JP6948996B2 - Lead-acid battery - Google Patents
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Description
本発明は、鉛蓄電池に関する。 The present invention relates to a lead storage battery.
鉛蓄電池の従来例として、合成樹脂製の電槽の上面(開口面)が合成樹脂製の蓋で封止された構造のものがある。この構造の鉛蓄電池において、合成樹脂製の電槽は、隔壁により区画された複数のセル室を有する。また、複数の極板群が一群ずつ複数のセル室に収納されている。そして、隔壁を介して隣接する極板群が、隔壁に設けた貫通孔を介して接続されている。この接続は、通常、極板群が有する正負の各ストラップから立ち上がる中間極柱同士で、隔壁の貫通孔およびその周辺部を挟み、抵抗溶接を行うことで行われている。 As a conventional example of a lead-acid battery, there is a structure in which the upper surface (opening surface) of a synthetic resin battery case is sealed with a synthetic resin lid. In the lead-acid battery having this structure, the battery case made of synthetic resin has a plurality of cell chambers partitioned by partition walls. In addition, a plurality of electrode plate groups are stored in a plurality of cell chambers one by one. Then, a group of electrode plates adjacent to each other via the partition wall are connected via a through hole provided in the partition wall. This connection is usually made by performing resistance welding by sandwiching the through hole of the partition wall and its peripheral portion between the intermediate pole columns rising from the positive and negative straps of the electrode plate group.
合成樹脂製の蓋は、電槽の複数の隔壁に対応する複数の仕切り板を有する。複数の仕切り板は、電槽の各セル室に極板群を収納して上記抵抗溶接を行った後、電槽の複数の隔壁にそれぞれ溶着により固定される。この溶着の際に、電槽の各隔壁と蓋の各仕切り板とを位置決めする必要がある。特許文献1および2には、この位置決めに関する記載がある。
The synthetic resin lid has a plurality of dividers corresponding to the plurality of partition walls of the battery case. The plurality of partition plates are fixed to the plurality of partition walls of the electric tank by welding after the electrode plates are housed in each cell chamber of the electric tank and the above resistance welding is performed. At the time of this welding, it is necessary to position each partition wall of the battery case and each partition plate of the lid.
特許文献1の鉛蓄電池では、蓋の仕切り板(蓋隔壁)の厚さ方向両側にリブが固定されている。また、蓋は、このリブに連続して電槽の隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイドも有する。このガイドは、電槽の隔壁と対向する傾斜面(ガイド面)を有する。電槽の隔壁の上端面は、この傾斜面に案内されてスムーズに蓋の仕切り板の下端面と当接する。しかし、特許文献1には、ガイドの傾斜面の電槽の隔壁に対する角度、およびガイドの寸法に関する記載がない。 In the lead-acid battery of Patent Document 1, ribs are fixed on both sides of the partition plate (closure partition wall) of the lid in the thickness direction. The lid also has guides that are continuously arranged on the ribs on both sides of the partition wall of the battery case in the thickness direction. This guide has an inclined surface (guide surface) facing the partition wall of the battery case. The upper end surface of the partition wall of the battery case is guided by this inclined surface and smoothly abuts on the lower end surface of the partition plate of the lid. However, Patent Document 1 does not describe the angle of the inclined surface of the guide with respect to the partition wall of the battery case and the dimensions of the guide.
特許文献2の鉛蓄電池でも、位置決め用のガイドとして、電槽の隔壁と対向する傾斜面を有するガイド部材が、蓋の仕切り板に設けてある。このガイド部材は、セル室の配列方向に対して垂直な方向に三個ずつ配置されている。さらに、蓋は、一つの注液孔に対応する一対の対向壁を注液孔毎に有し、その一方の対向壁とガイド部材が連結されている。しかし、特許文献2にも、ガイドの傾斜面の電槽の隔壁に対する角度、およびガイドの寸法に関する記載がない。
Also in the lead-acid battery of
鉛蓄電池を車両に搭載する際には、走行中に鉛蓄電池が振動することを抑制するために、蓋の上にステーと呼ばれる固定金具を載せて、その長さ方向両端のボルトを締め付けることにより、鉛蓄電池を押さえつけている。この締め付けは適切な力で行う必要があり、締め付け力が強すぎると、図11に示すように、電槽102の外装102aや隔壁102bが弓状に変形するおそれがある。そして、隔壁102bの弓状変形により、図12に示すように、中間極柱300と隔壁102bの間に隙間Sが生じると、その部分から液リークが発生する。液リークが発生すると電池の内部抵抗が上昇し、アイドリングストップ車の場合は、アイドリングストップが禁止される状態になってしまう。
When mounting a lead-acid battery in a vehicle, in order to prevent the lead-acid battery from vibrating while driving, a fixing bracket called a stay is placed on the lid and the bolts at both ends in the length direction are tightened. , Holds down the lead-acid battery. This tightening must be performed with an appropriate force, and if the tightening force is too strong, the
本発明の課題は、合成樹脂製の電槽の上面が合成樹脂製の蓋で封止された構造の鉛蓄電池として、車両に搭載する際のステーによる締め付け力が強すぎた場合でも電槽の隔壁が弓状に変形しにくいものを提供することである。 An object of the present invention is to provide a lead-acid battery having a structure in which the upper surface of a synthetic resin battery is sealed with a synthetic resin lid, even if the tightening force of the stay when mounting the battery on a vehicle is too strong. It is to provide a partition wall that is not easily deformed into an arch shape.
