JP6497460B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents

Description

本発明は、鉛蓄電池に関する。

鉛蓄電池は、信頼性、価格の安さから産業用、民生用に広く用いられており、特に自動車用鉛蓄電池（いわゆるバッテリー）の需要が多い。

従来、自動車用鉛蓄電池では、鉛合金の格子体に所定量の活物質ペーストを充填したペースト式極板が用いられている。鉛蓄電池（以下、単に電池ともいう。）の極板には、正極板と負極板がある。正極板及び負極板は、それぞれ集電部（耳部）を有している。そして、正極板と負極板とがセパレータを介して交互に積層され、正極板及び負極板の集電部が極性毎にストラップに集合溶接され、ストラップにセル間接続部又は極柱が接続されて、極板群が構成されている。

セパレータとしては、合成樹脂製の微多孔性シートを二つ折りし、その両側部をシールして袋状にした、いわゆる袋セパレータが用いられている。袋セパレータに極板を挿入することで、正極板と負極板とを確実に隔離することができる。なお、袋セパレータに挿入する極板は、正極板及び負極板の何れであってもよく、正極板を袋セパレータに挿入するタイプと負極板を袋セパレータに挿入するタイプの両タイプの電池がある。正極板を袋セパレータに挿入するタイプの電池は、高温下で使用されると、正極板が腐食及び変形することにより袋セパレータを突き破る場合がある。このため、通常は、セパレータの突き破りを防止する観点から、負極板をセパレータに挿入するタイプの電池が採用されている。

ところで、近年の自動車は、電装品が増加していることから、電池への負荷が大きくなっている。その結果、電池の放電量が多くなっている。電池の放電量の指標として、放電深度ＤＯＤ（Ｄｅｐｔｈｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）がある。放電深度ＤＯＤは、値が大きくなるほど、放電量が多くなることを示している。

ＤＯＤが大きい状況下で電池を充放電すると、正極板において活物質同士の結びつきが弱くなる軟化現象が進行し、徐々に格子体から活物質が脱落していく。脱落した活物質は、電解液（希硫酸）中に浮遊し、やがて電池底部に沈殿する。電池底部に沈殿した活物質は、電池の充電により発生するガスによって、電解液中を極板群の上部にまで舞い上げられて、正極板及び負極板の上部に付着及び堆積する。その結果、電池の充放電を繰り返すと、活物質により極板群上部で短絡が引き起こされ、電池が短寿命となる問題があった。

そこで、このような問題を解決するべく、特許文献１には、正極板と袋セパレータに収納された負極板とを交互に積層してなる極板群を備えた鉛蓄電池において、極板群の外側に負極板と電気的に接続された脱落活物質捕捉用の電極部材を設けることが開示されている。これにより、正極板から脱落した活物質を、脱落活物質捕捉用の電極部材により捕捉することが可能となる。

特開平８−１３００３０号公報

しかしながら、脱落した活物質が発生したガスにより舞い上げられる力は、負極板が脱落した正極活物質を捕捉する力より大きい。このため、特許文献１に記載された脱落活物質捕捉用の電極部材を設けても、脱落した活物質の捕捉漏れが発生する。これにより、袋セパレータに収納された負極板にも脱落した活物質が付着及び堆積して、極板群上部で短絡する可能性がある。

そこで、本発明は、脱落した活物質による極板群上部での短絡を抑制して、長寿命化を図ることができる鉛蓄電池を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る鉛蓄電池は、セパレータを介して正極板と負極板とが交互に積層され、正極板及び負極板の集電部が極性毎にストラップに集合溶接された極板群を備える鉛蓄電池であって、正極板及び負極板は、それぞれ活物質が充填された充填部を有し、正極板の充填部の総表面積をＳ、正極板の充填部及び負極板の充填部の見かけ体積をＶとした場合に、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１以上である。ここで、正極板の充填部及び負極板の充填部の見かけ体積とは、正極板の充填部と負極板の充填部とに囲まれる領域の体積であって、隣り合う充填部の間の空隙も含んだ見かけ上の体積である。正極板の充填部の総表面積とは、正極板の発電に寄与する部分の表面積の合計である。つまり、充填部の表裏面の表面積の合計に、極板群を構成する正極板の枚数を乗じた面積である。

