JP6524838B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents

Description

本発明は、浸透短絡を抑制する技術に関する。

鉛蓄電池は、例えば、酸化による劣化を抑制することを目的に、セパレータの正極板と相対する正極面にリブを設けていることがある。ところで、鉛蓄電池は、電解液の硫酸濃度が低下すると、浸透短絡（デンドライトショート）が起こり易くなることが知られている。浸透短絡は、電解液の硫酸濃度が低い状態での充電により、負極板から析出した鉛がデンドライト（針状結晶）に成長して、正極板と接触することにより起こる。下記特許文献１には、セパレータの負極側のフラット面（負極面）から正極面のリブの頂面に向かってデンドライトが成長することで浸透短絡が発生する点が記載されている。さらに、浸透短絡の発生を抑制するために、セパレータの負極面にもリブを設ける点が記載されている。また、下記特許文献２には、セパレータの表裏（正負極面）に背中合わせにリブを設ける点が記載されている。

特開２０１３−２１１１１５公報（段落番号「０００９」） 特開平７−１０５９２９公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のようにセパレータの負極面にリブを設けても、浸透短絡が十分に抑制されないことがあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、負極板より析出して成長するデンドライトが、セパレータの正極面に設けられた正極リブに到達するまでの経路を長くすることにより、浸透短絡を抑制することを目的とする。

本明細書により開示される鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に位置するセパレータと、を備えた鉛蓄電池であって、前記セパレータは、ベース部と、前記ベース部のうち前記正極板と相対する正極面に設けられた正極リブと、前記ベース部のうち前記負極板と相対する負極面に設けられた負極リブと、を有し、前記負極リブは、前記正極面と垂直な方向から見て、前記正極リブの中心と少なくとも一部が重なる位置に有り、かつ前記正極リブの前記ベース部に対する付け根の外縁部と前記負極リブの前記ベース部に対する付け根の外縁部とが、前記垂直な方向から見て、重ならない位置に有る。

本明細書により開示される鉛蓄電池によれば、デンドライトがセパレータの正極リブに到達するまでの経路を長くして、浸透短絡を抑制することが出来る。

本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池の斜視図 鉛蓄電池の正面図 電槽の平面図 鉛蓄電池の垂直断面図（図１中のＡ−Ａ線断面図） 極板群の展開斜視図 セパレータの展開図（正極面を示す） セパレータの展開図（負極面を示す） 極板群の水平断面図 図８のＢ部を拡大した図 比較例を示す極板群の断面図 比較例を示す極板群の断面図 他の実施形態を示す極板群の断面図

（本実施形態の概要）
初めに、本実施形態の鉛蓄電池の概要について説明する。鉛蓄電池は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に位置するセパレータと、を備えた鉛蓄電池であって、前記セパレータは、ベース部と、前記ベース部のうち前記正極板と相対する正極面に設けられた正極リブと、前記ベース部のうち前記負極板と相対する負極面に設けられた負極リブと、を有し、前記負極リブは、前記正極面と垂直な方向から見て、前記正極リブの中心と少なくとも一部が重なる位置に有り、かつ前記正極リブの前記ベース部に対する付け根の外縁部と前記負極リブの前記ベース部に対する付け根の外縁部とが、前記垂直な方向から見て、重ならない位置に有る。

本発明者らは、セパレータの負極面に負極リブを設けても、浸透短絡が十分に抑制されないことがある原因を特定しようと試みた。例えば、ベース部や正極リブを変更しない場合に、その原因としては、負極リブの高さ、負極リブの幅、負極リブの配置など種々考えられ、特定作業は困難をきわめた。発明者らは、負極リブが正極リブから離れて配置されていると、極群に圧迫する力が作用した際に、負極リブを支点として、セパレータの正極リブの周辺部が負極板側へ撓んでしまうことを知見した。そして、ベース部の負極面のうち正極リブの真裏の部分が負極板に接触してしまい、この接触部を起点してデンドライトが成長して浸透短絡が発生することを突き止めた。

