とが左右一対の線状接着部３０で接着されるため、接着剤の量が少なくて済み、接着剤による内部抵抗の増大を抑制することが可能である。
＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を上面から示した図である。このガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図は、図３と同様であり、
図５は、図３のＩＶ−ＩＶ断面を極板と共に上面から見た図に相当する図である。
図３および図５に示すように、袋状セパレータ１４には、ガラスマット１３側に突出する左右一対の凸条リブ１４Ｒが設けられ、これら凸条リブ１４Ｒがガラスマット１３との接着部分を構成している。つまり、凸条リブ１４Ｒの略全面に接着剤が塗布され、ガラスマット１３が凸条リブ１４Ｒを介して袋状セパレータ１４に接着されるようになっている。
図５は、第２実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を上面から示した図である。このガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図は、図３と同様であり、
図５は、図３のＩＶ−ＩＶ断面を極板と共に上面から見た図に相当する図である。
図３および図５に示すように、袋状セパレータ１４には、ガラスマット１３側に突出する左右一対の凸条リブ１４Ｒが設けられ、これら凸条リブ１４Ｒがガラスマット１３との接着部分を構成している。つまり、凸条リブ１４Ｒの略全面に接着剤が塗布され、ガラスマット１３が凸条リブ１４Ｒを介して袋状セパレータ１４に接着されるようになっている。
これら凸条リブ１４Ｒは、袋状セパレータ１４の下端１４Ｌ（図３）から上端１４Ｕ（図３）に渡って直線的に連続するとともに、互いに平行になるように形成されている。そして、これら凸条リブ１４Ｒによって袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間に、上下方向に連続する小さな空間部ＫＡ（図５参照）が形成される。
これにより、ガラスマット１３が袋状セパレータ１４の上下に渡って連続するとともに左右に間隔を空けてストライプ状に接着され、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を十分に確保することができる。なお、凸条リブ１４Ｒの突出量、幅などは、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を確保できる範囲で適宜に設定すれば良い。
これにより、ガラスマット１３が袋状セパレータ１４の上下に渡って連続するとともに左右に間隔を空けてストライプ状に接着され、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を十分に確保することができる。なお、凸条リブ１４Ｒの突出量、幅などは、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接合強度を確保できる範囲で適宜に設定すれば良い。
正極板１１から発生したガスは、ガラスマット１３に形成された縦長の隙間部１３Ｓによって、袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間の空間部ＫＡ（図４）に導かれるので、この空間部ＫＡを経由してガスを上方に抜け易くすることができ、効率良くガスを抜くことができる。
これらにより、本実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを十分に一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができる。また、ガスが抜けやすくなるので、電解液の拡散が促され、電解液の成層化も抑制することもできる。
これらにより、本実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを十分に一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができる。また、ガスが抜けやすくなるので、電解液の拡散が促され、電解液の成層化も抑制することもできる。
＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図であり、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を極板１１、１２と共に上面から示した図である。
図６および図７に示すように、第３実施形態では、袋状セパレータ１４に対し、凸条リブ１４Ｒを第２実施形態よりも多く設け（本実施形態では４つ）、ガラスマット１３に対し、各凸条リブ１４Ｒの間に相当する位置に、縦長の隙間部１３Ｓを各々設けるようにしている。