Ｓ／Ｖを３．９５ｃｍ^−１以上とすることで、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１未満の場合と比べて、鉛蓄電池の充放電サイクルにおいて正極板の活物質の軟化の進行が抑制されると考えられる。このため、本発明の一側面に係る鉛蓄電池では、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１未満の場合と比べて、脱落した活物質による極板群上部での短絡が抑制されるため、充放電可能な回数が増え、鉛蓄電池の長寿命化を図ることができる。

上記鉛蓄電池において、Ｓ／Ｖが４．２０ｃｍ^−１以上であってもよい。Ｓ／Ｖを４．２０ｃｍ^−１以上とすることで、更に鉛蓄電池の充放電サイクルにおいて正極板の活物質の軟化の進行が抑制されると考えられることから、更に鉛蓄電池の長寿命化を図ることができる。

また、上記鉛蓄電池において、ストラップの合金組成が、鉛−アンチモン系であってもよい。ストラップの合金組成を鉛−アンチモン系とすることで、ストラップの合金組成が鉛−スズ系である場合に比べて、鉛蓄電池の充電特性が向上する。

本発明によれば、脱落した活物質による極板群上部での短絡を抑制して、長寿命化を図ることができる。

実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図である。 図１に示す鉛蓄電池の内部構造を示す図である。 極板群を示す斜視図である。 正極板（負極板）を示す正面図である。 図４のＶ−Ｖ線における断面図である。 鉛合金の格子体を示す正面図である。 微多孔性のポリエチレン製シートを示す正面図である。 袋セパレータに負極板を入れる状態を示す図である。 電槽を示す斜視図である。 実施例の実験結果を示す表である。

以下、図面を参照して、本発明の一側面に係る鉛蓄電池の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図である。図２は、図１に示す鉛蓄電池の内部構造を示す図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る鉛蓄電池１は、上面が開口して複数の極板群１１が収納される電槽２と、電槽２の開口を閉じる蓋３と、を備えている。蓋３は、例えば、ポリプロピレン製となっており、正極端子４と、負極端子５と、蓋３に設けられた注液口を閉塞する液口栓６と、を備えている。

図３は、極板群を示す斜視図である。図２及び図３に示すように、極板群１１は、正極板１２と、負極板１３と、袋セパレータ１４と、正極側ストラップ１５と、負極側ストラップ１６と、セル間接続部１７又は極柱１８と、を備えている。

（正極板）
図４は、正極板（負極板）を示す正面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線における断面図である。図６は、鉛合金の格子体を示す正面図である。なお、図４〜図６において、カッコ書きした符号は、負極板の符号を示している。図４〜図６に示すように、正極板１２は、鉛合金の格子体２１と、格子体２１の上部に接続されて耳部と呼ばれる集電部２２と、格子体２１に充填された活物質２３と、を備えている。なお、正極板１２の活物質２３は、正極活物質ともいう。

格子体２１は、充填される活物質２３を保持するため、格子状に形成されている。格子体２１としては、例えば、鉛合金シートに切れ目を入れ、この切れ目を拡開するように引き伸ばしたエキスパンド格子体、又は鋳造法により作製される格子体を用いることができる。なお、図面では、エキスパンド格子体の格子体２１を示している。エキスパンド格子体の格子体２１は、格子状の骨部２１ａと、骨部２１ａの上部に位置して直線状に延びる上枠骨２１ｂと、を備えている。この場合、活物質２３は、骨部２１ａに充填される。エキスパンド格子体の格子体２１に用いられる鉛合金としては、例えば、鉛−カルシウム−スズ系の合金が挙げられる。鋳造法により作製される格子体２１に用いられる鉛合金としては、例えば、鉛−カルシウム−スズ系、又は鉛−アンチモン−ヒ素系が挙げられる。格子体２１の幅Ｗ１は、例えば、１４５ｍｍとすることができる。格子体２１の高さＨ１は、例えば、１１５ｍｍとすることができる。格子体２１の厚さは、例えば１．５ｍｍとすることができる。