そこで、発明者らは、ベース部の負極面のうち正極リブの真裏の部分が負極板に接触しないように、この真裏の部分に正極リブと同じ形状の負極リブを設けてみた。すると、浸透短絡を抑制する効果は、負極リブを設けていない場合に比べて向上したものの、まだ不十分であった。

一方、発明者らは、デンドライトの成長経路を鋭く観察することで、デンドライトはリブの内部を成長するよりも外面に沿って成長していることを初めて知見した。この知見により、発明者らは、ベース部内において、デンドライトは負極リブのベース部に対する付け根の外縁部から正極リブのベース部に対する付け根の外縁部に向かって成長していることを初めて突き止めた。したがって、発明者らは、ベース部の正極リブの真裏の部分に正極リブと同じ形状の負極リブを設けても、デンドライトがベース部内を面に垂直な方向に最短距離で成長したため、浸透短絡を抑制する効果が不十分であったと突き止めた。

以上から、本発明者らは、ベース部の負極面のうち正極リブの真裏の部分が負極板に接触するという不具合を突き止め、かつ、リブにおけるデンドライトの成長経路を知見したからこそ、本発明を着想するに至った。本発明のように、負極リブが、正極面と垂直な方向から見て、正極リブの中心と少なくとも一部が重なる位置に有り、かつ正極リブのベース部に対する付け根の外縁部と負極リブのベース部に対する付け根の外縁部とが、前記垂直な方向から見て、重ならない位置に有ることで、以下の効果を奏する。

負極リブを正極リブの中心と少なくとも一部が重なる位置に設けているので、正極リブの周辺部分でセパレータが撓むように変形することを防止できる。そのため、ベース部の負極面のうち正極リブの真裏の部分を、負極リブの高さ分、負極板から確実に離すことが出来る。以上のことから、負極板から成長したデンドライトが、正極リブに到達するまでの距離が長くなる。そのため、浸透短絡の発生を抑制する（遅らせる）ことが出来る。しかも、負極リブと正極リブは、ベース部に対する付け根の外縁部の位置が重なっていないので、負極リブの外面に沿って成長したデンドライトが、正極リブの外面に到達するまでの距離が長くなるので、浸透短絡をより一層抑制することが出来る。

以上説明した理由から、正極リブと負極リブの位置関係だけではなく、正極リブの外縁部と負極リブの外縁部との位置関係をも考慮することで、浸透短絡の問題を著しく改善することができ、実用上の浸透短絡に対する信頼性が極めて高い、これまでに無かった鉛蓄電池を作製することができる。

また、鉛蓄電池の実施態様として、以下の構成が好ましい。
前記ベース部の厚さが０．３ｍｍ以下であり、前記正極リブの前記外縁部と前記負極リブの前記外縁部との距離がベース部の厚さの１．３倍以上であることが好ましい。この構成では、セパレータの抵抗を小さくしたまま、浸透短絡を抑制することが出来る。

前記負極リブのリブ幅が前記正極リブのリブ幅よりも狭いことが好ましい。これによると、負極リブのリブ幅を狭くしておけば、負極板に対する負極リブの接触面積が少なくなる。また、負極リブのリブ幅を正極リブのリブ幅より大きくした場合に比べて、正極リブと負極リブの重なる部分が少なくなる（ただし、正極リブのリブ幅は同一と仮定）ので、セパレータの抵抗を小さくしたまま、浸透短絡を抑制することができる。この構成は、負極リブのベース部に対する付け根の外縁部の位置と正極リブのベース部に対する付け根の外縁部の位置とを重ならせないという本発明の着想に至ったからこそ、想到できたことである。