すなわち、第３実施形態では、凸条リブ１４Ｒ同士の間隔を第２実施形態よりも狭くしている。発明者等が試験したところ、凸条リブ１４Ｒ同士の間隔、言い換えれば、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを接着する線状接着部３０の間隔（＝図６中、符号ＷＳで示すストライプ幅）がある程度狭い方が、正極板１１から発生したガスの溜まりが少なかった。これは、正極板１１から発生したガスが、左右に流れるのを規制することができるので、電池上方へのガスの流れをより促進することができたためと考えられる。
図６は、第３実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図であり、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を極板１１、１２と共に上面から示した図である。
図６および図７に示すように、第３実施形態では、袋状セパレータ１４に対し、凸条リブ１４Ｒを第２実施形態よりも多く設け（本実施形態では４つ）、ガラスマット１３に対し、各凸条リブ１４Ｒの間に相当する位置に、縦長の隙間部１３Ｓを各々設けるようにしている。
すなわち、第３実施形態では、凸条リブ１４Ｒ同士の間隔を第２実施形態よりも狭くしている。発明者等が試験したところ、凸条リブ１４Ｒ同士の間隔、言い換えれば、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを接着する線状接着部３０の間隔（＝図６中、符号ＷＳで示すストライプ幅）がある程度狭い方が、正極板１１から発生したガスの溜まりが少なかった。これは、正極板１１から発生したガスが、左右に流れるのを規制することができるので、電池上方へのガスの流れをより促進することができたためと考えられる。
また、第３実施形態においても、図６に示すように、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とが複数の線状接着部３０で接着され、全体としてストライプ状に接合されるので、接合強度を確保し易く、第１実施形態や第２実施形態よりも線状接着部３０が多いため、より接合強度を確保できる。
従って、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを十分に一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることが可能である。
但し、第３実施形態では、第１実施形態や第２実施形態に比して接着剤の量が多くなるので、接着剤による内部抵抗の増大を抑える観点からは、第１実施形態や第２実施形態よりも若干不利である。
従って、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを十分に一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることが可能である。
但し、第３実施形態では、第１実施形態や第２実施形態に比して接着剤の量が多くなるので、接着剤による内部抵抗の増大を抑える観点からは、第１実施形態や第２実施形態よりも若干不利である。
＜隙間部について＞
次に、ガラスマットに設ける隙間部１３Ｓの面積などについて説明する。
なお、隙間部１３Ｓは、あらかじめ準備したガラスマット１３の所定位置を、打ち抜き刃を備えた打ち抜き装置で線状、または所定の形状に打ち抜く等して形成することができるが、その形成方法は特に限定されない。また、その形状は以下に説明する実施例中では横１ｃｍ×縦８ｃｍの縦長の長方形にしているが、要はガスが抜けるための孔部がガラスマット１３に形成されていれば良く、その形状は特に限定されない。
次に、ガラスマットに設ける隙間部１３Ｓの面積などについて説明する。
なお、隙間部１３Ｓは、あらかじめ準備したガラスマット１３の所定位置を、打ち抜き刃を備えた打ち抜き装置で線状、または所定の形状に打ち抜く等して形成することができるが、その形成方法は特に限定されない。また、その形状は以下に説明する実施例中では横１ｃｍ×縦８ｃｍの縦長の長方形にしているが、要はガスが抜けるための孔部がガラスマット１３に形成されていれば良く、その形状は特に限定されない。
＜第４実施形態＞
図８は、第３実施形態の変形例であり、ガラスマット付き袋状セパレータ１５を下部を省略して、正面から見た要部を示す図である。図８に示すように、第４実施形態では、線状接着部３０を、間隔３０Ｓを空けて接着し、隙間部１３Ｓを、線状接着部３０の非接着部（間隔３０Ｓの位置に相当）の近傍に配置するように、間隔を空けて設けたものである。この構成によれば、線状接着部３０の非接着部を通過するガスを隙間部１３Ｓに流し、効率良く排出することができる。これによって、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができる。
なお、第４実施形態では、第３実施形態に比して、線状接着部３０に非接着部を設けたことにより、接着剤の量が少なくなるため、内部抵抗の増大を抑えることができ、有利である。