活物質２３は、二酸化鉛で構成されている。活物質２３の作製方法は、特に限定されるものではないが、例えば、次の方法により作製することができる。まず、ボールミル法によって作製した酸化度７０％の鉛粉に、予め鉛丹を希硫酸と混合して反応させたスラリと、水及び希硫酸と、を加えて混練し、活物質ペーストを作製する。続いて、作製した活物質ペーストを、格子体２１に充填し、常法により熟成及び乾燥させる。これにより、格子体２１に充填された未化成の活物質２３が得られる。

そして、正極板１２のうち、活物質２３が充填された部分が、充填部２４（図４の点描部分（砂地状にハッチングした部分））となる。なお、充填部２４は、正極板１２の表裏面に形成される。通常、格子体２１の全面に活物質が充填されるが、格子体２１は必ずしも格子体２１の全面に活物質が充填される必要は無く、格子体２１の一部に活物質２３が充填されない部分があってもよい。この場合、格子体２１のうち活物質２３が充填された部分のみが充填部２４となり、格子体２１のうち活物質２３が充填されていない部分は充填部２４から除外される。

（負極板）
負極板１３は、正極板１２と同様に、鉛合金の格子体３１と、格子体３１の上部に接続されて耳部と呼ばれる集電部３２と、格子体３１に充填された活物質３３と、を備えている。なお、負極板１３の活物質３３は、負極活物質ともいう。

格子体３１は、充填される活物質３３を保持するため、格子状に形成されている。格子体３１は、正極板１２の格子体２１と同じものであってもよく、異なるものであってもよい。格子体３１が正極板１２の格子体２１と同様にエキスパンド格子体である場合、格子体３１は、格子状の骨部３１ａと、骨部３１ａの上部に位置して直線状に延びる上枠骨３１ｂと、を備えている。この場合、活物質３３は、骨部３１ａに充填される。格子体３１の幅Ｗ１は、例えば、１４５ｍｍとすることができる。格子体３１の高さＨ１は、例えば、１１５ｍｍとすることができる。格子体３１の厚さは、例えば１．３ｍｍとすることができる。

活物質３３は、多孔質の海綿状鉛（Spongy Lead）で構成されている。活物質３３の作製方法は、特に限定されるものではないが、例えば、次の方法により作製することができる。まず、ボールミル法によって作製した酸化度７０％の鉛粉に、添加剤として、炭素粉末、リグニン粉末及びバリウム化合物粉末を加え混合する。続いて、水及び希硫酸を加えて混練し、活物質ペーストを作製する。続いて、作製した活物質ペーストを、格子体３１に充填し、常法により熟成及び乾燥させる。これにより、格子体３１に充填された未化成の活物質３３が得られる。

そして、負極板１３のうち、活物質３３が充填された部分が、充填部３４（図４の点描部分（砂地状にハッチングした部分））となる。なお、充填部３４の定義については、正極板１２の充填部２４と同様である。

（袋セパレータ）
図２及び図３に示すように、袋セパレータ１４は、正極板１２と負極板１３とを分離する機能を有する。また、袋セパレータ１４は、電解液（希硫酸）が通過できるように微多孔性を有する。袋セパレータ１４は、微多孔性の樹脂製シートにより作製される。袋セパレータ１４に用いられる樹脂としては、例えば、ポリエチレンが挙げられる。

図７は、袋セパレータの作製に用いるセパレータを示す正面図である。図８は、袋セパレータに負極板を入れる状態を示す図である。図７に示すように、袋セパレータ１４の作製に用いるセパレータ４１は、長尺のシート状に形成されている。袋セパレータ１４は、セパレータ４１を適切な長さに切断し、セパレータ４１の長手方向に二つ折りにして重ね合せ、両側部をメカニカルシール、圧着又は熱溶着する。これにより、図８に示す袋セパレータ１４が得られる。

