JP7053512B2 - 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.
鉛蓄電池は、セパレータが破れることにより短絡が生じ短寿命となるという問題を有していた。セパレータが破れる主な原因としては、酸化劣化と外部応力がある。
まず、酸化劣化について説明する。セパレータは、正極板との接触により酸化劣化が生じ破れる場合がある。そのため、セパレータの表面と正極板との直接的な接触を抑制するために、セパレータの表面にリブを設ける技術が広く採用されている。
The lead-acid battery has a problem that a short circuit occurs due to the breakage of the separator and the life is shortened. Oxidative deterioration and external stress are the main causes of the separator breaking.
First, oxidative deterioration will be described. The separator may be broken due to oxidative deterioration due to contact with the positive electrode plate. Therefore, in order to suppress direct contact between the surface of the separator and the positive electrode plate, a technique of providing ribs on the surface of the separator has been widely adopted.
次に、外部応力について説明する。セパレータは、変形した正極板から受ける外部応力によって破れる場合がある。正極板は酸化によって伸びるが、正極板の端部がセパレータに向かって反り曲がるように伸びると、正極板の端部がセパレータの表面を強く圧迫することとなる。詳述すると、セパレータの表面にはリブが設けられているので、正極板の端部はセパレータの表面のリブを強く圧迫する。そのような状態で正極板の反りや伸びがさらに進行すると、セパレータの表面がリブごと引っ張られるため、強度が比較的弱いセパレータは引張りによる伸びに追従できず、裂けるように破れることとなる。 Next, the external stress will be described. The separator may break due to external stress received from the deformed positive electrode plate. The positive electrode plate is stretched by oxidation, but when the end portion of the positive electrode plate is stretched so as to warp toward the separator, the end portion of the positive electrode plate strongly presses the surface of the separator. More specifically, since the ribs are provided on the surface of the separator, the end portion of the positive electrode plate strongly presses the ribs on the surface of the separator. If the positive electrode plate is further warped or stretched in such a state, the surface of the separator is pulled together with the ribs, so that the separator having a relatively weak strength cannot follow the stretch due to the tension and is torn like a tear.
本発明は、変形した正極板から外部応力を受けてもセパレータが破れにくく長寿命な鉛蓄電池を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a lead-acid battery having a long life in which the separator is not easily torn even when an external stress is applied from a deformed positive electrode plate.
本発明の一態様に係る鉛蓄電池は、正極板と負極板がセパレータを介して複数枚交互に積層された極板群を備える鉛蓄電池であって、正極板の上縁部には、正極板の上方に向かって突出する集電耳と、正極板の上方に向かって突出し且つ突出高さが集電耳よりも低い突出部とが、セパレータの横幅方向に間隔を空けて形成されており、セパレータは、フィルム状のベース部と、ベース部の正極板に対向する表面から突出し正極板に接する複数の主リブと、ベース部の正極板に対向する表面から突出し主リブよりも突出高さが低い複数の小リブと、を有し、主リブは、セパレータの上下方向に沿って連続する線状をなして、ベース部の正極板に対向する表面のうちセパレータの横幅方向中央部に形成されており、小リブは、セパレータの上下方向に沿って連続する線状をなして、ベース部の正極板に対向する表面のうちセパレータの横幅方向端部に形成されており、小リブが形成されている横幅方向端部は、集電耳との距離よりも突出部との距離の方が小さい方の横幅方向端部であり、主リブのうち、最も横幅方向の端部側に配された主リブが、ベース部のうち突出部に対向する部分の上に位置することを要旨とする。 The lead storage battery according to one aspect of the present invention is a lead storage battery including a group of electrode plates in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are alternately laminated via a separator, and a positive electrode plate is provided on the upper edge portion of the positive electrode plate. The collecting ear protruding upward and the protruding portion protruding upward of the positive electrode plate and having a protruding height lower than that of the collecting ear are formed at intervals in the width direction of the separator. Has a film-like base portion, a plurality of main ribs protruding from the surface of the base portion facing the positive electrode plate and in contact with the positive electrode plate, and protruding from the surface of the base portion facing the positive electrode plate and having a lower protruding height than the main ribs. It has a plurality of small ribs, and the main rib is formed in a continuous linear shape along the vertical direction of the separator and is formed in the central portion in the width direction of the surface of the surface facing the positive electrode plate of the base portion. The small ribs form a continuous line along the vertical direction of the separator and are formed on the lateral end portion of the separator on the surface of the base portion facing the positive electrode plate, and the small ribs are formed. The widthwise end portion is the widthwise end portion whose distance from the protrusion is smaller than the distance to the current collecting ear, and is the main rib arranged on the most widthwise end side of the main ribs. The gist is that the rib is located on the portion of the base portion facing the protruding portion.
本発明に係る鉛蓄電池は、変形した正極板から外部応力を受けてもセパレータが破れにくく長寿命である。 The lead-acid battery according to the present invention has a long life in which the separator is not easily torn even when an external stress is applied from the deformed positive electrode plate.
本発明の一実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。 An embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the embodiments described below show an example of the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment. In addition, various changes or improvements can be added to the present embodiment, and the modified or improved embodiments may be included in the present invention.
〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態に係る鉛蓄電池の構造について、図1を参照しながら詳細に説明する。第一実施形態に係る鉛蓄電池は、正極板10と負極板20とがセパレータ30を介して複数枚交互に積層された極板群1を備えている。この極板群1は、その積層方向が水平方向に沿うように(すなわち、正極板10及び負極板20の板面が鉛直方向に沿うように)、図示しない電解液とともに電槽41内に収容され、電槽41内で電解液に浸漬されている。
[First Embodiment]
The structure of the lead storage battery according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The lead-acid battery according to the first embodiment includes a
正極板10は、例えば、鉛合金からなる板状格子体の開口部に、二酸化鉛を含有する正極活物質を充填しつつ、鉛合金からなる板状格子体の両板面に、二酸化鉛を含有する正極活物質からなる活物質層(図4において符号10aで示すもの)を形成したものである。負極板20は、例えば、鉛合金からなる板状格子体の開口部に、金属鉛を含有する負極活物質を充填しつつ、鉛合金からなる板状格子体の両板面に、金属鉛を含有する負極活物質からなる活物質層(図4において符号20aで示すもの)を形成したものである。正極板10、負極板20の基板である板状格子体は、鋳造法、打ち抜き法(パンチング法)、エキスパンド方式で製造することができる。セパレータ30は、例えば、樹脂、ガラス等からなる多孔質の膜状体である。正極板10、負極板20、及びセパレータ30の平面形状は、例えば、矩形状とすることができる。
In the
正極板10(基板)の上縁部(すなわち、正極板10の縁部のうち上側に位置する縁部)には、正極板10の上方(図1においては上方)に向かって突出する集電耳11が形成されており、負極板20の上縁部には、負極板20の上方(図1においては上方)に向かって突出する集電耳21が形成されている。そして、各正極板10の集電耳11は正極ストラップ13で連結され、各負極板20の集電耳21は負極ストラップ23で連結されている。さらに、正極ストラップ13は正極端子15の一端に接続され、負極ストラップ23は負極端子25の一端に接続されており、正極端子15の他端及び負極端子25の他端が、電槽41の開口部を閉塞する蓋43を貫通して、電槽41と蓋43からなる鉛蓄電池のケース体の外部に露出している。
A current collector protruding upward (upper in FIG. 1) of the
また、正極板10(基板)の上縁部には、図2に示すように、正極板10の上方に向かって突出し且つ突出高さが集電耳11よりも低い突出部12が、正極板10の集電耳11に対して、セパレータ30の横幅方向(図1及び図2の(b)においては紙面に対して前後方向、また、図2の(a)においては左右方向である。以下、単に「横幅方向」と記すこともある)に間隔を空けて形成されている。負極板20の上縁部にも、正極板10と同様に突出部12が形成されていてもよいが、形成されていなくてもよい。
Further, on the upper edge portion of the positive electrode plate 10 (substrate), as shown in FIG. 2, a protruding
突出部12の例としては、正極板10の基板である板状格子体を製造する際に生じる切り残し部が挙げられる。板状格子体の製造方法と切り残し部について、図2、3を参照しながら詳細に説明する。板状格子体を打ち抜き法で製造する場合には、まず鉛合金の圧延板を打ち抜いて、複数枚の板状格子体が連結した連結体シート100を製造し、次に連結体シート100を切断して板状格子体を得る。
An example of the
連結体シート100の一例を図3に示す。図3は、6枚の板状格子体が連結した連結体シート100の平面図である。図3の連結体シート100は、以下のような構成をなしている。すなわち、2枚の板状格子体の上縁部同士が、集電耳11となる部分である2つの連結部11aによって連結し、さらに、この連結物が3つ並んで各側縁部同士が連結して、図3の連結体シート100をなしている。
An example of the connecting
カッター等を用いて図3の連結体シート100を切断する際には、連結部11aの端部と板状格子体の側縁部を切り離して6枚の板状格子体とする。このとき、連結部11aを切断する際には、切り離されて得られる板状格子体のそれぞれに集電耳11が形成されるように、2枚の板状格子体を連結している2つの連結部11aについては、異なる側の端部を切断する。
When cutting the connecting
連結部11aを切断する際には、切り残し部が生じないように、連結部11aと板状格子体の上縁部との境界に沿って切断することが理想的であるが、切断時に板状格子体の上縁部に傷が付くことを確実に避けるためには、切り代を設けて連結部11aを切断することが好ましい。その結果、板状格子体の上縁部に切り残し部が残存する。切り残し部の上縁部からの突出高さは、特に限定されるものではないが、例えば1mm以上3mm以下とすることができる。
When cutting the connecting
また、連結部11aの切断の際に使用する切断器具の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、ロータリーカッター等のカッターを使用することができる。切り残し部(突出部12)の突出先端の形状は、カッターの刃の形状や切断方法によっても左右される。例えば、ロータリーカッターを用いて切断する場合であれば、連結部11aの一方の表面に刃を接触させて切断を開始し、連結部11aの他方の表面に向かって刃を食い込ませていくが、切り残し部の上縁部からの突出高さは、刃の根元まで食い込む前記一方の表面側と、刃先までしか届かない前記他方の表面側とで異なることとなる。すなわち、切り残し部(突出部12)の突出先端の形状は、図2の(b)に示すように、前記一方の表面側(図2の(b)においては左側)よりも前記他方の表面側(図2の(b)においては右側)の方が、切り残し部の上縁部からの突出高さが高い形状となる。
The type of cutting tool used for cutting the connecting
セパレータ30は、図4に示すように、フィルム状のベース部31と、ベース部31の正極板10に対向する表面から突出し正極板10に接する複数の主リブ32と、ベース部31の正極板10に対向する表面から突出し主リブ32よりも突出高さが低い複数の小リブ33と、を有する。小リブ33は、正極板10が変形していない状態又は正極板10の変形が小さい状態では、正極板10に接触していない。