前記負極板の負極電極材料は、黒鉛を含有していることが好ましい。黒鉛粒子はサイズが大きな導電体で、硫酸鉛への電子の通り道となることにより、負極の充電を容易にする。一方、本出願人は、ＰＳＯＣ寿命の向上を検討する過程で、負極電極材料中の黒鉛が、浸透短絡の原因となることを見出した。この原因として、黒鉛粒子が負極板表面に露出し、黒鉛粒子の露出部が金属鉛の析出の中心となることが考えられる。即ち、露出した黒鉛粒子から金属鉛のデンドライトが成長し、セパレータを貫通して短絡を引き起こすことが考えられる。黒鉛が浸透短絡の原因になることはこれまで知られておらず、出願人が初めて知見したものである。したがって、本実施形態のように、正極リブと負極リブの位置関係だけではなく、正極リブの外縁部と負極リブの外縁部との位置関係をも考慮することで、負極板の負極電極材料に黒鉛を含有した電池特有の浸透短絡の問題を著しく改善することができる。

アイドリングストップ車用であることが好ましい。近時、環境問題に対する関心の高まりや、原油価格の高騰等にともない、自動車においても様々な燃費改善技術の開発が進められている。その一つに、ブレーキ制動の際に、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、これを電池に蓄えて利用する回生エネルギーの利用が挙げられる。そして、アイドリングストップ車では、アイドリングストップ時の電気負荷を電池から賄う必要があること、及びエンジンの再始動回数が多いことから放電量が多くなる。そのため、短い時間でより多くの回生エネルギーを受け入れることが電池にとって重要な特性となる。一般的に回生充電受入性能は低い充電状態、いわゆる部分充電状態（ＰＳＯＣ（Partial State of Charge））であるほど高くなる。そのため、回生エネルギーの受入性能を必要とする電池はＰＳＯＣ制御下で使用されることが多くなる。

アイドリングストップ車用鉛蓄電池は上記の通り放電量が多く、またＰＳＯＣ制御下で使用されることから耐久性に優れる必要がある。耐久性を向上させる手段として、正、負極の活物質量を増加することが一般的である。しかし、活物質を増加するとそれに対する電解液量が減少するため放電時に電解液の濃度が低下しやすくなり、浸透短絡が起こりやすくなる。

ところで、鉛蓄電池では、充放電が繰り返されると、放電時には水が生成し、充電時には濃い硫酸が生成される。そして、濃い硫酸は水に比べて濃度が高く下部に沈降しやすいことから、電解液（硫酸）濃度が上下で異なってくる成層化という現象が生じる。アイドリングストップ車ではないエンジン車では、走行時に過充電されるので、この際に正及び負極板から発生する酸素及び水素ガスによる電解液の攪拌作用によって、成層化は緩和される。しかし、ＰＳＯＣ制御下では、減速時に充電されるため充電時間が極めて短く、充電不足の状態が続くので、酸素及び水素ガスによる電解液の攪拌作用が発現せず、成層化が生じやすい。成層化が発生すると上部の電解液濃度が低下するため、セル上部での浸透短絡が発生しやすくなる。

以上のように、アイドリングストップ車用の鉛蓄電池は設計上の理由（電解液量に対して活物質量が多い）、及び使用上の理由（成層化しやすい）から、アイドリングストップ車用ではない電池に比べて浸透短絡が起こりやすくなる。したがって、本実施形態のように、正極リブと負極リブの位置関係だけではなく、正極リブの外縁部と負極リブの外縁部との位置関係をも考慮することで、アイドリングストップ車用の鉛蓄電池特有の浸透短絡の問題を著しく改善することができる。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図１１によって説明する。
１．鉛蓄電池１０の構造
鉛蓄電池１０は自動車などの車両用、具体的にはアイドリングストップ車用であり、例えば、車両のエンジンルーム内やラゲッジスペース内に設置され、エンジン始動装置や様々な車両負荷へ電力を供給する。尚、アイドリングストップ車両とは、車両停止時、または停止前の減速時から車両停止中まで自動的にエンジンを停止させ発進時に再始動させる車両である。

鉛蓄電池１０は、図１から図５に示すように、電槽２０と、極板群３０と、一対の端子部６０Ｐ、６０Ｎを有する蓋部材５０を備える。尚、以下の説明において、端子部６０Ｐ、６０Ｎの並び方向をＸ方向とし、端子部６０Ｐ、６０Ｎの並び方向に対して直交する方向（電槽２０の前後方向）をＺ方向とする。そして、Ｚ方向における端子部６０Ｐ、６０Ｎが設けられた側を「前側」、その反対側を「後側」とする。また、電槽２０の高さ方向（上下方向）をＹ方向とする。