図８は、第３実施形態の変形例であり、ガラスマット付き袋状セパレータ１５を下部を省略して、正面から見た要部を示す図である。図８に示すように、第４実施形態では、線状接着部３０を、間隔３０Ｓを空けて接着し、隙間部１３Ｓを、線状接着部３０の非接着部（間隔３０Ｓの位置に相当）の近傍に配置するように、間隔を空けて設けたものである。この構成によれば、線状接着部３０の非接着部を通過するガスを隙間部１３Ｓに流し、効率良く排出することができる。これによって、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができる。
なお、第４実施形態では、第３実施形態に比して、線状接着部３０に非接着部を設けたことにより、接着剤の量が少なくなるため、内部抵抗の増大を抑えることができ、有利である。
＜従来例Ａ＞
従来のガラスマット付き袋状セパレータを使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板とガラスマットとが接触するようにＤサイズ用の極板群を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。この従来例Ａは、隙間部１３Ｓを有しておらず、また、ストライプ幅ＷＳは１３０ｍｍであった。
この極板群を使用し、充電前と充電中の電解液の液面の高さの差からガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は９．７ｃｃであった。
以下に説明する各実施例は、ガラスマット１３の隙間部１３Ｓおよびストライプ幅ＷＳを除いて、従来例Ａと同構成であり、同条件でガス溜まり体積の測定を行っている。
従来のガラスマット付き袋状セパレータを使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板とガラスマットとが接触するようにＤサイズ用の極板群を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。この従来例Ａは、隙間部１３Ｓを有しておらず、また、ストライプ幅ＷＳは１３０ｍｍであった。
この極板群を使用し、充電前と充電中の電解液の液面の高さの差からガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は９．７ｃｃであった。
以下に説明する各実施例は、ガラスマット１３の隙間部１３Ｓおよびストライプ幅ＷＳを除いて、従来例Ａと同構成であり、同条件でガス溜まり体積の測定を行っている。
＜実施例Ａ＞
隙間部として切り込みを設けたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３には、ガラスマット１３の上下方向に延びる切り込み（幅をほぼ零にした隙間部１３Ｓに相当）を３つ設け、この極板群１０を使用してガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は８．４ｃｃであった。
この場合、従来例Ａよりもガス溜まり体積が減っており、この程度の減少であっても、実際の液式鉛蓄電池で換算すると、１セルあたり正極板７枚、負極板７枚で、計６セルあったとすれば、ガス溜まり体積は数十ｃｃも減少することになる。つまり、ガラスマット１３に設ける隙間部１３Ｓの幅が狭くても、ガス抜き部として機能し、ガス溜まりの抑制効果が得られることが判った。
隙間部として切り込みを設けたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３には、ガラスマット１３の上下方向に延びる切り込み（幅をほぼ零にした隙間部１３Ｓに相当）を３つ設け、この極板群１０を使用してガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は８．４ｃｃであった。
この場合、従来例Ａよりもガス溜まり体積が減っており、この程度の減少であっても、実際の液式鉛蓄電池で換算すると、１セルあたり正極板７枚、負極板７枚で、計６セルあったとすれば、ガス溜まり体積は数十ｃｃも減少することになる。つまり、ガラスマット１３に設ける隙間部１３Ｓの幅が狭くても、ガス抜き部として機能し、ガス溜まりの抑制効果が得られることが判った。
＜実施例Ｂ＞
隙間部１３Ｓの本数を１本から６本にしたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３の全面積は、１０ｃｍ×１０ｃｍの１００ｃｍ2であり、このガラスマット１３に、横１ｃｍ×縦８ｃｍで面積８ｃｍ2の隙間（隙間部１３Ｓに相当）を設けた。この隙間の本数を増やしていき、ガス溜まり体積の変化を測定した。その結果を表１に示す。
隙間部１３Ｓの本数を１本から６本にしたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３の全面積は、１０ｃｍ×１０ｃｍの１００ｃｍ2であり、このガラスマット１３に、横１ｃｍ×縦８ｃｍで面積８ｃｍ2の隙間（隙間部１３Ｓに相当）を設けた。この隙間の本数を増やしていき、ガス溜まり体積の変化を測定した。その結果を表１に示す。