As shown in FIG. 4, the
主リブ32は、セパレータ30の上下方向に沿って連続する線状をなして、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の横幅方向中央部30aに形成されている。
小リブ33は、セパレータ30の上下方向に沿って連続する線状をなして、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の横幅方向端部30bに形成されている。この小リブ33が形成されている横幅方向端部30bは、横幅方向中央部30aを挟んで位置する2つの横幅方向端部30b、30bのうち、集電耳11との距離よりも突出部12との距離の方が小さい方の横幅方向端部30bである。
The
The
突出部12との距離よりも集電耳11との距離の方が小さい方の横幅方向端部30bには、主リブ32が形成されているが、主リブ32の代わりに小リブ33が形成されていてもよい。すなわち、セパレータ30は、主リブ32が形成されている横幅方向中央部30aが、小リブ33が形成されている横幅方向両端部30b、30bに挟まれた形態を有していてもよい。
The
なお、セパレータ30のベース部31には横幅方向端部30bが2つ存在するが、これ以降においては、集電耳11との距離よりも突出部12との距離の方が小さい方の横幅方向端部30b(図4においては右側の端部30b)を「突出部寄り端部」と記すこともあり、突出部12との距離よりも集電耳11との距離の方が小さい方の横幅方向端部30b(図4においては左側の端部30b)を「集電耳寄り端部」と記すこともある。また、同様に、横幅方向において、集電耳11との距離よりも突出部12との距離の方が小さい側(図4においては右側)を「突出部寄り端部側」、突出部12との距離よりも集電耳11との距離の方が小さい側(図4においては左側)を「集電耳寄り端部側」と記すこともある。
The
上記のような第一実施形態に係る鉛蓄電池においては、主リブ32のうち、最も横幅方向の端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち突出部12に対向する部分の上に位置する(図4を参照)。換言すると、主リブ32が形成されている横幅方向中央部30aと、小リブ33が形成されている横幅方向端部30bとの境界線Bが、ベース部31のうち突出部12に対向する部分の上に位置する。なお、上記の「横幅方向の端部側」とは、集電耳11との距離よりも突出部12との距離の方が小さい方の横幅方向端部側であり、すなわち突出部寄り端部側である。
In the lead-acid battery according to the first embodiment as described above, among the
このような構成であれば、第一実施形態に係る鉛蓄電池は、変形した正極板10から外部応力を受けてもセパレータ30が破れにくく長寿命である。よって、第一実施形態に係る鉛蓄電池は、例えば、車両に搭載され且つ車両の内燃機関を起動する電源として好適である。また、第一実施形態に係る鉛蓄電池は、高温環境下での使用に好適である。さらに、第一実施形態に係る鉛蓄電池は、車両の内燃機関を起動する電源としての用途のみならず、電動自動車、電動フォークリフト、電動バス、電動バイク、電動スクータ、小型電動モペッド、ゴルフ用カート、電気機関車等の動力電源としても使用可能である。さらに、本実施形態に係る鉛蓄電池は、照明用電源、予備電源としても使用可能である。あるいは、太陽光発電、風力発電等により発電された電気エネルギーの蓄電装置としても使用可能である。
With such a configuration, the lead-acid battery according to the first embodiment has a long life in which the
第一実施形態に係る鉛蓄電池の上記作用効果について、以下に詳述する。正極板10が酸化すると、正極板10の端部がセパレータ30に向かって反り曲がるように伸びて、正極板10の端部がセパレータ30の表面を強く圧迫する場合がある。このとき、セパレータ30の表面のうち正極板10の端部が対向する部分に、突出高さが高い主リブ32が形成されていると、正極板10の端部はセパレータ30の表面の主リブ32を強く圧迫する。そのような状態で正極板10の反りや伸びがさらに進行すると、セパレータ30の表面が主リブ32ごと引っ張られるため、強度が比較的弱いセパレータ30は引張りによる伸びに追従できず、裂けるように破れることとなる。
The above-mentioned action and effect of the lead storage battery according to the first embodiment will be described in detail below. When the
しかしながら、第一実施形態に係る鉛蓄電池においては、セパレータ30の表面のうち正極板10の端部が対向する部分に、突出高さが低い小リブ33が形成されているので、変形した正極板10の端部が小リブ33に接触したとしても、正極板10の端部によるセパレータ30の圧迫が抑制される。そのため、第一実施形態に係る鉛蓄電池は、セパレータ30が破れにくく長寿命となる。
However, in the lead storage battery according to the first embodiment, since the
正極板10の端部の反り曲がりや伸びは、切り残し部を起点として大きくなり、切り残し部よりも横幅方向の端部側に位置する部分の反り曲がりや伸びが大きい。切り残し部が存在しない場合は、存在する場合と比較して、正極板10の端部の反り曲がりや伸びは小さくなる。また、集電耳11が存在しても、正極板10の端部の反り曲がりや伸びは大きくならない。
The warp and elongation of the end portion of the
これは、本発明者らの検討によれば、上記の切り残し部(突出部12)の突出先端の形状に起因することが判明した。すなわち、切り残し部(突出部12)の突出先端の形状が、図2の(b)に示すように、一方の表面側よりも他方の表面側の方が、切り残し部の上縁部からの突出高さが高い形状であると、両表面側で腐食量や応力分布(例えば、伸びによる応力の分布)に差が生じる。そのため、突出高さが高い他方の表面側に向かって正極板10の端部が反り曲がり、切り残し部よりも横幅方向の端部側の部分の反り曲がりや伸びが大きくなると考えられる。