また、セパレータ４１の幅方向中央部には、セパレータ４１の長手方向に延びる８本のリブ４２が形成されている。セパレータ４１の幅方向におけるリブ４２の両側には、セパレータ４１の長手方向に延びる多数本のミニリブ４３が形成されている。袋セパレータ１４に加工した後には、セパレータ４１の幅方向におけるミニリブ４３の両側であるセパレータ４１の幅方向両端部に、セパレータ４１の長手方向に延びるメカニカルシール部４５が形成される（図８参照）。なお、セパレータ４１のリブ４２、ミニリブ４３及びメカニカルシール部４５が形成されていない部分を、ベース部４４という。リブ４２は、隣接する正極板１２との間に隙間を開ける機能を有する。ミニリブ４３は、鉛蓄電池１が横方向に振動した際に、正極板１２の角でセパレータ４１を突き破って短絡するのを防止するために、セパレータ４１の強度を向上させる機能を有する。メカニカルシール部４５の代わりに又はメカニカルシール部４５に加えて、二つ折りしたセパレータ４１の両側部を圧着する圧着部、又は二つ折りしたセパレータ４１の両側部を熱溶着する熱溶着部を設けてもよい。なお、ミニリブ４３の高さ、幅、間隔は、何れもリブ４２よりも小さい値となっている。ベース部４４の厚さは、例えば、０．２ｍｍとすることができる。リブ４２の厚さは、例えば、０．６ｍｍとすることができる。リブ４２が形成された部分の袋セパレータ１４の厚さは、例えば、０．８ｍｍとすることができる。

（極板群）
図３及び図８に示すように、負極板１３は、袋セパレータ１４に挿入されている。また、図２及び図３に示すように、極板群１１は、負極板１３が袋セパレータ１４に挿入された状態で、セパレータ４１を介して７枚の正極板１２と８枚の負極板１３とが交互に積層されている。なお、極板群１１を構成する正極板１２及び負極板１３の枚数は、適宜変更してもよい。７枚の正極板１２の集電部２２は、正極側ストラップ１５に集合溶接されており、８枚の負極板１３の集電部３２は、負極側ストラップ１６に集合溶接されている。つまり、正極板１２の集電部２２及び負極板１３の集電部３２が、それぞれ極性毎に正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６に集合溶接されている。正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６には、それぞれセル間接続部１７又は極柱１８が接続されている。なお、極板群１１が電槽２に収納された際に、最も正極側に配置される極板群１１の正極側ストラップ１５及び最も負極側に配置される極板群１１の負極側ストラップ１６に、極柱１８が接続され、それ以外の正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６に、セル間接続部１７が接続される。正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６は、集電部２２又は集電部３２との溶接性、強度及び耐酸性が要求される。正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６の素材としては、例えば、鉛−アンチモン系合金、又は鉛−スズ系合金が用いられる。

（電槽）
図９は、電槽を示す斜視図である。図９に示すように、電槽２の内部は、５枚の隔壁５１によって６区画に分割されて、６つのセル室５２が形成されている。セル室５２は、極板群１１が挿入される空間である。極板群１１は、単電池とも呼ばれており、起電力は２Ｖである。自動車用の電装品は、直流電圧１２Ｖを昇圧又は降圧して駆動するため、６個の極板群１１を直列に接続して、２Ｖ×６＝１２Ｖとしている。そのため、鉛蓄電池１を自動車用の電装品として用いる場合、セル室５２は６個必要となる。なお、鉛蓄電池１を他の用途で用いる場合は、セル室５２は６個に限定されるものではない。

隔壁５１の両側面と電槽２の隔壁５１と対向する一対の内壁面とには、電槽２の高さ方向に延びるリブ５３が設けられている。リブ５３は、セル室５２に挿入された極板群１１を、正極板１２及び負極板１３の積層方向において適切に加圧（圧縮）する機能を有する。