電槽２０は合成樹脂製である。電槽２０は４枚の外壁２１Ａ〜２１Ｄと底壁２２を有し、上面が開放した箱型をなす。電槽２０の内部は、図３に示すように隔壁２３により複数のセル室２５に仕切られている。セル室２５は、電槽２０の横幅方向（図３のＸ方向）に６室設けられており、各セル室２５には、流動可能な電解液と共に極板群３０が配置されている。

極板群３０は、図４に示すように、正極板３０Ｐと、負極板３０Ｎと、両極板３０Ｐ、３０Ｎを仕切るセパレータ４０とから構成されており、セル室２５の並び方向（Ｘ方向）に沿って配列されている。各極板３０Ｐ、３０Ｎは、格子体に活物質が充填されて構成される。尚、正極板３０Ｐの活物質の主成分は二酸化鉛、負極板３０Ｎの活物質の主成分は鉛である。

また、各極板３０Ｐ、３０Ｎの上部には耳部３１Ｐ、３１Ｎが設けられている。耳部３１Ｐ、３１Ｎは、ストラップ３２Ｐ、３２Ｎを介して、同じ極性の極板３０Ｐ、３０Ｎを各セル室２５内にて連結するために設けられている。

ストラップ３２Ｐ、３２Ｎは、例えばＸ方向に長い板状であり、セル室に正極用と負極用の２組が設けられている。各ストラップ３２は、図４に示すように、極板群３０の上方に位置している。正極用のストラップ３２Ｐは、耳部３１Ｐを介して極板群３０の正極板３０Ｐを連結し、負極用のストラップ３２Ｎは、耳部３１Ｎを介して極板群３０の負極板３０Ｎを連結する構造となっている。

セパレータ４０は、両極板３０Ｐ、３０Ｎの間に配置されて、両極板間の短絡を防止する機能、両極板の間隔を保つ機能を果たす。セパレータ４０は、微孔性のポリエチレンシートからなる。また、本例では、ポリエチレンシートを２つ折りにして両側端部をメカニカルシールすることで、袋状に形成している。そして、図５に示すように、袋状に形成したセパレータ４０の内部に負極板３０Ｎを収容しており、正極板３０Ｐは、セパレータ４０の外側に配置されている。

図１に示すように、蓋部材５０は合成樹脂製であって、電槽２０の上面を封口する基部５１と、基部５１の外周縁に沿って形成された外周壁５７とを備える。外周壁５７は、基部５１の外周縁から下向きに延びている。

基部５１の前端両側には、正極側の端子部６０Ｐと、負極側の端子部６０Ｎが設けられている。正極側の端子部６０Ｐと、負極側の端子部６０Ｎの構造は、同一であるため、以下、負極側の端子部６０Ｎを例にとって構造を説明する。

図４に示すように、負極側の端子部６０Ｎは、ブッシング６１と、極柱６５とを含む。ブッシング６１は鉛合金等の金属製であり中空の円筒状をなす。ブッシング６１は、図４に示すように、蓋部材５０の基部５１に対して一体形成された筒型の装着部５３を貫通しており、上半分が基部５１の上面から突出している。ブッシング６１のうち、基部５１の上面から露出する上半部は端子接続部であり、ハーネス端子などの接続端子（図略）が組み付けされる。

尚、蓋部材５０はブッシング６１をインサートした金型に樹脂を流して一体成形することから、装着部５３はブッシング６１と一体化され、ブッシング６１の下部外周を隙間なく覆う構造となっている。

極柱６５は鉛合金等の金属製であり、円柱形状をしている。極柱６５は、ブッシング６１の内側に下方より挿入されている。極柱６５のうち、上端部６５Ａはブッシング６１に対して溶接により接合され、基端部６５Ｂは、極板群３０のストラップ３２Ｎに接合されている。