According to the study by the present inventors, it was found that this is due to the shape of the protruding tip of the uncut portion (protruding portion 12). That is, as shown in FIG. 2B, the shape of the protruding tip of the uncut portion (protruding portion 12) is such that the other surface side is from the upper edge portion of the uncut portion rather than the one surface side. When the shape has a high protrusion height, there is a difference in the amount of corrosion and the stress distribution (for example, the distribution of stress due to elongation) on both surface sides. Therefore, it is considered that the end portion of the
よって、主リブ32が形成されている横幅方向中央部30aと、小リブ33が形成されている横幅方向端部30bとの境界線Bの横幅方向位置を、切り残し部を基準として設定すれば、適切な位置に小リブ33を形成することができるので、セパレータ30が破れにくく長寿命な鉛蓄電池を、容易に且つ確実に設計することができる。
小リブ33の突出高さは、主リブ32よりも突出高さが低ければ特に限定されるものではないが、主リブ32の突出高さの25%以上75%以下の突出高さであることが好ましく、45%以上65%以下の突出高さであることがより好ましい。
Therefore, if the position in the width direction of the boundary line B between the
The protruding height of the
また、小リブ33の突出先端の形状は特に限定されるものではなく、セパレータ30の上下方向に直交する平面で小リブ33を切断した場合の突出先端の断面形状は、例えば、三角形、矩形、台形、五角形等の多角形でもよいが、突出先端が角部を有していないことが好ましい。すなわち、小リブ33の突出先端は、丸みを有する滑らかな形状であることが好ましく、セパレータ30の上下方向に直交する平面で小リブ33を切断した場合の突出先端の断面形状は、例えば半円形、半楕円形が好ましい。
The shape of the protruding tip of the
なお、セパレータ30の形状は特に限定されるものではなく、正極板10又は負極板20を収容可能な袋状であってもよいし、フィルム状物をU字状に折り曲げて正極板10又は負極板20を挟むことが可能な状態としたものでもよいし、複数により正極板10又は負極板20を挟むことが可能なフィルム状であってもよい。袋状のセパレータ30の内側に収容する極板は、正極板10、負極板20のいずれでもよいが、負極板20を収容する形態の方が、セパレータ30の破れを抑制する効果がより高い。
The shape of the
また、電解液の組成は特に限定されるものではなく、鉛蓄電池に使用される一般的な電解液を問題なく適用することができる。そして、鉛蓄電池の充電受入性を優れたものとするためには、電解液にはアルミニウムイオンが含有されていることが好ましく、電解液中のアルミニウムイオンの含有量は0.01モル/L以上とすることが好ましい。ただし、電解液中のアルミニウムイオンの含有量が高いと、ガスが極板群1から外部に排出されにくくなるため、電解液中のアルミニウムイオンの含有量は0.3モル/L以下とすることが好ましい。
また、電解液はナトリウムイオンを含有していてもよい。電解液中のナトリウムイオンの含有量は、0.002モル/L以上0.05モル/L以下とすることができる。
Further, the composition of the electrolytic solution is not particularly limited, and a general electrolytic solution used for a lead storage battery can be applied without any problem. In order to improve the charge acceptability of the lead storage battery, it is preferable that the electrolytic solution contains aluminum ions, and the content of aluminum ions in the electrolytic solution is 0.01 mol / L or more. Is preferable. However, if the content of aluminum ions in the electrolytic solution is high, it becomes difficult for gas to be discharged from the
Further, the electrolytic solution may contain sodium ions. The content of sodium ions in the electrolytic solution can be 0.002 mol / L or more and 0.05 mol / L or less.
〔第一実施形態の実施例〕
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
実施例1の鉛蓄電池は、図1及び図4に示す鉛蓄電池と同一の構成を有する。実施例1の鉛蓄電池の製造方法を、以下に説明する。
[Example of the first embodiment]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
(Example 1)
The lead-acid battery of Example 1 has the same configuration as the lead-acid battery shown in FIGS. 1 and 4. The method for manufacturing the lead-acid battery of Example 1 will be described below.