表１に示すように、隙間本数を増やすほどガス抜けが良くなり、ガス溜まりがなくなる傾向が見られた。
＜実施例Ｃ＞
袋状セパレータ１４に凸条リブ１４Ｒを備え、これを介してガラスマット１３が接着されたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３の全面積は、１０ｃｍ×１０ｃｍの１００ｃｍ2であり、このガラスマット１３に、横１ｃｍ×縦８ｃｍで面積８ｃｍ2の隙間（隙間部１３Ｓに相当）を設けた。このときのガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は７．８ｃｃであり、同じ隙間面積のものより、ガス溜まり体積が少なかった。
袋状セパレータ１４に凸条リブ１４Ｒを備え、これを介してガラスマット１３が接着されたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３の全面積は、１０ｃｍ×１０ｃｍの１００ｃｍ2であり、このガラスマット１３に、横１ｃｍ×縦８ｃｍで面積８ｃｍ2の隙間（隙間部１３Ｓに相当）を設けた。このときのガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は７．８ｃｃであり、同じ隙間面積のものより、ガス溜まり体積が少なかった。
＜実施例Ｄ＞
袋状セパレータ１４に凸条リブ１４Ｒをストライプ幅１０ｍｍで備え、これを介してガラスマット１３が接着されたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３の全面積は、１０ｃｍ×１０ｃｍの１００ｃｍ2であり、このガラスマット１３のほぼ中央部に、横０．５ｃｍ×縦８ｃｍで面積４ｃｍ2の隙間（隙間部１３Ｓに相当）を２本設けた。このときのガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は７．２ｃｃであり、後述する実施例Ｅ（同じストライプ幅を有するが、隙間部１３Ｓなし）のものより、ガス溜まり体積が少なかった。
また、ストライプ幅を３ｍｍ、５ｍｍ、１５ｍｍとした以外は上記実施例Ｄと同様にして、２Ｖセルを作製し、ガス溜まり体積の測定を行った結果、ガス溜まり体積はそれぞれ、８．９ｃｃ、７．５ｃｃ、８．７ｃｃであった。この結果、凸条リブ１４Ｒを形成する幅は、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔がより好ましかった。
袋状セパレータ１４に凸条リブ１４Ｒをストライプ幅１０ｍｍで備え、これを介してガラスマット１３が接着されたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製した。このガラスマット１３の全面積は、１０ｃｍ×１０ｃｍの１００ｃｍ2であり、このガラスマット１３のほぼ中央部に、横０．５ｃｍ×縦８ｃｍで面積４ｃｍ2の隙間（隙間部１３Ｓに相当）を２本設けた。このときのガス溜まり体積の測定を行った。測定の結果、ガス溜まり体積は７．２ｃｃであり、後述する実施例Ｅ（同じストライプ幅を有するが、隙間部１３Ｓなし）のものより、ガス溜まり体積が少なかった。
また、ストライプ幅を３ｍｍ、５ｍｍ、１５ｍｍとした以外は上記実施例Ｄと同様にして、２Ｖセルを作製し、ガス溜まり体積の測定を行った結果、ガス溜まり体積はそれぞれ、８．９ｃｃ、７．５ｃｃ、８．７ｃｃであった。この結果、凸条リブ１４Ｒを形成する幅は、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔がより好ましかった。
実施例Ｂの２Ｖセルの内部抵抗を測定し、さらに、サイクル寿命試験（ＳＢＡ Ｓ ０１０１：２００６に記載のアイドリングストップ寿命試験）により電池性能を評価した。その結果を表１に示す。
正極活物質の軟化の状態を調べるため、８００サイクル経過後に正極板の表面状態を観察し、正極活物質の軟化が生じたものは「有」、正極活物質の軟化が生じなかったものは「無」とした。
正極活物質の軟化の状態を調べるため、８００サイクル経過後に正極板の表面状態を観察し、正極活物質の軟化が生じたものは「有」、正極活物質の軟化が生じなかったものは「無」とした。
表１に示すように、内部抵抗は隙間面積を大きくすることで下がっていった。しかし、隙間面積が全ガラスマット面積の４０％を超えると表面軟化が生じ始めることが確認された。よって、隙間面積は全面積の４０％以下が好ましいと考えられる。
図９は、隙間部１３Ｓを形成する領域ＡＲ１（図９中、ハッチングで示す領域）を示した図である。
発明者等が検討したところ、隙間部１３Ｓを形成する領域ＡＲ１は、正極板１１のうち最も活物質が使われる領域ＡＲ２、つまり、正極板１１同士を接続するストラップ２０と正極板１１との連結部位（耳部１１Ａを含む）を避けた位置に設定することが好ましいということが分かった。具体的には、領域ＡＲ１の高さＨ１は、ガラスマット１３の高さの８０％以下が好ましい高さである。