また、図１に示すように、基部５１上には、突出部７０が設けられている。突出部７０は、蓋部材５０の後側の概ね全体と、蓋部材５０の前側中央に設けられている。図１に示すように、突出部７０の一部は、一対の端子部６０Ｐ、６０Ｎの間に設けられており、一対の端子部６０Ｐ、６０Ｎよりも高さ方向（Ｙ方向）で突出している。このようにすることで、例えば、金属バーなどが電池上部に置かれたとしても、金属バーが、端子部６０Ｐ、６０Ｎの上面に同時に接触することがないので、一対の端子部６０Ｐ、６０Ｎが短絡するのを防止することができる。

２．セパレータ４０のリブ構造と浸透短絡の抑制
セパレータ４０は、微孔性のポリオレフィン製（本実施形態では、ポリエチレン製）のシートからなり、扁平なベース部４１と、正極リブ４３と、負極リブ４５とを備えている。ベース部４１の厚さは、概ね０．２〜０．２５ｍｍ程度である。ベース部４１は、フラットな板形状をしている。セパレータ４０は、図６、図７に示す中心線Ｍで、２つ折りした後、Ｚ方向の両側部４７、４８を圧着（メカニカルシール）することで、袋状に加工して使用される。具体的には、図５に示すように、セパレータ４０は、袋の内部に負極板３０Ｎを収容しつつ、正極板３０Ｐと交互に配列して使用される。尚、図６はセパレータ４０の展開図（正極面４１Ａ側を示す）、図７はセパレータ４０の展開図（負極面４１Ｂ側を示す）である。

正極リブ４３は、図６、図８に示すように、ベース部４１のうち正極板３０Ｐに相対する正極面（外面）４１Ａに設けられている。具体的には、正極リブ４３は、Ｙ方向に直線的に延びており、Ｚ方向に一定間隔で複数形成されている。図８、図９に示すように、正極リブ４３の断面形状は台形であり、付け根側から先端側に向かって緩やかに傾斜している。正極リブ４３は、正極板３０Ｐの表面に当接して、正極板３０Ｐとベース部４１との間に隙間を確保する。正極板３０Ｐとベース部４１との間に隙間を設けることで、酸化によるセパレータ４０の劣化を抑制できる。

そして、上記のように正極リブ４３をＺ方向に一定間隔で形成することで、正極板３０Ｐとベース部４１との間の隙間を、Ｚ方向で均一にすることが出来る。また、正極リブ４３は、ベース部４１に対してＹ方向の全体に設けられているので、Ｙ方向も同様に、隙間を均一にすることができる。

負極リブ４５は、図７、図８に示すように、ベース部４１のうち負極板３０Ｎに相対する負極面（内面）４１Ｂに設けられている。負極リブ４５は、正極リブ４３と同様、Ｙ方向に直線的に延びており、Ｚ方向に一定間隔で複数形成されている。負極リブ４５の断面形状は、正極リブ４３と同様に台形であり、付け根側から先端側に向かって緩やかに傾斜している。

そして、各負極リブ４５は、各正極リブ４３の位置に対応して形成されている。具体的には、各正極リブ４３とＺ方向の位置が一致しており、図８、図９に示すように、正極リブ４３の真裏に位置する。すなわち、負極リブ４５の中心は、正極面４１Ａと垂直な方向（Ｘ方向）から見て、正極リブ４３の中心Ｌと重なっており、負極リブ４５の少なくとも一部が、正極リブ４３の中心Ｌと重なる関係となっている。尚、「正極リブの中心」とは、リブの垂直断面形状における付け根の中心、すなわち図９に示す正極リブ４３の付け根のＺ方向（リブ幅方向）の中心Ｌである。

また、図９に示すように、負極リブ４５の付け根のリブ幅Ｄ２は正極リブ４３の付け根のリブ幅Ｄ１よりも狭く、負極リブ４５のベース部４１に対する付け根の外縁部ｂは、正極リブ４３のベース部４１に対する付け根の外縁部ａに対して、正極面４１Ａと垂直な方向（Ｘ方向）から見て、重ならない位置に有る。