まず、鉛粉、水、希硫酸、及び短繊維を混合して、正極用ペーストを製造した。次に、カルシウム系鉛合金の圧延板を打ち抜いて、図3に示すような6枚の板状格子体が連結した連結体シート100を製造した。そして、連結体シート100の板状格子体の開口部に正極用ペーストを充填した後に、連結体シートをロータリーカッターにて切断し、6枚の正極充填板を得た。
First, lead powder, water, dilute sulfuric acid, and staple fibers were mixed to produce a positive electrode paste. Next, a rolled plate of a calcium-based lead alloy was punched out to produce a
板状格子体の寸法は、縦110mm、横幅100mm、厚さ1.0mmの矩形板状である。板状格子体の上縁部には、幅10mmの集電耳11が形成されている。板状格子体の上縁部において集電耳11が形成されている横幅方向位置は、板状格子体の両側縁部(縦枠)のうち集電耳11に近い方の側縁部と集電耳11の中心との間の横幅方向距離が33mmとなる位置である。集電耳11の上縁部からの突出高さは、設計中央値を17mmとし、切断時の許容差を±1mmとした。
The dimensions of the plate-shaped lattice body are a rectangular plate shape having a length of 110 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 1.0 mm. A
また、板状格子体の上縁部には、幅10mmの切り残し部12が形成されている。板状格子体の上縁部において切り残し部12が形成されている横幅方向位置は、板状格子体の両側縁部(縦枠)のうち集電耳11から遠い方の側縁部と切り残し部12の中心との間の横幅方向距離が33mmとなる位置である。切り残し部12の上縁部からの突出高さは、連結体シート100の切断時に板状格子体の上縁部に傷を付けないようにするために、1mm以上3mm以下とした。
こうして得られた正極充填板を慣用の方法で熟成、乾燥し、正極熟成板を得た。
負極板用の板状格子体は、連続鋳造法により作製した。そして、板状格子体の開口部に負極用ペーストを充填した後に慣用の方法で熟成、乾燥し、負極熟成板を得た。
Further, an
The positive electrode filling plate thus obtained was aged and dried by a conventional method to obtain a positive electrode aged plate.
The plate-shaped lattice for the negative electrode plate was produced by a continuous casting method. Then, the opening of the plate-shaped lattice was filled with the negative electrode paste, and then aged and dried by a conventional method to obtain a negative electrode aged plate.
セパレータ30は、多孔性合成樹脂製であり、厚さ0.2mmのフィルム状のベース部31と、ベース部31の表面から突出し突出高さが0.5mmである複数の主リブ32と、ベース部31の表面から突出し突出高さが0.2mmである複数の小リブ33と、を有する。また、セパレータ30は、幅110mm、長さ231mmのフィルム状物を、主リブ32及び小リブ33が形成されている側の表面が外側に向くように折り畳み、両側縁部をギヤシールすることにより袋状に成形したものである。
The
小リブ33の突出先端の形状は、角部を有しておらず丸みを有する形状である。また、複数の小リブ33が、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の突出部寄り端部30b(集電耳11との距離よりも切り残し部12との距離の方が小さい方の横幅方向端部30b)の全体に、0.5mm間隔で並んで形成されている。すなわち、複数の小リブ33が、セパレータ30の側縁部と後述する境界線Bとの間の部分に、0.5mm間隔で並んで形成されている。さらに、複数の主リブ32が、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の横幅方向中央部30a(すなわち、小リブ33が形成されていない部分)の全体に、5mm間隔で並んで形成されている。
The shape of the protruding tip of the
主リブ32のうち最も横幅方向の端部側(集電耳11との距離よりも切り残し部12との距離の方が小さい方の横幅方向端部側であり、すなわち突出部寄り端部側)に配された主リブ32が、ベース部31のうち切り残し部12に対向する部分の上に位置する。すなわち、主リブ32が形成されている横幅方向中央部30aと、小リブ33が形成されている横幅方向端部30b(突出部寄り端部30b)との境界線Bは、ベース部31のうち切り残し部12に対向する部分の上に位置する。なおかつ、主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32は、ベース部31のうち切り残し部12に対向する部分の横幅方向中央近傍に位置する。
Of the
このようなセパレータ30を介して上記正極熟成板と上記負極熟成板とを複数枚交互に積層して、極板群1を製造した。本例においては、正極熟成板を6枚、負極熟成板を7枚用いた。その際、袋状のセパレータ30の内側に1枚の負極熟成板を収容するとともに、2枚の正極熟成板でセパレータ30を挟んで、セパレータ30の主リブ32及び小リブ33が正極熟成板に対向するようにした。
そして、極板群1を電槽41内に収容し、群圧が5~10kPa程度になるようにスペーサで調整して、電圧2Vの鉛蓄電池を組み立てた。次いで、電槽41内に電解液を注液し、慣用の方法で化成を行うことにより実施例1の鉛蓄電池を得た。なお、化成により、正極熟成板及び負極熟成板が正極板10及び負極板20となる。
A plurality of the positive electrode aged plates and the negative electrode aged plates were alternately laminated via such a
Then, the
(実施例2)
実施例2の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図5に示す。主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち切り残し部12に対向する部分の最も突出部寄り端部側に位置する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Example 2)
FIG. 5 shows a main part of the
(実施例3)
実施例3の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図6に示す。主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち切り残し部12に対向する部分の最も集電耳寄り端部側に位置する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Example 3)
FIG. 6 shows a main part of the
(実施例4)
実施例4の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図7に示す。セパレータ30の上下方向に直交する平面で小リブ33を切断した場合の突出先端の断面形状が、半円形ではなく矩形であり、角部を有する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Example 4)
FIG. 7 shows a main part of the
(実施例5)
実施例5の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図8に示す。セパレータ30の上下方向に直交する平面で小リブ33を切断した場合の突出先端の断面形状が、半円形ではなく三角形であり、角部を有する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Example 5)
FIG. 8 shows a main part of the
(従来例)
従来例の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図9に示す。ベース部31の正極板10に対向する表面には主リブ32のみが形成され、小リブは形成されていない点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Conventional example)
FIG. 9 shows a main part of the