（電池の作製）
電槽２の各セル室５２に、それぞれ極板群１１を挿入する。このとき、極板群１１は、隔壁５１及び電槽２に設けられたリブ５３により、正極板１２及び負極板１３の積層方向において適切に加圧（圧縮）された状態となる。そして、隣り合う極板群１１の正極側ストラップ１５のセル間接続部１７と負極側ストラップ１６のセル間接続部１７とを、隔壁５１に設けられた貫通孔（不図示）を通して隔壁貫通溶接方式により溶接する。なお、このようにセル間接続部１７を隔壁貫通溶接方式により溶接することを、セル間接続するという。

続いて、電槽２に蓋３を熱溶着する。これにより、最も正極側に配置された極板群１１の正極側ストラップ１５に接続された極柱１８を正極端子４に接続し、最も負極側に配置された極板群１１の負極側ストラップ１６に接続された極柱１８を負極端子５に接続する。

続いて、各液口栓６を開栓して蓋３に設けられた各注液口から各セル室５２に電解液である希硫酸を注液し、電槽化成する。電槽化成は、例えば、周囲温度４０℃、電流２５Ａで２０時間通電することにより行う。電槽化成後、電解液の液位を調整することで、鉛蓄電池１を得る。

（正極板の充填部の総表面積・充填部の見かけ体積）
正極板１２の充填部２４の総表面積をＳとし、正極板１２の充填部２４及び負極板１３の充填部３４の見かけ体積をＶとした場合、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１以上となっている。この場合、Ｓ／Ｖが４．２０ｃｍ^−１以上であることが好ましい。

正極板１２の充填部２４の総表面積Ｓは、鉛蓄電池１の最小単位である単電池、すなわち１つのセル室５２に挿入される極板群１１において、正極板１２の発電に寄与する部分の表面積の合計である。つまり、充填部２４の表裏面の表面積の合計に、極板群１１を構成する正極板１２の枚数を乗じた値が、総表面積Ｓとなる。具体的に説明すると、図４に示すように、充填部２４の幅を充填部幅Ｗとし、充填部２４の高さを充填部高さＨとし、極板群１１における正極板１２の枚数を正極板枚数Ｎとした場合、総表面積Ｓは、次の式（１）で表わされる。

総表面積Ｓ＝（充填部幅Ｗ×充填部高さＨ）×２×正極板枚数Ｎ …（１）
正極板１２の充填部２４及び負極板１３の充填部３４の見かけ体積Ｖは、鉛蓄電池１の最小単位である単電池、すなわち１つのセル室５２に挿入される極板群１１のうち、発電に寄与する部分の見かけ体積である。つまり、見かけ体積とは、正極板１２の充填部２４と負極板１３の充填部３４とに囲まれる領域の体積であって、隣り合う充填部２４の間の空隙も含んだ見かけ上の体積である。隣り合う正極板１２と負極板１３との間には、充填部２４のない空間となっているが、この充填部のない空間も含めた領域の体積が、見かけ体積Ｖとなる。具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、正極板１２及び負極板１３の積層方向における極板群１１の厚さを極板群厚さＤとした場合、見かけ体積Ｖは、次の式（２）で表わされる。

見かけ体積Ｖ＝充填部幅Ｗ×充填部高さＨ×極板群厚さＤ …（２）
Ｓ／Ｖの上限値は特に限定されないが、鉛蓄電池の実用上、Ｓ／Ｖの上限値は５．２ｃｍ^−１が好ましく、４．９ｃｍ^−１がより好ましく、４．５ｃｍ^−１が更に好ましい。

なお、正極板１２の活物質２３及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、正極板１２及び負極板１３の厚みを変えることができる。つまり、活物質ペーストの充填量を増やすと、極板の厚みが増え、活物質ペーストの充填量を減らすと、極板の厚みが減る。このため、正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を変えることで、Ｓ／Ｖを変えることができる。また、格子体２１及び格子体３１の厚み、セパレータ４１の厚み、リブ４２の高さ等を変えることによっても、Ｓ／Ｖを変えることができる。