上記課題を解決するために、本発明の第一態様の鉛蓄電池は下記の構成(1)〜(5)を有する。
(1)隔壁により区画された複数のセル室を有する合成樹脂製の電槽と、前記複数のセル室にそれぞれ収納された複数の極板群と、前記電槽の上面を封止する合成樹脂製の蓋と、を備える。
(2)前記蓋は、前記隔壁に溶着により固定されて前記複数のセル室の上側にそれぞれ上部空間を形成する仕切り板、前記仕切り板の厚さ方向両側に固定されたリブ、および前記リブに連続し前記隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイド(溶着時の位置決め用ガイド)を、一体に有する。
(3)前記極板群は、複数枚の正極板および負極板をそれぞれ幅方向の別の位置で連結する正極ストラップおよび負極ストラップと、前記正極ストラップおよび前記負極ストラップからそれぞれ立ち上がる正極中間極柱および負極中間極柱を有する。隣り合う二つの前記セル室の一方に配置された前記正極中間極柱と他方に配置された前記負極中間極柱とが、前記隔壁に形成された貫通孔内の金属部で接続されている。
(4)前記隔壁と前記仕切り板との境界から前記ガイドの先端までの高さ方向に沿った距離Aと、前記境界から前記正極中間極柱および前記負極中間極柱までの高さ方向に沿った距離Bとの比(A/B)が、0.15以上0.40以下である。
(5)前記ガイドの先端部は前記隔壁と対向する傾斜面を有し、前記傾斜面の前記隔壁に対する角度が20°以上40°以下である。
In order to solve the above problems, the lead storage battery of the first aspect of the present invention has the following configurations (1) to (5).
(1) A synthetic resin electric tank having a plurality of cell chambers partitioned by a partition wall, a plurality of electrode plates housed in the plurality of cell chambers, and a synthetic resin that seals the upper surface of the electric tank. It is equipped with a plastic lid.
(2) The lid is attached to a partition plate fixed to the partition wall by welding to form an upper space above each of the plurality of cell chambers, ribs fixed to both sides of the partition plate in the thickness direction, and the ribs. The guides (positioning guides at the time of welding) that are continuously arranged on both sides in the thickness direction of the partition wall are integrally provided.
(3) The electrode plate group includes a positive electrode strap and a negative electrode strap that connect a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates at different positions in the width direction, and a positive electrode intermediate pole column that rises from the positive electrode strap and the negative electrode strap, respectively. It has a negative electrode intermediate pole column. The positive electrode intermediate pole column arranged in one of the two adjacent cell chambers and the negative electrode intermediate pole column arranged in the other are connected by a metal portion in the through hole formed in the partition wall.
(4) A distance A along the height direction from the boundary between the partition wall and the partition plate to the tip of the guide, and along the height direction from the boundary to the positive electrode intermediate pole pillar and the negative electrode intermediate pole pillar. The ratio (A / B) to the distance B is 0.15 or more and 0.40 or less.
(5) The tip of the guide has an inclined surface facing the partition wall, and the angle of the inclined surface with respect to the partition wall is 20 ° or more and 40 ° or less.
本発明の第二態様の鉛蓄電池は上記構成(1)〜(4)と下記の構成(6)を有する。
(6)前記仕切り板の厚さ方向両側に固定された前記リブとして、それぞれ、前記正極中間極柱および前記負極中間極柱の上方に配置されたリブを有する。つまり、少なくとも隣り合う二つのセル室において、前記隔壁を挟んで隣り合う前記正極中間極柱および前記負極中間極柱の上方には、前記リブが配置されているが、それ以外の部分に配置された前記リブを有していてもよい。
The lead-acid battery of the second aspect of the present invention has the above configurations (1) to (4) and the following configurations (6).
(6) As the ribs fixed on both sides in the thickness direction of the partition plate, the ribs are arranged above the positive electrode intermediate pole column and the negative electrode intermediate pole column, respectively. That is, in at least two adjacent cell chambers, the ribs are arranged above the positive electrode intermediate pole pillar and the negative electrode intermediate pole pillar that are adjacent to each other with the partition wall interposed therebetween, but are arranged in other portions. It may have the rib.
本発明の第一態様および第二態様の鉛蓄電池は、合成樹脂製の電槽の上面が合成樹脂製の蓋で封止された構造の鉛蓄電池であって、車両に搭載する際のステーによる締め付け力が強すぎた場合でも電槽の隔壁が弓状に変形しにくいものである。その結果、隔壁の弓状変形に伴う液リークの発生が抑制できる。 The lead-acid batteries of the first aspect and the second aspect of the present invention are lead-acid batteries having a structure in which the upper surface of a synthetic resin battery case is sealed with a synthetic resin lid, and depend on a stay when mounted on a vehicle. Even if the tightening force is too strong, the partition wall of the battery case is unlikely to be deformed into an arch shape. As a result, the occurrence of liquid leakage due to the arched deformation of the partition wall can be suppressed.