(比較例1)
比較例1の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図10に示す。ベース部31の正極板10に対向する表面には小リブ33のみが形成され、主リブ32は形成されていない点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Comparative Example 1)
FIG. 10 shows a main part of the
(比較例2)
比較例2の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図11に示す。主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち集電耳11に対向する部分に位置する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Comparative Example 2)
FIG. 11 shows a main part of the
(比較例3)
比較例3の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図12に示す。主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち集電耳11に対向する部分と切り残し部12に対向する部分との間の横幅方向位置に位置する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Comparative Example 3)
FIG. 12 shows a main part of the
(比較例4)
比較例4の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図13に示す。主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち正極板10に対向する部分の最も突出部寄り端部側に位置する点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。図13に示すように、ベース部31のうち正極板10に対向する部分には小リブ33は形成されておらず、ベース部31のうち正極板10に対向する部分よりも突出部寄り端部側のみに小リブ33が形成されている
(Comparative Example 4)
FIG. 13 shows a main part of the
(比較例5)
比較例5の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図14に示す。セパレータ30の突出部寄り端部30bに小リブが形成されておらず、ベース部31には主リブ32しか形成されていない点以外は、実施例1と全く同様であるので、その他の説明については省略する。
(Comparative Example 5)
FIG. 14 shows a main part of the
(比較例6)
比較例6の鉛蓄電池が有する極板群1の要部を、図15に示す。主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が、ベース部31のうち集電耳11に対向する部分と切り残し部12に対向する部分との間の横幅方向位置に位置する点以外は、実施例1と全く同様である。また、比較例3と比べると、主リブ32のうち最も突出部寄り端部側に配された主リブ32が位置する横幅方向位置が、切り残し部12に近い。これ以外には異なる点は無いので、その他の説明については省略する。
(Comparative Example 6)
FIG. 15 shows a main part of the
これらの鉛蓄電池について、JIS D5301に規定された軽負荷寿命試験に類似する方法により、寿命試験を行った。寿命試験の詳細な方法を以下に説明する。
75℃の雰囲気下において、鉛蓄電池を25Aで2分間放電し、引き続き14.8V(最大電流25A)で10分間充電する。このような工程を1サイクルとし、このサイクルを480回繰り返す。そして、1サイクル終了する毎に鉛蓄電池を25℃の雰囲気中に56時間放置し、放置後に280Aで5秒間連続放電を行い、放電5秒目の電圧を測定する。上記サイクルを480回繰り返す間に、放電5秒目の放電電圧が7.2Vに低下したら、寿命に到達したと判断し、それまでのサイクル数を寿命サイクル数とする。
These lead-acid batteries were subjected to a life test by a method similar to the light load life test specified in JIS D5301. The detailed method of the life test will be described below.
In an atmosphere of 75 ° C., the lead-acid battery is discharged at 25 A for 2 minutes and then charged at 14.8 V (maximum current 25 A) for 10 minutes. Such a process is regarded as one cycle, and this cycle is repeated 480 times. Then, after each cycle, the lead-acid battery is left in an atmosphere of 25 ° C. for 56 hours, and after being left to stand, it is continuously discharged at 280 A for 5 seconds, and the voltage at the 5th second of discharge is measured. If the discharge voltage at the 5th second of discharge drops to 7.2V while repeating the above cycle 480 times, it is determined that the life has been reached, and the number of cycles up to that point is defined as the number of life cycles.
なお、寿命試験中に電解液中の水分が減少するので、鉛蓄電池に適宜精製水を補給する。また、寿命試験は、1種の鉛蓄電池あたり2個の鉛蓄電池について実施し、1個の鉛蓄電池については寿命到達まで試験を継続した後に解体調査を行い、もう1個の鉛蓄電池については従来例の鉛蓄電池の寿命サイクル数まで試験を継続した後に解体調査を行った。従来例の鉛蓄電池よりも短寿命であった場合は、そのまま解体調査を行った。 Since the water content in the electrolytic solution decreases during the life test, purified water is appropriately replenished to the lead storage battery. In addition, the life test is carried out for two lead-acid batteries per type of lead-acid battery, one lead-acid battery is disassembled after the test is continued until the end of its life, and the other lead-acid battery is conventional. A dismantling survey was conducted after continuing the test until the life cycle of the lead-acid battery in the example. If the life of the lead-acid battery was shorter than that of the conventional lead-acid battery, the dismantling survey was conducted as it was.
寿命試験の結果を図16のグラフに示す。図16のグラフ中の寿命サイクル数の数値は、従来例の寿命サイクル数を100とした場合の相対値で示してある。
図16のグラフから、実施例1~3の鉛蓄電池は、従来例及び比較例1~6の鉛蓄電池に比べて長寿命であることが分かる。
The results of the life test are shown in the graph of FIG. The numerical value of the number of life cycles in the graph of FIG. 16 is shown as a relative value when the number of life cycles of the conventional example is 100.