上記したように、負極リブ４５は、正極リブ４３に対して次の関係となっている。
（Ａ）負極リブ４５は、正極面４１Ａと垂直な方向（Ｘ方向）から見て、正極リブ４３の中心Ｌと少なくとも一部が重なる位置に有る。
（Ｂ）負極リブ４５のベース部４１に対する付け根の外縁部ｂと、正極リブ４３のベース部４１に対する付け根の外縁部ａとが、正極面４１Ａと垂直な方向（Ｘ方向）から見て、重ならない位置に有る。

負極リブ４５と正極リブ４３の位置を上記の（Ａ）、（Ｂ）の関係にすることで、浸透短絡を抑制することが出来る。

具体的に説明すると、浸透短絡は、電解液の硫酸濃度が低い状態での充電により、負極板３０Ｎから析出した鉛がデンドライトに成長して正極板３０Ｐと接触することにより発生し、図１０にて波線矢印で示すように、正極リブ４３の周辺部で発生する傾向にある。

本実施形態では、負極リブ４５を正極リブ４３の中心Ｌと少なくとも一部が重なる位置に設けている。従って、正極リブ４３の周辺部分でセパレータ４０が撓むように変形することを防止できる。そのため、図９に示すように、ベース部４１の負極面４１Ｂのうち正極リブ４３の真裏の部分を、負極リブ４５の高さ分、負極板３０Ｎから確実に離すことが出来る。以上のことから、図１０に示すように、負極リブ４５が設けられていない場合に比べて、負極板３０Ｎから成長したデンドライトが、正極リブ４３に到達するまでの距離が長くなる。そのため、浸透短絡の発生を抑制する（遅らせる）ことが出来る。

また、発明者らは、デンドライトの成長経路を鋭く観察することで、デンドライトはリブの内部を成長するよりも、リブの外面に沿って成長することを初めて知見した。そして、更に、浸透短絡に至る場合、デンドライトは、ベース部４１内において、２つのリブ４３、４５の付け根の外縁部ａ、ｂを結ぶ直線Ｌａｂを最短経路として、成長することを突き止めた（図１１参照）。尚、図１１に示すセパレータ１４０は、正極リブ１４３の真裏に、同じリブ幅の負極リブ１４５を設けた構成であり、浸透短絡に至る場合のデンドライトの成長経路を波線矢印にて示している。

上記知見から、本実施形態では、負極リブ４５のベース部４１に対する付け根の外縁部ｂと、正極リブ４３のベース部４１に対する付け根の外縁部ａとが、正極面４１Ａと垂直な方向（Ｘ方向）から見て、重ならないようにした。

このようにすることで、デンドライトは、図９にて波線矢印で示すように、ベース部４１内において、負極リブ４５の付け根の外縁部ｂから正極リブ４３の付け根の外縁部ａに向かって斜めに成長する経路を、最短経路として成長する。

そのため、図１１に示ように、デンドライトが、ベース部４１内においてＸ方向に沿って真っ直ぐに成長する場合に比べて、ベース部４１内におけるデンドライトの成長経路が長くなることから、浸透短絡をより一層抑制（遅らせる）出来る。

すなわち、両リブ４３、４５の外縁部ａ、ｂ間の距離Ｌａｂが長くなる分、ベース部４１内における、デンドライトの成長経路が長くなり、浸透短絡をより一層抑制（遅らせる）出来る。さらに、デンドライトの成長経路を長くする場合に、２つのリブ４３、４５を長くした場合と、両リブ４３、４５の外縁部ａ、ｂ間の距離Ｌａｂを長くした場合とを比較すると、同じ距離長くしたとしても、両リブ４３、４５の外縁部ａ、ｂ間の距離Ｌａｂを長くした方が浸透短絡を抑制する効果が高い。これは、デンドライトが成長する速度が、リブの外面沿いよりもベース部４１内において遅くなるためと考えられる。したがって、両リブ４３、４５の外縁部ａ、ｂ間の距離Ｌａｂを長くすることは、浸透短絡を抑制するために非常に効果的である。