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the embodiments shown below. In the embodiments shown below, technically preferable limitations are made for carrying out the present invention, but these limitations are not essential requirements of the present invention.
図1に示すように、実施形態の鉛蓄電池10は、電槽1と蓋2と六個の極板群3を備える。電槽1の形状は直方体であり、電槽1は、底面をなす長方形の一対の長辺上に形成された一対の第一の壁11と、一対の短辺上に形成された一対の第二の壁12を有する。電槽1の内部は、第二の壁12と平行な五枚の隔壁13により、六個のセル室4に区画されている。図1に示すように、セル室4の配列方向をX方向、これに垂直な方向をY方向とする。六個のセル室4には、それぞれ一つの極板群3が配置されている。
極板群3は、複数枚の負極板および正極板がセパレータを介して交互に配置されて、負極板の耳が負極ストラップで接続され、正極板の耳が正極ストラップで接続されたものである。負極ストラップと正極ストラップは、負極板および正極板の幅方向(セル室に入った時にY方向となる方向)で異なる位置に配置されている。また、極板群3は、負極ストラップのX方向の一端から立ち上がる負極中間極柱と、正極ストラップのX方向の他端から立ち上がる正極中間極柱を有する。
As shown in FIG. 1, the lead-
In the
図2には、隣り合う二つのセル室4の上側部分が表示されている。この部分では、隣り合うセル室41,42において、一方のセル室41内の負極ストラップ31から立ち上がる負極中間極柱31aと、他方のセル室42内の正極ストラップ32から立ち上がる正極中間極柱32aとが、隔壁13に形成された貫通孔13a内を埋める金属部33aで接続されている。金属部33aは、負極中間極柱31aと正極中間極柱32aとで、隔壁13の貫通孔13aが形成されている部分を挟み、両中間極柱同士を抵抗溶接することで、貫通孔13aに生じさせたものである。
FIG. 2 shows the upper portion of two
図3に示すように、蓋2は、電槽1の第一の壁11および第二の壁12に対応する第一の壁21および第二の壁22と、電槽1の隔壁13に対応する五枚の仕切り板23と、長方形の上板24を有する。また、蓋2は、上板24を貫通する六個の注液孔25と、注液孔25に連続するスリーブを構成する一対の対向壁26と、全ての仕切り板23の厚さ方向両側および第二の壁22の内面に配置された突起6を有する。上板24の内面(電槽1と対向させる面)から、第一の壁21、第二の壁22、仕切り板23、対向壁26、および突起6が突出している。そして、蓋2は、合成樹脂の射出成形により、これらの部分が一体に、図3の形状に成形されたものである。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、突起6は、上板24の短辺方向(セル室4の配列方向に垂直なY方向)の二カ所に配置されている。図4に示すように、この二カ所は、極板群3を構成する負極ストラップ31および正極ストラップ32の上方であり、ストラップから負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aが立ち上がっている部分では、負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aの上方である。
図2に示すように、突起6は、リブ61とガイド(溶着時の位置決め用ガイド)62とからなる。リブ61は、仕切り板23の厚さ方向両側に固定された部分であり、ガイド62は、リブ61の先端に連続して形成されたものである。ガイド62の先端の内面(隔壁13と対向させる面)に傾斜面62aが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 2, the
図2は、電槽1の第一の壁11が蓋2の第一の壁21に溶着され、電槽1の第二の壁12が蓋2の第二の壁22に溶着されるとともに、五枚の仕切り板23がそれぞれ溶着により電槽1の隔壁13に固定されて、セル室4の上側に上部空間5が形成された状態を示している。
なお、図2には、隣り合うセル室41,42と、その上方に形成された上部空間51,52が表示されている。また、図2において、セル室41が図1の最も左側のセル室4である場合、セル室41を構成する左側の隔壁13および仕切り板23は、それぞれ電槽1の第二の壁12および蓋2の第二の壁22に相当する。また、セル室42が図1の最も右側のセル室4である場合、セル室42を構成する右側の隔壁13および仕切り板23は、それぞれ電槽1の第二の壁12および蓋2の第二の壁22に相当する。
In FIG. 2, the
Note that FIG. 2 shows
この状態で、各突起6は、極板群3を構成する負極ストラップ31または正極ストラップ32の上方に配置されている(図4も参照)。つまり、仕切り板23の厚さ方向両側に固定されたリブ61は、それぞれ負極ストラップ31および正極ストラップ32の上方に配置されている。また、この状態で、突起6のガイド62が、電槽1の隔壁13の厚さ方向両側に配置され、ガイド62の傾斜面62aが隔壁13と対向する。さらに、蓋2の第二の壁22に固定された突起6のガイド62の傾斜面62aが、電槽1の第二の壁12と対向する。
また、この状態で、隔壁13と仕切り板23との境界Kからガイド62の先端までの高さ方向に沿った距離Aと、境界Kから負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aまでの高さ方向に沿った距離Bとの比(A/B)が、0.39(0.15以上0.40以下の範囲)になっている。傾斜面62aの隔壁13に対する角度は25°(20°以上40°以下の範囲)になっている。
In this state, each
Further, in this state, the distance A along the height direction from the boundary K between the
電槽1に蓋2を固定する際には、先ず、電槽1の上面に加熱した金属板を載せることで、第一の壁11、第二の壁12、および隔壁13の上端面を1mm程度の厚さで溶かす。また、蓋2を加熱した金属板に載せることで、第一の壁21、第二の壁22、および仕切り板23の下端面を1mm程度の厚さで溶かす。次に、上板24の内面を電槽1に向けて、第一の壁11と第一の壁21、第二の壁12と第二の壁22、隔壁13と仕切り板23がそれぞれ合うように、蓋2を電槽1に載せる。
When fixing the