From the graph of FIG. 16, it can be seen that the lead-acid batteries of Examples 1 to 3 have a longer life than the lead-acid batteries of the conventional example and Comparative Examples 1 to 6.
また、実施例1~3の鉛蓄電池について、従来例の寿命サイクル数と同サイクル数にて解体調査を行ったところ、実施例1~3及び従来例のいずれも正極板に伸びが生じており、特に、切り残し部から正極板の突出部寄り端部までの部分(以下「正極板の端部」と記す)が大きく反り曲がっていた。従来例の鉛蓄電池では、伸びて反り曲がった正極板の端部がセパレータの主リブを圧迫し引っ張ったことにより、セパレータが破れ、短絡が生じていた。 Further, when the lead-acid batteries of Examples 1 to 3 were disassembled and investigated with the same number of life cycles as those of the conventional example, the positive electrode plate was elongated in both Examples 1 to 3 and the conventional example. In particular, the portion from the uncut portion to the end portion near the protruding portion of the positive electrode plate (hereinafter referred to as "the end portion of the positive electrode plate") was greatly warped. In the conventional lead-acid battery, the end of the stretched and bent positive electrode plate presses and pulls on the main rib of the separator, so that the separator is torn and a short circuit occurs.
これに対して、実施例1~3の鉛蓄電池では、主リブと小リブの突出高さの差分だけ、セパレータを圧迫するまでの正極板の反り曲がり量に余裕があるため、同サイクル数における比較ではセパレータの破れは起きておらず、短絡はみられなかった。また、反り曲がった正極板の端部は小リブに接触していたが、セパレータが強く引っ張られたような形跡は無かった。 On the other hand, in the lead-acid batteries of Examples 1 to 3, there is a margin in the amount of warpage of the positive electrode plate until the separator is pressed by the difference in the protruding height between the main rib and the small rib, so that the number of cycles is the same. In comparison, the separator was not torn and no short circuit was observed. In addition, the end of the bent positive electrode plate was in contact with the small ribs, but there was no evidence that the separator was strongly pulled.
比較例1~3の鉛蓄電池は、従来例の鉛蓄電池よりも短寿命となった。寿命到達時点で解体調査を行うと、比較例1の鉛蓄電池については、セパレータの酸化劣化による破れ、短絡が確認できた。これは、主リブを備えず小リブのみを備えているため、正極板とセパレータのベース部との間の距離が近く、正極板周辺の酸化雰囲気によって酸化劣化しやすかったためと考えられる。 The lead-acid batteries of Comparative Examples 1 to 3 had a shorter life than the lead-acid batteries of the conventional example. When a dismantling survey was conducted at the end of the life, it was confirmed that the lead-acid battery of Comparative Example 1 was torn and short-circuited due to oxidative deterioration of the separator. It is probable that this is because the distance between the positive electrode plate and the base portion of the separator is short because the main rib is not provided and only the small rib is provided, and the oxidation deterioration is likely to occur due to the oxidizing atmosphere around the positive electrode plate.
比較例2、3の鉛蓄電池については、小リブが形成されている部分のセパレータが酸化劣化し、短寿命の原因となっていた。これは、比較例2、3の鉛蓄電池は主リブを備えているものの、主リブが形成されている範囲は狭く、小リブが形成されている部分のセパレータのベース部と正極板との間の距離が適正な距離に維持されにくいため、酸化劣化の抑制効果が小さいと考えられる。 In the lead-acid batteries of Comparative Examples 2 and 3, the separator in the portion where the small ribs were formed was oxidatively deteriorated, which caused a short life. This is because the lead-acid batteries of Comparative Examples 2 and 3 have a main rib, but the range in which the main rib is formed is narrow, and between the base portion of the separator and the positive electrode plate in the portion where the small rib is formed. Since it is difficult to maintain the proper distance, it is considered that the effect of suppressing oxidative deterioration is small.
比較例6の鉛蓄電池は、従来例の鉛蓄電池と比較してやや長寿命となった。比較例6の鉛蓄電池について、従来例の寿命サイクル数と同サイクル数にて解体調査を行ったところ、従来例の鉛蓄電池と同程度の反り曲がりが正極板に生じていたが、セパレータのベース部のうち正極板の端部に対向する部分に小リブが形成されているため、セパレータが正極板の端部に圧迫されず破れには至っていなかった。ただし、主リブが形成されている範囲は狭く、小リブが形成されている部分のセパレータのベース部と正極板との間の距離が適正な距離に維持されにくいため、比較例2、3の鉛蓄電池ほどではないものの、セパレータの表面の酸化劣化が進行していた。 The lead-acid battery of Comparative Example 6 has a slightly longer life than that of the conventional lead-acid battery. When the lead-acid battery of Comparative Example 6 was disassembled at the same number of life cycles as the conventional example, the positive electrode plate was warped to the same extent as the lead-acid battery of the conventional example, but the base of the separator was used. Since the small ribs were formed in the portion of the portion facing the end portion of the positive electrode plate, the separator was not pressed against the end portion of the positive electrode plate and was not torn. However, since the range in which the main ribs are formed is narrow and it is difficult to maintain the distance between the base portion of the separator and the positive electrode plate in the portion where the small ribs are formed, it is difficult to maintain an appropriate distance. Although not as much as lead-acid batteries, oxidative deterioration of the surface of the separator was progressing.