ここで、Ｓ／Ｖを３．９５ｃｍ^−１以上とすることで、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１未満の場合と比べて、鉛蓄電池１の充放電サイクルにおいて正極板１２の活物質２３の軟化の進行が抑制されると考えられる。このため、本実施形態に係る鉛蓄電池１によれば、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１未満の場合と比べて、脱落した活物質２３による極板群１１上部での短絡が抑制されるため、充放電可能な回数が増え、鉛蓄電池１の長寿命化を図ることができる。

また、Ｓ／Ｖを４．２０ｃｍ^−１以上とすることで、鉛蓄電池１の充放電サイクルにおいて正極板１２の活物質２３の軟化の進行が更に抑制されると考えられることから、更に鉛蓄電池１の長寿命化を図ることができる。

以上、本発明の一側面の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

次に、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は次の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
正極板１２の格子体２１として、鉛−カルシウム−スズ系の合金シートに切れ目を入れ、この切れ目を拡開するように引き伸ばしたエキスパンド格子体を用いた。正極板１２の格子体２１は、幅Ｗ１を１４５ｍｍとし、高さＨ１を１１５ｍｍとし、厚さを１．５ｍｍとした。そして、ボールミル法によって作製した酸化度７０％の鉛粉に、予め鉛丹を希硫酸と混合して反応させたスラリと、水及び希硫酸と、を加えて混練し、活物質ペーストを作製した。続いて、作製した活物質ペーストを、格子体２１に充填し、常法により熟成及び乾燥させた。これにより、格子体２１に未化成の活物質２３が充填された正極板１２を得た。

負極板１３の格子体３１として、鉛−カルシウム−スズ系の合金シートに切れ目を入れ、この切れ目を拡開するように引き伸ばしたエキスパンド格子体を用いた。負極板１３の格子体３１は、幅Ｗ１を１４５ｍｍとし、高さＨ１を１１５ｍｍとし、厚さを１．３ｍｍとした。そして、ボールミル法によって作製した酸化度７０％の鉛粉に、添加剤として、炭素粉末、リグニン粉末及びバリウム化合物粉末を加え混合した。続いて、水及び希硫酸を加えて混練し、活物質ペーストを作製した。続いて、作製した活物質ペーストを、格子体３１に充填し、常法により熟成及び乾燥させた。これにより、格子体３１に未化成の活物質３３が充填された負極板１３を得た。

袋セパレータ１４を構成するセパレータ４１は、ベース部４４の厚さを０．２ｍｍとし、リブ４２の厚さを０．６ｍｍとし、リブ４２が形成された部分の袋セパレータ１４の厚さを０．８ｍｍとした。

正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６としては、合金組成がＰｂ−３質量％Ｓｂとなる鉛−アンチモン系合金を用いた。

そして、袋セパレータ１４に負極板１３を挿入し、７枚の正極板１２と８枚の負極板１３とをセパレータ４１を介して交互に積層し、正極板１２の集電部２２及び負極板１３の集電部３２を極性毎に正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６に集合溶接して、極板群１１を得た。

電槽２の６つのセル室５２に、それぞれ極板群１１を挿入し、セル間接続して、電槽２に蓋３を熱溶着した。その後、各液口栓６を開栓して蓋３に設けられた各注液口から各セルに希硫酸を注液し、周囲温度４０℃、電流２５Ａで２０時間通電することにより電槽化成を行い、ＪＩＳＤ５３０１規定の８５Ｄ２３形電池を作製した。

そして、実施例１では、正極板１２の活物質２３及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、充填部幅Ｗを１４．５ｃｍ、充填部高さＨを１１ｃｍ、極板群厚さＤを３．３５ｃｍとし、総表面積Ｓ及び見かけ体積Ｖを以下の通りとした。

総表面積Ｓ＝（１４．５×１１）×２×７＝２２３３［ｃｍ^２］
見かけ体積Ｖ＝１４．５×１１×３．５５≒５６６［ｃｍ^３］
従って、実施例１では、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１となった。