以上のように、正極リブ４３と負極リブ４５の位置関係だけではなく、正極リブ４３の付け根の外縁部ａと負極リブ４５の付け根の外縁部ｂとの位置関係をも考慮することで、浸透短絡の問題を著しく改善することができ、実用上の浸透短絡に対する信頼性が極めて高い、これまでに無かった鉛蓄電池を作製することができる。

尚、ベース部４１の厚さＴは「０．３ｍｍ」以下であり、両リブ４３、４５の外縁部ａ、ｂ間の距離Ｌａｂはベース部４１の厚さＴよりも大きいことが好ましい。このようにすることでセパレータ４０の抵抗を小さくしたまま、浸透短絡を抑制することが出来る。また、ベース部４１の厚さＴは「０．１５ｍｍ」以上であり、両リブ４３、４５の外縁部ａ、ｂ間の距離Ｌａｂはベース部４１の厚さＴよりも大きいことが好ましい。このようにすることでベース部４１の厚さが薄いことによる浸透短絡を抑制しつつ、さらに、浸透短絡を抑制する効果を高めることが出来る。

すなわち、セパレータ４０のベース部４１の厚さＴは、従来相当の厚さとしつつ、ベース部４１内におけるデンドライトの成長経路だけ長くすることが出来るため、セパレータ４０の抵抗を小さくしたまま、浸透短絡を抑制することが出来る。

また、本実施形態では、正極リブ４３のリブ幅Ｄ１よりも負極リブ４５のリブ幅Ｄ２を狭くしている。これによると、負極リブ４５のリブ幅Ｄ２を狭くしておけば、負極板３０Ｎに対する負極リブ４５の接触面積が少なくなる。また、負極リブ４５のリブ幅Ｄ２を正極リブ４３のリブ幅Ｄ１より大きくした場合に比べて、正極リブ４３と負極リブ４５の重なる部分が少なくなる（ただし、正極リブ４３のリブ幅Ｄ１は同一と仮定）ので、セパレータ４０の抵抗を小さくしたまま、浸透短絡を抑制することができる。この構成は、負極リブ４５の付け根の外縁部ａと正極リブ４３の外縁部ｂの位置とを重ならせないという着想に至ったからこそ、想到できたことである。

また、図９に示すように、負極リブ４５の高さＨ２は、正極リブ４３の高さＨ１よりも低い。負極リブ４５の高さを低くすることで、僅かなスペースを活用して、負極リブ４５を形成することが可能であり、電槽など既存部品のサイズ（Ｘ方向のサイズ）を変更することなく、浸透短絡の対策が可能になるというメリットがある。また、正極板３０Ｐとセパレータ４０との距離を確保できるので、酸化によるセパレータ４０の劣化を抑制することが出来る。

また、鉛蓄電池１０は、アイドリングストップ車用である。アイドリングストップ車用の鉛蓄電池１０は設計上の理由（電解液量に対して活物質量が多い）、及び使用上の理由（成層化しやすい）から浸透短絡が起こりやすくなる。したがって、本実施形態のように、正極リブ４３と負極リブ４５の位置関係だけではなく、正極リブ４３の外縁部ａと負極リブ４５の外縁部ｂとの位置関係をも考慮することで、アイドリングストップ車用の鉛蓄電池特有の浸透短絡の問題を著しく改善することができる。

また、例えば、アイドリングストップ車用の鉛蓄電池１０では、ベース部４１の厚さを０．３ｍｍ以下とした場合に、浸透短絡を効果的に抑制することは困難であった。しかしながら、本実施形態のように、正極リブ４３と負極リブ４５の位置関係だけではなく、正極リブ４３の外縁部ａと負極リブ４５の外縁部ｂとの位置関係をも考慮し、かつ、距離Ｌａｂをベース部４１の厚さＴの１．３倍以上にすることで、アイドリングストップ車用の鉛蓄電池特有の浸透短絡の問題を著しく改善し、かつ、セパレータの抵抗を小さくすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態では、セパレータ４０をポリエチレンシートとしたが、微孔性の樹脂シートであれば、これに限定されない。また、上記実施形態では、袋形状のセパレータ４０を例示したが、形状は袋状に限定されず、例えば、板形状でもよい。