また、領域ＡＲ１の幅（左右長）Ｗ１は、接着領域を確保する観点などから、ガラスマットの幅の９０％以内（左右に５％相当の間隔を空ける）が好ましい。すなわち、この領域ＡＲ１内で、接着された部分を除く領域に、正極板１１から発生したガスを抜く隙間部１３Ｓを適宜に設けるようにすれば良い。
発明者等が検討したところ、隙間部１３Ｓを形成する領域ＡＲ１は、正極板１１のうち最も活物質が使われる領域ＡＲ２、つまり、正極板１１同士を接続するストラップ２０と正極板１１との連結部位（耳部１１Ａを含む）を避けた位置に設定することが好ましいということが分かった。具体的には、領域ＡＲ１の高さＨ１は、ガラスマット１３の高さの８０％以下が好ましい高さである。
また、領域ＡＲ１の幅（左右長）Ｗ１は、接着領域を確保する観点などから、ガラスマットの幅の９０％以内（左右に５％相当の間隔を空ける）が好ましい。すなわち、この領域ＡＲ１内で、接着された部分を除く領域に、正極板１１から発生したガスを抜く隙間部１３Ｓを適宜に設けるようにすれば良い。
＜第５実施形態＞
図１０は、第５実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図である。
第５実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とをストライプ状に接着する際のストライプ幅ＷＳの調整によって、正極板１１から発生したガスを効率良く抜くようにしているものであり、隙間部１３Ｓは形成していない。このストライプ幅ＷＳは、後述の試験によって、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔が好ましいことが判った。
なお、上述した第３実施形態では、隙間部１３Ｓを形成しているが、隙間部１３Ｓを上述のように形成しない場合でも、ストライプ幅ＷＳは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔が好ましかった。
図１０は、第５実施形態のガラスマット付き袋状セパレータ１５を正面から見た図である。
第５実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とをストライプ状に接着する際のストライプ幅ＷＳの調整によって、正極板１１から発生したガスを効率良く抜くようにしているものであり、隙間部１３Ｓは形成していない。このストライプ幅ＷＳは、後述の試験によって、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔が好ましいことが判った。
なお、上述した第３実施形態では、隙間部１３Ｓを形成しているが、隙間部１３Ｓを上述のように形成しない場合でも、ストライプ幅ＷＳは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔が好ましかった。
このストライプ幅ＷＳに調整することによって、正極板１１から発生するガスを簡易に正極板１１と袋状セパレータ１４との間から抜くことができる。また、本実施形態においても、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とが複数の線状接着部３０で接着し、全体としてストライプ状に接合するので、接合強度を確保し易い。
従って、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを十分に一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を簡易に抑えることが可能である。以下、ストライプ幅ＷＳについて説明する。
従って、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを十分に一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を簡易に抑えることが可能である。以下、ストライプ幅ＷＳについて説明する。
＜ストライプ幅について＞
ストライプ幅ＷＳについて説明する。なお、この検討では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接着部分（線状接着部３０）を隙間無く接着した状態とし、正極板１１から発生したガスが、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とが接着されている部分を通り抜けないものとした。
上述した従来例Ａに記載したように、ストライプ幅ＷＳが１３０ｍｍの場合、ガス溜まり体積は９．７ｃｃであった。
ストライプ幅ＷＳについて説明する。なお、この検討では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接着部分（線状接着部３０）を隙間無く接着した状態とし、正極板１１から発生したガスが、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とが接着されている部分を通り抜けないものとした。