その際に、電槽1の隔壁13の上端面は、蓋2のガイド62の傾斜面62aに案内されて、スムーズに蓋2の仕切り板23の下端面と当接する。また、電槽1の第二の壁12の上端面も、蓋2の突起6のガイド62の傾斜面62aに案内されて、スムーズに蓋2の第二の壁22の下端面と当接する。次に、蓋2を電槽1側に押し付ける。これにより、第一の壁11の上端面と第一の壁21の下端面、第二の壁12の上端面と第二の壁22の下端面、隔壁13の上端面と仕切り板23の下端面が、それぞれ熱溶着される。
その結果、図2に示すように、電槽1と蓋2が固定されて、セル室4の上側に上部空間5が形成される。その後、注液孔25からセル室4内に電解液を注入した後、注液孔25を塞ぐことなどの通常の工程を行うことにより、鉛蓄電池10の組み立てを完成させる。
At that time, the upper end surface of the
As a result, as shown in FIG. 2, the electric tank 1 and the
この実施形態の鉛蓄電池10は、図5に示すように、ステー200を用いて車両に固定される。具体的には、ステー200の長さ方向両端のボルトを締めることで、蓋2の上から鉛蓄電池10を車体に押さえ付けている。
その際に、この実施形態の鉛蓄電池10では、上記構成の突起6が蓋2に形成されていることにより、ステーによる締め付け力が強すぎた場合でも電槽1の隔壁13が弓状に変形しにくいものとなっている。その結果、隔壁13の弓状変形が抑制されて、負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aと隔壁13との間に隙間が生じることが防止されるため、締め付け過ぎに起因する液リーク発生が抑制できる。これにより、液リーク発生に伴う電池の内部抵抗の上昇が防止され、アイドリングストップ車の場合には、アイドリングストップが禁止される状態となることが防止できる。
また、通常の充放電に伴い発生する活物質の膨張収縮に伴う電槽の膨らみを防止することもできる。
As shown in FIG. 5, the lead-
At that time, in the lead-
In addition, it is possible to prevent the swelling of the battery case due to the expansion and contraction of the active material that occurs due to normal charging and discharging.
上記実施形態では、正極ストラップ32および負極ストラップ31の上方に、リブ61とガイド62とからなる突起6が配置されているが、突起6の配置は例えば図6〜図8に示すような配置であってもよい。
図6の例では、突起6は、Y方向の二カ所であって、正極ストラップ32および負極ストラップ31から外れた位置に配置されている。
ステーにより締め付けたときに生じる応力は、電槽1の隔壁13の負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aで挟まれている部分に集中しやすい。そのため、隔壁13のY方向において、負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aで挟まれている部分は、他の部分よりも弓状変形しやすい。
In the above embodiment, the
In the example of FIG. 6, the
The stress generated when tightened by the stay tends to be concentrated on the portion of the
図4の配置(上記実施形態の配置)では、この弓状変形しやすい部分の上方に突起6を配置している。よって、図6の配置と図4の配置を比較すると、図4の配置の方が図6の配置よりも、隔壁13の負極中間極柱31aおよび正極中間極柱32aで挟まれている部分の付近の弓状変形を抑制する効果が高く、液リークの発生を防止できる効果が高い。
また、図4の配置の方が図6の配置よりも、突起6が第一の外壁側に存在することにより、第一の外壁の湾曲を防止できる効果が高い。
In the arrangement of FIG. 4 (arrangement of the above embodiment), the
Further, in the arrangement of FIG. 4, the
図7の例では、突起6は、Y方向の三箇所であって、正極ストラップ32および負極ストラップ31の上方である二カ所と、正極ストラップ32および負極ストラップ31から外れた一箇所(隔壁13の中央部)に配置されている。
図7の配置と図4の配置(上記実施形態の配置)を比較すると、図7の配置の方が図4の配置よりも、電槽1の隔壁13の弓状変形を抑制する効果が高い。これは、図7の配置の場合、Y方向の中央部の弓状変形が解消できるためである。また、図7の配置の方が図4の配置よりも、隔壁13の弓状変形を抑制する効果が高いことで、第一の外壁の湾曲を防止できる効果が高い。
In the example of FIG. 7, there are three
Comparing the arrangement of FIG. 7 and the arrangement of FIG. 4 (the arrangement of the above-described embodiment), the arrangement of FIG. 7 is more effective in suppressing the bow-shaped deformation of the
なお、突起6は、隔壁13のY方向の中央部の一箇所のみに配置してもよい。この場合は、突起6のY方向の寸法を、正極ストラップ32および負極ストラップ31のY方向の寸法より大きくすることが好ましい。また、突起6のX方向の寸法は、各ストラップの中間極柱のX方向の寸法と同じであってもよいし、各ストラップの中間極柱のX方向の寸法より大きくてもよい。つまり、突起6の寸法を適切に設定することで、突起6を隔壁13のY方向の中央部の一箇所のみに配置するだけでも、隔壁13の弓状変形の抑制効果を得ることができる。
The
図8の例では、突起6は、正極ストラップ32および負極ストラップ31の上方にのみ配置され、突起6のY方向の寸法は、正極ストラップ32および負極ストラップ31のY方向の寸法より少し小さい。突起6のY方向の寸法は、正極ストラップ32および負極ストラップ31のY方向の寸法と同じであってもよいし、正極ストラップ32および負極ストラップ31のY方向の寸法より大きくてもよい。また、突起6のX方向の寸法は、各ストラップの中間極柱のX方向の寸法より少し小さいが、中間極柱のX方向の寸法より大きくてもよい。
図8の配置と図4の配置(上記実施形態の配置)を比較すると、図8の配置の方が図4の配置よりも、突起6のY方向の寸法が大きいことで強度が上がるため、電槽1の隔壁13の弓状変形を抑制する効果が高く、第一の外壁の湾曲を防止できる効果も高い。