（実施例２）
正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを４．００ｃｍ^−１とした以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（実施例３）
正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを４．１０ｃｍ^−１とした以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（実施例４）
正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを４．２０ｃｍ^−１とした以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（実施例５）
正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを４．３０ｃｍ^−１とした以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（実施例６）
正極側ストラップ１５及び負極側ストラップ１６として、合金組成がＰｂ−３質量％Ｓｎとなる鉛−スズ系合金を用い、正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを４．１０ｃｍ^−１とした他は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（比較例１）
正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを３．８５ｃｍ^−１とした以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（比較例２）
正極板１２の活物質２３の充填量及び負極板１３の活物質３３の充填量を調整することで、Ｓ／Ｖを３．９０ｃｍ^−１とした以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。

（寿命性能の評価試験）
実施例１〜６及び比較例１〜２の電池に、ＪＩＳＤ５３０１規定の軽負荷寿命試験を実施した。軽負荷寿命試験では、周囲温度７５℃で、（１）電流２５Ａで４分放電、（２）定電圧１４．８Ｖ、制限電流２５Ａで、１０分間定電圧充電し、（１）と（２）とを１サイクルとして充放電を繰り返す試験である。なお、ＪＩＳ規定は周囲温度４０℃であるが、近年の自動車のエンジンルーム過密化による電池の高温環境を加味し、温度条件を厳しくした。

試験中、４８０サイクルごとに５６時間放置し、その後、定格コールドクランキング電流で３０秒間放電し、３０秒目の電圧を記録した。電池の寿命サイクル数は、この３０秒目の電圧が７．２Ｖ以下となり、その４８０サイクル後の定格コールドクランキング電流放電で再び電圧が７．２Ｖを越えないことを確認したときのサイクル数とした。

（充電性能の評価試験）
実施例１〜６及び比較例１〜２の電池について、周囲温度２５℃において５時間率電流（１０．４Ａ）で３０分放電した。その後、定電圧１４Ｖ、制限電流１００Ａで充電した際の充電開始後５秒目の電流値を計測し、この計測値で充電性能を評価した。

実施例１〜６及び比較例１〜２の試験結果を表１に示し、実施例１〜５及び比較例１〜２の試験結果を図１０に示す。表１及び図１０に示す寿命サイクル数及び充電性能評価は、実施例１を１００とした場合の相対評価とした。なお、図１０において、横軸は、Ｓ／Ｖ（ｃｍ^−１）を表しており、縦軸は、寿命サイクル数を表している。

表１及び図１０に示すように、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１以上となる実施例１〜５は、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１未満となる比較例１〜２に比べて、寿命性能が大幅に向上した。更に、実施例の中でも、Ｓ／Ｖが４．２０ｃｍ^−１以上となる実施例４〜５は、Ｓ／Ｖが４．２０ｃｍ^−１未満となる実施例１〜３に比べて、寿命性能が向上した。

また、実施例１〜５は、ストラップを構成する合金を鉛−アンチモン系合金（Ｐｂ−３質量％Ｓｂ）とすることにより、実施例６に比べて充電性能も向上した。

１…鉛蓄電池、１１…極板群、１２…正極板、１３…負極板、１４…袋セパレータ、４１…セパレータ、１５…正極側ストラップ（ストラップ）、１６…負極側ストラップ（ストラップ）、２２…集電部、２３…活物質、２４…充填部、３２…集電部、３３…活物質、３４…充填部、４５…メカニカルシール部。

Claims (1)

1. セパレータを介して正極板と負極板とが交互に積層され、前記正極板及び前記負極板の集電部が極性毎にストラップに集合溶接された極板群を備える鉛蓄電池であって、
   前記正極板及び前記負極板は、それぞれ活物質が充填された充填部を有し、
   前記ストラップの合金組成が、鉛−アンチモン系であり、
   前記正極板の前記充填部の総表面積をＳ、前記正極板の前記充填部及び前記負極板の前記充填部の見かけ体積をＶとした場合に、Ｓ／Ｖが３．９５ｃｍ^−１以上４．００ｃｍ^−１以下である、
   鉛蓄電池。