上述した従来例Ａに記載したように、ストライプ幅ＷＳが１３０ｍｍの場合、ガス溜まり体積は９．７ｃｃであった。
＜実施例Ｅ＞
ストライプ幅ＷＳを３ｍｍ〜１５ｍｍにしたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製し構成した。なお、ストライプ幅ＷＳを３ｍｍ〜１５ｍｍの間で様々に変更してガス溜まり体積を測定した。その結果を表２に示す。
ストライプ幅ＷＳを３ｍｍ〜１５ｍｍにしたガラスマット付き袋状セパレータ１５を使用して、正極板１枚、負極板１枚で正極板１１とガラスマット１３が接触するように極板群１０を群圧が５ｋＰａになるように構成して２Ｖセルを作製し構成した。なお、ストライプ幅ＷＳを３ｍｍ〜１５ｍｍの間で様々に変更してガス溜まり体積を測定した。その結果を表２に示す。
表２に示すように、ストライプ幅ＷＳが３ｍｍではガス溜まり体積は僅かしか減少しなかった。ストライプ幅ＷＳが過度に小さいと、ガラスマット１３を全体的に押し付ける状態になり、従来のガラスマット付き袋状セパレータと殆ど変わらない状態となっていると推測する。
一方、ストライプ幅ＷＳが１５ｍｍ以上では、ガス溜まり体積が大きく、改善の効果が得られなかった。これは、正極板１１から発生したガスが溜まることのできる空間が大きく、後から発生するガスで押し出される効果を十分に得られなかったものと考えられる。
測定の結果、ストライプ幅ＷＳは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満が効果的であり、より好ましくは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であった。
一方、ストライプ幅ＷＳが１５ｍｍ以上では、ガス溜まり体積が大きく、改善の効果が得られなかった。これは、正極板１１から発生したガスが溜まることのできる空間が大きく、後から発生するガスで押し出される効果を十分に得られなかったものと考えられる。
測定の結果、ストライプ幅ＷＳは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満が効果的であり、より好ましくは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であった。
表２に示すように、ストライプ幅ＷＳは５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満で内部抵抗の上昇を抑えることができ、より好ましくは、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であった。
＜実施例Ｆ＞
また、袋状セパレータ１５に、ガラスマット１３側に突出する左右一対の凸条リブ１４Ｒが設けられ、これら凸条リブ１４Ｒがガラスマット１３との接着部分を構成している以外は、実施例Ｅと同様にして、ストライプ幅が３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍにした２Ｖセルを作製した。ガス溜まり体積の測定を行った結果、いずれの水準も実施例Ｅの場合と比較して少なく良好であり、上記実施例Ｅの場合と同様に、ストライプ幅ＷＳは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満がより好ましかった。
また、従来例Ａ、実施例Ａ〜Ｆでは極板群の群圧を５ｋＰａで構成したが、さらに群圧を上げて１０ｋＰａで構成したものについては、ガス溜まり体積は５ｋＰａのときよりも若干上昇したが、５ｋＰａの場合と近い値を示し、ほぼ同様の効果が得られた。
また、袋状セパレータ１５に、ガラスマット１３側に突出する左右一対の凸条リブ１４Ｒが設けられ、これら凸条リブ１４Ｒがガラスマット１３との接着部分を構成している以外は、実施例Ｅと同様にして、ストライプ幅が３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍにした２Ｖセルを作製した。ガス溜まり体積の測定を行った結果、いずれの水準も実施例Ｅの場合と比較して少なく良好であり、上記実施例Ｅの場合と同様に、ストライプ幅ＷＳは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満がより好ましかった。
また、従来例Ａ、実施例Ａ〜Ｆでは極板群の群圧を５ｋＰａで構成したが、さらに群圧を上げて１０ｋＰａで構成したものについては、ガス溜まり体積は５ｋＰａのときよりも若干上昇したが、５ｋＰａの場合と近い値を示し、ほぼ同様の効果が得られた。
以上説明したように、図３〜図７に示すように、袋状セパレータ１４の正極板１１に対向する面に、ガラスマット１３に間隔を空けて接着し、ガラスマット１３の接着された部分を除く領域に、正極板１１から発生したガスを抜くガス抜き部となる隙間部１３Ｓを設けることにより、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができる。