In the example of FIG. 8, the
Comparing the arrangement of FIG. 8 and the arrangement of FIG. 4 (the arrangement of the above embodiment), the arrangement of FIG. 8 is stronger than the arrangement of FIG. 4 because the dimension of the
なお、突起6が形成されている仕切り板23は、全ての仕切り板23でなくてもよく、突起6が形成されていない仕切り板23があってもよい。その場合、突起6は、少なくともステー200で押さえつけるX方向の中央部の仕切り板23に形成されていることが好ましい。例えば、X方向の中央部の仕切り板23に複数の突起6を一定間隔で形成してもよいし、Y方向に連続した突起6を形成してもよい。
また、図9に示すように、突起6と対向壁26を結合する腕部27を設けてもよい。腕部27は、突起6のリブ61の側面と対向壁26の外周面とを連結し、これらと一体に上板24から突出する。これにより、リブ61の強度を高めることができる。
The
Further, as shown in FIG. 9, an
突起6の形状の他の例としては、図10に示すものが挙げられる。図10(a)の例では、突起6Aのガイド62の先端が平坦面62bとなっている。突起6Aは図2に示す突起6と比較して、ガイド62の厚さ(X方向の寸法)が大きい。よって、図2に示す突起6に代えて図10(a)の突起6Aを設けると、ガイド62が厚くなる分だけガイド62の強度が高くなるため、隔壁13の弓状変形を抑制する効果が高くなる。
図10(b)の例では、突起6Bのガイド62の隔壁13と対向する面が、先端部621では傾斜面62aになっているが、リブ61側の部分である基部622では、隔壁13の面と平行な面になっている。よって、図2に示す突起6に代えて図10(b)の突起6Bを設けると、基部622で隔壁13の上端部を押さえ込むことができるため、隔壁13の弓状変形を抑制する効果が高くなる。
As another example of the shape of the
In the example of FIG. 10B, the surface of the
また、図2および図10の例では、仕切り板23の厚さ方向両側に同じ形状の突起6,6A,6Bを設けることで、ガイド62が隔壁13を中心に左右対称になっているが、異なる形状の突起を設けて、ガイドが隔壁13を中心に左右非対称になっていてもよい。例えば、図10(a)で、左の突起6Aはそのままとし、右の突起6Aを図10(b)の突起6Bに代えてもよい。
また、仕切り板23を挟んで隣り合う二つの突起のX方向の寸法は異なっていてもよい。さらに、複数の突起6が、仕切り板23の厚さ方向両側でY方向の異なる位置に配置されていてもよい。その場合、三個以上の突起6が互い違いに配置されていてもよい。
Further, in the examples of FIGS. 2 and 10, the
Further, the dimensions of the two protrusions adjacent to each other with the
(試験電池)
実施形態の鉛蓄電池10に相当する実施例の鉛蓄電池および比較例の鉛蓄電池として、外形寸法が、総高さ227mm、箱高さ200mm、幅125mm、長さ196mmであり、液入り質量10.7kgであるものを用意した。この鉛蓄電池10の電槽1および蓋2は下記の寸法を有し、極板群3を構成する正極板の枚数は6枚、負極板の枚数は7枚である。電槽1および蓋2は、それぞれポリプロピレンを用いた射出成形により形成した。電解液は、アイドリングストップ車用バッテリーの通常品を用いた。
(Test battery)
The lead-acid battery of the example and the lead-acid battery of the comparative example corresponding to the lead-
電槽1の第一の壁11および第二の壁12の厚さは1.5mmであり、隔壁13の厚さは1.4mmであり、隔壁13の貫通穴13aの直径は8mmである。セル室4のX方向寸法(図4のC)は、両端のセル室では31.1mmであり、それ以外のセル室では29.7mmである。セル室のY方向寸法(図4のD)は118mmであり、電槽1の深さは187mmである。蓋2の第一の壁21および第二の壁22の厚さは3.75mmであり、仕切り板23の厚さは2.0mmであり、上部空間5の高さ方向寸法は14mmである。
The thickness of the
突起6のX方向寸法は4.25mm、突起6のY方向寸法は2.0mmである。溶着後の寸法Bが37mmで一定になるようにし、突起6の寸法Aを、比(A/B)が、試験No.1〜8では0.10、試験No.9〜16では0.15、試験No.17〜24では0.35、試験No.25〜32では0.40、試験No.33〜40では0.45となるように、それぞれ変化させた。
比(A/B)が同じ試験群において、ガイド62の傾斜面の角度θを10°、20°、40°、50°に変化させた。さらに、比(A/B)および角度θが同じサンプルとして、突起6の配置が図4のものと図6のものの両方を用意した。
θが20°〜40°と比(A/B)が0.15〜0.40の両方を満たすものが、第一態様の鉛蓄電池(実施例)に相当する。また、比(A/B)が0.15〜0.40であって、図4に示す突起6の配置を有するものが、第二態様の鉛蓄電池に相当する。
The X-direction dimension of the
In the test group having the same ratio (A / B), the angle θ of the inclined surface of the
Those satisfying both a θ of 20 ° to 40 ° and a ratio (A / B) of 0.15 to 0.40 correspond to the lead storage battery (Example) of the first aspect. Further, a battery having a ratio (A / B) of 0.15 to 0.40 and having the arrangement of
(締付試験)
以下の方法で締め付け試験を行った。
水平な基台上に各鉛蓄電池を置き、ステー200を用いて蓋側から鉛蓄電池を、基台に対して通常より強い力で締め付けた。ステー200のボルト1本当たりの締付荷重は980Nとした。この状態で、周囲温度を60〜65℃に保持して5時間放置し、放置後の電池状態を確認した。この試験は「JIS D5301:2006 始動用鉛蓄電池」に準拠して行った。
試験後の電池状態で異常がないものを合格(○)とし、使用上有害な変形などがあるものを不合格(×)とした。