（２）実施形態では、（Ａ）、（Ｂ）の位置関係を満たすため、負極リブ４５を正極リブ４３の真裏に設け、更に、負極リブ４５のリブ幅Ｄ２を、正極リブ４３のリブ幅Ｄ１より狭くした例を示した。負極リブ４５と正極リブ４３は、（Ａ）、（Ｂ）の関係を満たしていればよく、実施形態の例に限定されない。例えば、図１２に示す、セパレータ２４０のように、リブ形状は同一として、正極リブ２４３に対して負極リブ２４５の位置をＺ方向でずらすことにより、（Ａ）、（Ｂ）の関係を満たすようにしてもよい。また、同一形状の負極リブ４５を正極リブ４３の真裏に設ける場合でも、リブ幅Ｄ２、Ｄ１の大小関係を反転して、正極リブ４３のリブ幅Ｄ１よりも負極リブ４５のリブ幅Ｄ２を厚くすることにより、（Ａ）、（Ｂ）の関係を満たすようにしてもよい。

（３）実施形態では、正極リブ４３や負極リブ４５の断面形状を台形としたが、断面形状について特に制約はなく、台形以外の形状、例えば、長方形型や円弧形状にしてもよい。

（４）負極板３０Ｎの活物質（負極電極材料）には、黒鉛が含有されていてもよい。黒鉛粒子はサイズが大きな導電体で、硫酸鉛への電子の通り道となることにより、負極板３０Ｎの充電を容易にする。一方、本出願人は、ＰＳＯＣ寿命の向上を検討する過程で、活物質中の黒鉛が、浸透短絡の原因となることを見出した。この原因として、黒鉛粒子が負極板３０Ｎ表面に露出し、黒鉛粒子の露出部が金属鉛の析出の中心となることが考えられる。即ち、露出した黒鉛粒子から金属鉛のデンドライトが成長し、セパレータを貫通して短絡を引き起こすことが考えられる。黒鉛が浸透短絡の原因になることはこれまで知られておらず、出願人が初めて発見したものである。したがって、上述した実施形態のように、正極リブ４３と負極リブ４５の位置関係だけではなく、正極リブ４３の外縁部ａと負極リブ４５の外縁部ｂとの位置関係をも考慮することで、負極板３０Ｎの活物質に黒鉛を含有した電池特有の浸透短絡の問題を著しく改善することができる。

１０...鉛蓄電池
２０...電槽
３０Ｐ...正極板
３０Ｎ...負極板
４０...セパレータ
４１...ベース部
４３...正極リブ
４５...負極リブ
５０...蓋部材
６０Ｐ、６０Ｎ...端子部
Ｄ１、Ｄ２...リブ幅

Claims (5)

1. 正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に位置するセパレータと、を備えた鉛蓄電池であって、
   前記セパレータは、
   ベース部と、
   前記ベース部のうち前記正極板と相対する正極面に設けられた正極リブと、
   前記ベース部のうち前記負極板と相対する負極面に設けられた負極リブと、を有し、
   前記負極リブは、前記正極面と垂直な方向から見て、前記正極リブの中心と少なくとも一部が重なる位置に有り、かつ前記正極リブの前記ベース部に対する付け根の外縁部と前記負極リブの前記ベース部に対する付け根の外縁部とが、前記垂直な方向から見て、重ならない位置に有る、鉛蓄電池。
2. 請求項１に記載の鉛蓄電池であって、
   前記ベース部の厚さが０．３ｍｍ以下であり、
   前記正極リブの前記外縁部と前記負極リブの前記外縁部との距離が、前記ベース部の厚さの１．３倍以上である、鉛蓄電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の鉛蓄電池であって、
   前記負極リブのリブ幅が前記正極リブのリブ幅よりも狭い、鉛蓄電池。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の鉛蓄電池であって、
   前記負極板の負極電極材料は、黒鉛を含有している、鉛蓄電池。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の鉛蓄電池であって、
   アイドリングストップ車用である、鉛蓄電池。

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