また、図５および図７に示すように、袋状セパレータ１４は、ガラスマット１３が接着される複数の凸条リブ１４Ｒを有し、隙間部１３Ｓは、正極板１１から発生したガスを、各々の凸条リブ１４Ｒによって袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間にできる空間部ＫＡに導くので、効率良くガスを抜くことができる。
また、図５および図７に示すように、袋状セパレータ１４は、ガラスマット１３が接着される複数の凸条リブ１４Ｒを有し、隙間部１３Ｓは、正極板１１から発生したガスを、各々の凸条リブ１４Ｒによって袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間にできる空間部ＫＡに導くので、効率良くガスを抜くことができる。
また、図３および図６に示すように、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とは、略平行に間隔を空けてストライプ状に接着され、隙間部１３Ｓは、ストライプ状の接着部分を構成する複数の線状接着部３０の間に、線状接着部３０に沿って設けられるので、接着部位近傍などから発生する正極板１１からのガスを排出させ易くでき、また、隙間部１３Ｓの面積も確保し易くなる。
しかも、線状接着部３０は連続して接着されるので、線状接着部３０間のガスが、後から発生するガスで押し出される効果を利用して効率良くガスを排出させることができる。
しかも、線状接着部３０は連続して接着されるので、線状接着部３０間のガスが、後から発生するガスで押し出される効果を利用して効率良くガスを排出させることができる。
また、本構成では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とは、正極板１１から発生したガスを抜く隙間として、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着される構成にしたことにより、図９に示すように、上述した隙間部１３Ｓを設けない構成でも、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とを一体化した構成で、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができる。
また、発明者等は、図３〜図７などに記載した隙間部１３Ｓを設けた構成においても、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とは、正極板１１から発生したガスを抜く隙間として、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着される構成にすることにより、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができることを確認している。
また、発明者等は、図３〜図７などに記載した隙間部１３Ｓを設けた構成においても、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４とは、正極板１１から発生したガスを抜く隙間として、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着される構成にすることにより、正極板１１とガラスマット１３との間のガス溜まりの発生を抑えることができることを確認している。
しかも、本構成では、袋状セパレータ１４は、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けて凸条リブ１４Ｒを有し、凸条リブ１４Ｒとガラスマット１３とを接着して凸条リブ１４Ｒ間とガラスマット１３との間に空間部ＫＡを形成しているので、この空間部ＫＡを利用して効率良くガスを抜くことができる。
また、本構成では、図８に記載するように、隙間部１３Ｓを、正極板１１同士を接続するストラップ２０と正極板１１との連結部近傍を避けた領域ＡＲ１に形成することにより、正極板１１のうち最も活物質が使われる領域をガラスマット１３で適切に押さえつつ、隙間部１３Ｓを設けることができる。
また、本構成では、図８に記載するように、隙間部１３Ｓを、正極板１１同士を接続するストラップ２０と正極板１１との連結部近傍を避けた領域ＡＲ１に形成することにより、正極板１１のうち最も活物質が使われる領域をガラスマット１３で適切に押さえつつ、隙間部１３Ｓを設けることができる。
また、本構成では、極板群１０に加えられる群圧を２５ｋＰａ以下とすることが好ましく、より好ましくは１０ｋＰａ以下である。群圧が２５ｋＰａより大きくなると、袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間にできる隙間部１３Ｓまたは空間部ＫＡが少なくなって、正極板１１から発生するガスを効率良く抜くことができなくなるからである。なお、群圧はなくても構わないが、正極板１１の軟化の抑制効果を考慮した場合、適度に群圧があった方が好ましく、より好ましくは３ｋＰａ以上である。