(Tightening test)
The tightening test was performed by the following method.
Each lead-acid battery was placed on a horizontal base, and the lead-acid battery was tightened from the lid side with a stronger force than usual with respect to the base using the
Those with no abnormalities in the battery state after the test were evaluated as acceptable (○), and those with harmful deformation in use were evaluated as rejected (×).
(過充電寿命方法)
以下の方法で過充電寿命試験を行った。
先ず、締付試験後の鉛蓄電池のうち、合格となった鉛蓄電池について、25℃における内部抵抗を測定し、この測定値を内部抵抗値の初期値とする。
次に、以下に示す処理を実施する。
(Overcharge life method)
The overcharge life test was performed by the following method.
First, among the lead-acid batteries after the tightening test, the internal resistance of the lead-acid battery that has passed the test is measured at 25 ° C., and this measured value is used as the initial value of the internal resistance value.
Next, the following processing is performed.
《処理1:水槽内での放電後充電の繰り返しおよび休止》
内部抵抗測定後の鉛蓄電池を、75℃の水槽内に入れて、電流25Aでの4分間の放電と、その後の制御電圧14.8Vおよび最大電流25Aの条件での10分間の充電を、480回繰り返す。次に、水槽から鉛蓄電池を取り出して、25℃の雰囲気で56時間静置する。
《処理2:水槽外での一回の放電および充電》
25℃の雰囲気で、電流340Aで30秒間の放電を行う。なお、30秒目の終止電圧が7.2V以下となった場合は、液リークが発生したと判断して、その時点で試験を停止する。次に、制御電圧14.8Vおよび最大電流25Aの条件での10分間の充電を行う。
<< Treatment 1: Repeat and pause charging after discharging in the water tank >>
The lead-acid battery after measuring the internal resistance is placed in a water tank at 75 ° C., discharged for 4 minutes at a current of 25 A, and then charged for 10 minutes under the conditions of a control voltage of 14.8 V and a maximum current of 25 A, 480. Repeat once. Next, the lead-acid battery is taken out from the water tank and allowed to stand in an atmosphere of 25 ° C. for 56 hours.
<< Treatment 2: One discharge and charge outside the aquarium >>
Discharge for 30 seconds at a current of 340 A in an atmosphere of 25 ° C. If the final voltage at the 30th second is 7.2 V or less, it is determined that a liquid leak has occurred, and the test is stopped at that point. Next, charging is performed for 10 minutes under the conditions of a control voltage of 14.8 V and a maximum current of 25 A.
上記処理1の後に上記処理2を行うことを4回繰り返した後、上記処理1を1回行った。これにより、水槽内での放電後充電は2400回繰り返したことになる。そして、最後の処理1後に、鉛蓄電池の内部抵抗を測定した。この測定値を上記初期値で除して、内部抵抗の上昇度合い(初期値を100とした時の相対値)を算出した。そして、この値が120以下であれば良品であり、120を超えると不良と判断できる。また、液リークが発生して水槽内での2400回の放電後充電を達成できなかったものも不良と判断した。 After the above-mentioned process 1 was repeated four times, the above-mentioned process 1 was performed once. As a result, charging after discharging in the water tank was repeated 2400 times. Then, after the final treatment 1, the internal resistance of the lead storage battery was measured. This measured value was divided by the above initial value to calculate the degree of increase in internal resistance (relative value when the initial value is 100). If this value is 120 or less, it is judged to be a good product, and if it exceeds 120, it can be judged to be defective. In addition, a liquid leak occurred and charging could not be achieved after 2400 discharges in the water tank, which was also judged to be defective.