よって、極板群１０に加えられる群圧を３ｋＰａ以上、１０ｋＰａ以下とすることにより、袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間にできる隙間部１３Ｓまたは空間部ＫＡをつぶすことなく、正極板１１から発生するガスを効率よく抜くことができると共に、寿命を向上させることができる。
よって、極板群１０に加えられる群圧を３ｋＰａ以上、１０ｋＰａ以下とすることにより、袋状セパレータ１４とガラスマット１３との間にできる隙間部１３Ｓまたは空間部ＫＡをつぶすことなく、正極板１１から発生するガスを効率よく抜くことができると共に、寿命を向上させることができる。
このようにして、本実施形態では、上記のガラスマット付き袋状セパレータ１５を用いて液式鉛蓄電池を構成することによりガス溜まりを抑制することができるため、寿命末期に至る前に内部抵抗が急上昇することを抑制した充電制御車に好適な液式鉛蓄電池を提供することが可能になる。
上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。例えば、上述の実施形態では、ガラスマット１３と袋状セパレータ１４との接着部位である線状接着部３０が連続して接着される場合を説明したが、これに限らず、間隔を空けて非連続に接着したものについても、本実施形態と同様の効果が得られた。
１０ 極板群
１１ 正極板
１２ 負極板
１３ ガラスマット
１３Ｓ 隙間部（ガス抜き部）
１４ 袋状セパレータ
１４Ｒ 凸条リブ
１５ ガラスマット付き袋状セパレータ
２０ ストラップ
３０ 線状接着部
ＫＡ 空間部
１１ 正極板
１２ 負極板
１３ ガラスマット
１３Ｓ 隙間部（ガス抜き部）
１４ 袋状セパレータ
１４Ｒ 凸条リブ
１５ ガラスマット付き袋状セパレータ
２０ ストラップ
３０ 線状接着部
ＫＡ 空間部
Claims (11)
- 負極板または正極板を囲う袋状セパレータと、正極板に密着するガラスマットとを一体にしたセパレータにおいて、
前記袋状セパレータの前記正極板に対向する面に、一枚の前記ガラスマットを間欠的に接着し、前記ガラスマットにおける前記接着された部分を除く領域に、前記正極板から発生したガスを抜く隙間部を設け、
前記隙間部の上端は前記ガラスマットの上端より低く、前記隙間部の下端は前記ガラスマットの下端より高い位置に形成されて、前記ガラスマットの上端および下端が前記ガラスマットの幅一杯に連続した状態に保持されていることを特徴とするセパレータ。 - 前記隙間部は、前記ガラスマットの上下方向に延在するとともに左右に間隔を空けて複数設けられ、前記ガラスマットの上端と下端とは、左右の前記隙間部の間にて上下方向につながることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
- 前記袋状セパレータは、前記ガラスマットが接着される複数の凸条リブを有し、
前記隙間部は、前記正極板から発生したガスを、前記凸条リブによって前記袋状セパレータと前記ガラスマットとの間にできる空間部に導くことを特徴とする請求項２に記載のセパレータ。 - 一枚の前記ガラスマットと前記袋状セパレータとは、ストライプ状に間欠的に接着され、前記ストライプ状の接着部分を構成する複数の線状接着部は互いに平行であり、
前記隙間部は、前記複数の線状接着部の間に、前記線状接着部に沿って設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載のセパレータ。 - 前記線状接着部は連続して接着されることを特徴とする請求項４に記載のセパレータ。
- 前記線状接着部は間隔を空けて接着され、前記隙間部は、隣り合う前記線状接着部の非接着部の間に配置されるように間隔を空けて設けられることを特徴とする請求項４に記載のセパレータ。
- 前記ガラスマットと前記袋状セパレータとは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載のセパレータ。
- 前記隙間部は、前記正極板同士を接続するストラップと前記正極板とを接続する耳部を避けた領域に形成されることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載のセパレータ。
- 前記ガラスマットと前記袋状セパレータとは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けてストライプ状に接着されることを特徴とする請求項３に記載のセパレータ。
- 前記凸条リブは、５ｍｍ以上、１５ｍｍ未満の間隔を空けて形成されていることを特徴とする請求項９に記載のセパレータ。
- 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のセパレータを用いたことを特徴とする鉛蓄電池。
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