(気密試験)
注液前の各鉛蓄電池に対して、以下の方法で気密試験を行った。
各セルの注液孔から電槽内にエアーを20kPaで5秒間吹き込み、その間に電槽内の圧力が変化しないかを調査し、電槽内の圧力が変化した場合に、気密性が不良と判定した。
この試験をそれぞれ20個の鉛蓄電池について行い、不良となった鉛蓄電池の数を調べた。
(Airtightness test)
An airtightness test was conducted on each lead-acid battery before injection by the following method.
Air is blown into the electric tank at 20 kPa for 5 seconds from the liquid injection hole of each cell, and it is investigated whether the pressure in the electric tank changes during that time. Judged.
This test was performed on 20 lead-acid batteries each to determine the number of defective lead-acid batteries.
(総合判定)
締付試験、過充電寿命試験、気密試験の全てで合格(○)と判定されたものは、総合判定で合格(○)、それ以外は不合格(×)とした。
これらの試験結果および判定結果を、鉛蓄電池の構成とともに表1に示す。
(Comprehensive judgment)
Those judged to pass (○) in all of the tightening test, overcharge life test, and airtightness test were passed (○) in the comprehensive judgment, and the others were rejected (×).
These test results and judgment results are shown in Table 1 together with the configuration of the lead storage battery.
表1の結果から分かるように、比(A/B)が0.10であるNo.1〜8では、過充電試験の結果が不良であり、No.7,8では液リークが生じた。比(A/B)が0.15以上0.40以下であるNo.9〜32では、θが10°である場合の気密試験の結果が不良であり、θが50°である場合の過充電試験の結果が不良であった。比(A/B)が0.45であるNo.33〜40では、気密試験の結果が不良であった。
以上の結果から、比(A/B)が0.15以上0.40以下、且つ、θが20°以上40°以下を満たす鉛蓄電池は、ステーによる締め付け力が強すぎた場合の液リーク発生が防止され、内部抵抗の上昇が抑制されることが分かる。そして、これらを満たす鉛蓄電池は、アイドリングストップ車用鉛蓄電池として信頼性に優れたものとなる。
As can be seen from the results in Table 1, the results of the overcharge test were poor in Nos. 1 to 8 having a ratio (A / B) of 0.10, and liquid leakage occurred in Nos. 7 and 8. In Nos. 9 to 32 where the ratio (A / B) is 0.15 or more and 0.40 or less, the result of the airtightness test when θ is 10 ° is poor, and when θ is 50 °, it is excessive. The result of the charging test was poor. In Nos. 33 to 40 having a ratio (A / B) of 0.45, the result of the airtightness test was poor.
From the above results, a lead-acid battery having a ratio (A / B) of 0.15 or more and 0.40 or less and a θ of 20 ° or more and 40 ° or less causes liquid leakage when the tightening force of the stay is too strong. It can be seen that this is prevented and the increase in internal resistance is suppressed. A lead-acid battery satisfying these conditions is highly reliable as a lead-acid battery for an idling stop vehicle.
また、比(A/B)が0.15以上0.40以下でθが50°の例では、No.15とNo.16、No.23とNo.24、およびNo.31とNo.32で、それぞれ突起の配置が異なっている。そして、突起の配置のみが異なるNo.15とNo.16、No.23とNo.24、およびNo.31とNo.32をそれぞれ比較すると、過充電試験の結果は、いずれも図4の配置の方が図6の配置よりも良い結果となっている。このような結果となった理由は、突起6が負極中間極柱および正極中間極柱の上方に配置されている方が、負極中間極柱および正極中間極柱からはずれた位置に配置されている場合よりも、その部分の電槽の隔壁が弓状に変形しにくく、液リークが生じにくいためである。
In the case where the ratio (A / B) is 0.15 or more and 0.40 or less and the θ is 50 °, No. 15 and No. 16, No. 23 and No. 24, and No. 31 and No. 32 The arrangement of the protrusions is different for each. Comparing No. 15 and No. 16, No. 23 and No. 24, and No. 31 and No. 32, which differ only in the arrangement of protrusions, the results of the overcharge test show the arrangement shown in FIG. Is a better result than the arrangement shown in FIG. The reason for such a result is that the
10 鉛蓄電池
1 電槽
11 電槽の第一の壁
12 電槽の第二の壁
13 隔壁
13a 隔壁の貫通孔
2 蓋
21 蓋の第一の壁
22 蓋の第二の壁
23 仕切り板
24 蓋の上板
25 注液孔
26 対向壁
3 極板群
31 負極ストラップ
31a 負極中間極柱
32 正極ストラップ
32a 正極中間極柱
33a 貫通孔内を埋める金属部
4 セル室
41 セル室
42 セル室
5 上部空間
51 上部空間
52 上部空間
6 突起
61 リブ
62 ガイド
62a 傾斜面
K 隔壁と仕切り板との境界
10 Lead-acid battery 1
Claims (3)
前記複数のセル室にそれぞれ収納された複数の極板群と、
前記電槽の上面を封止する合成樹脂製の蓋と、
を備え、
前記蓋は、前記隔壁に溶着により固定されて前記複数のセル室の上側にそれぞれ上部空間を形成する仕切り板、前記仕切り板の厚さ方向両側に固定されたリブ、および前記リブに連続し前記隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイドを、一体に有し、
前記極板群は、複数枚の正極板および負極板をそれぞれ幅方向の別の位置で連結する正極ストラップおよび負極ストラップと、前記正極ストラップおよび前記負極ストラップからそれぞれ立ち上がる正極中間極柱および負極中間極柱と、を有し、
隣り合う二つの前記セル室の一方に配置された前記正極中間極柱と他方に配置された前記負極中間極柱とが、前記隔壁に形成された貫通孔内を埋める金属部で接続され、
前記隔壁と前記仕切り板との境界から前記ガイドの先端までの高さ方向に沿った距離Aと、前記境界から前記正極中間極柱および前記負極中間極柱までの高さ方向に沿った距離Bとの比(A/B)が0.15以上0.40以下であり、
前記ガイドの先端部は、前記隔壁と対向する傾斜面を有し、前記傾斜面の前記隔壁に対する角度が20°以上40°以下である鉛蓄電池。 An electric tank made of synthetic resin having a plurality of cell chambers partitioned by a partition wall,
A plurality of electrode plates stored in each of the plurality of cell chambers, and
A synthetic resin lid that seals the upper surface of the battery case,
With
The lid is fixed to the partition wall by welding to form an upper space on the upper side of each of the plurality of cell chambers, ribs fixed on both sides of the partition plate in the thickness direction, and the ribs continuously connected to the ribs. The guides arranged on both sides in the thickness direction of the partition wall are integrally provided.
The electrode plate group includes a positive electrode strap and a negative electrode strap that connect a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates at different positions in the width direction, and positive electrode intermediate poles and negative electrode intermediate poles that rise from the positive electrode strap and the negative electrode strap, respectively. With pillars,
The positive electrode intermediate pole column arranged in one of the two adjacent cell chambers and the negative electrode intermediate pole column arranged in the other are connected by a metal portion that fills the through hole formed in the partition wall.
The distance A along the height direction from the boundary between the partition wall and the partition plate to the tip of the guide, and the distance B along the height direction from the boundary to the positive electrode intermediate pole pillar and the negative electrode intermediate pole pillar. The ratio (A / B) to and from is 0.15 or more and 0.40 or less.
A lead-acid battery in which the tip of the guide has an inclined surface facing the partition wall, and the angle of the inclined surface with respect to the partition wall is 20 ° or more and 40 ° or less.
前記複数のセル室にそれぞれ収納された複数の極板群と、
前記電槽の上面を封止する合成樹脂製の蓋と、
を備え、
前記蓋は、前記隔壁に溶着により固定されて前記複数のセル室の上側にそれぞれ上部空間を形成する仕切り板、前記仕切り板の厚さ方向両側に固定されたリブ、および前記リブに連続し前記隔壁の厚さ方向両側に配置されるガイドを、一体に有し、
前記極板群は、複数枚の正極板および負極板をそれぞれ幅方向の別の位置で連結する正極ストラップおよび負極ストラップと、前記正極ストラップおよび前記負極ストラップからそれぞれ立ち上がる正極中間極柱および負極中間極柱と、を有し、
隣り合う二つの前記セル室の一方に配置された前記正極中間極柱と他方に配置された前記負極中間極柱とが、前記隔壁に形成された貫通孔内を埋める金属部で接続され、
前記隔壁と前記仕切り板との境界から前記ガイドの先端までの高さ方向に沿った距離Aと、前記境界から前記正極中間極柱および前記負極中間極柱までの高さ方向に沿った距離Bとの比(A/B)が0.15以上0.40以下であり、
前記仕切り板の厚さ方向両側に固定された前記リブとして、それぞれ、前記正極中間極柱および前記負極中間極柱の上方に配置されたリブを有する鉛蓄電池。 An electric tank made of synthetic resin having a plurality of cell chambers partitioned by a partition wall,
A plurality of electrode plates stored in each of the plurality of cell chambers, and
A synthetic resin lid that seals the upper surface of the battery case,
With
The lid is fixed to the partition wall by welding to form an upper space on the upper side of each of the plurality of cell chambers, ribs fixed on both sides of the partition plate in the thickness direction, and the ribs continuously connected to the ribs. The guides arranged on both sides in the thickness direction of the partition wall are integrally provided.
The electrode plate group includes a positive electrode strap and a negative electrode strap that connect a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates at different positions in the width direction, and positive electrode intermediate poles and negative electrode intermediate poles that rise from the positive electrode strap and the negative electrode strap, respectively. With pillars,
The positive electrode intermediate pole column arranged in one of the two adjacent cell chambers and the negative electrode intermediate pole column arranged in the other are connected by a metal portion that fills the through hole formed in the partition wall.
The distance A along the height direction from the boundary between the partition wall and the partition plate to the tip of the guide, and the distance B along the height direction from the boundary to the positive electrode intermediate pole pillar and the negative electrode intermediate pole pillar. The ratio (A / B) to and from is 0.15 or more and 0.40 or less.
A lead-acid battery having ribs arranged on both sides of the partition plate in the thickness direction, respectively, above the positive electrode intermediate pole pillar and the negative electrode intermediate pole pillar.
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