比較例4の鉛蓄電池は、従来例の鉛蓄電池と比較してやや長寿命となった。比較例4の鉛蓄電池について、従来例の寿命サイクル数と同サイクル数にて解体調査を行ったところ、従来例の鉛蓄電池と同様に、反り曲がった正極板がセパレータの主リブを圧迫していることが確認された。ただし、従来例の鉛蓄電池とは異なり、反り曲がり量が最も大きい正極板の端部に当接するのは小リブであるため、セパレータに作用する圧迫が比較的弱くなり、セパレータが破れるまでの時間をやや遅延できたものと考えられる。 The lead-acid battery of Comparative Example 4 has a slightly longer life than that of the conventional lead-acid battery. When the lead-acid battery of Comparative Example 4 was disassembled at the same number of life cycles as the conventional example, the curved positive electrode plate pressed the main rib of the separator as in the conventional lead-acid battery. It was confirmed that there was. However, unlike the conventional lead-acid battery, the small ribs come into contact with the end of the positive electrode plate, which has the largest amount of warpage, so the pressure acting on the separator is relatively weak, and the time until the separator breaks. It is probable that it was possible to delay a little.
実施例4及び実施例5の鉛蓄電池は、実施例1~3の鉛蓄電池と比べると若干短寿命ではあるものの、従来例の鉛蓄電池と比べると長寿命であった。実施例4及び実施例5の鉛蓄電池について、従来例の寿命サイクル数と同サイクル数にて解体調査を行ったところ、実施例1~3の鉛蓄電池と同様に、主リブと小リブの突出高さの差分だけ、セパレータを圧迫するまでの正極板の反り曲がり量に余裕があるため、正極板の端部が小リブを圧迫しておらず、セパレータの破れは生じていなかった。 The lead-acid batteries of Examples 4 and 5 had a slightly shorter life than the lead-acid batteries of Examples 1 to 3, but had a longer life than the conventional lead-acid batteries. When the lead-acid batteries of Examples 4 and 5 were disassembled and investigated with the same number of life cycles as those of the conventional example, the main ribs and the small ribs protruded as in the lead-acid batteries of Examples 1 to 3. Since there was a margin in the amount of bending of the positive electrode plate until the separator was pressed by the difference in height, the end of the positive electrode plate did not press the small ribs, and the separator was not torn.
ただし、反り曲がった正極板の端部の縁が小リブに引っかかり、セパレータを引っ張り始めていた。一方で、実施例1~3の鉛蓄電池では、反り曲がった正極板の端部の縁は、小リブに接触していたが引っかかってはいなかった。これは、実施例1~3の鉛蓄電池では、小リブの突出先端の形状が角部を有しない形状であるため、正極板の端部の縁が小リブに引っかかり難かったものと考えられ、これが実施例1~3と実施例4、5との寿命差の要因になったと考えられる。 However, the edge of the curved positive electrode plate was caught by the small rib and started to pull the separator. On the other hand, in the lead-acid batteries of Examples 1 to 3, the edge of the curved positive electrode plate was in contact with the small rib but was not caught. It is considered that this is because the lead-acid batteries of Examples 1 to 3 have a shape in which the protruding tip of the small rib does not have a corner portion, so that the edge of the end portion of the positive electrode plate is not easily caught by the small rib. It is considered that this caused the difference in life between Examples 1 to 3 and Examples 4 and 5.
比較例5の鉛蓄電池は、従来例の鉛蓄電池と比較してやや短寿命となった。比較例5の鉛蓄電池について、その寿命サイクル数にて解体調査を行ったところ、セパレータのベース部の酸化劣化が進行し、破れが生じていた。これは、セパレータのベース部のうち正極板の端部に対向する部分に小リブが形成されていないため、セパレータのベース部と正極板の端部との接触が生じやすくなったためと考えられる。例えば、電解液の対流やガスの流動によってセパレータが揺らぐと、セパレータのベース部と正極板の端部とが接触する機会が増えるため、従来例の鉛蓄電池よりもセパレータの酸化劣化が進みやすい。 The lead-acid battery of Comparative Example 5 has a slightly shorter life than that of the conventional lead-acid battery. When the lead-acid battery of Comparative Example 5 was disassembled based on the number of life cycles thereof, oxidative deterioration of the base portion of the separator progressed and tearing occurred. It is considered that this is because the small ribs are not formed in the portion of the base portion of the separator facing the end portion of the positive electrode plate, so that the contact between the base portion of the separator and the end portion of the positive electrode plate is likely to occur. For example, when the separator fluctuates due to the convection of the electrolytic solution or the flow of gas, the chances of contact between the base portion of the separator and the end portion of the positive electrode plate increase, so that the oxidative deterioration of the separator is more likely to proceed than in the conventional lead-acid battery.
〔第二実施形態〕
本発明の第二実施形態に係る鉛蓄電池の構造について、図17を参照しながら詳細に説明する。図17の(a)は、第二実施形態に係る鉛蓄電池が有するセパレータの平面図であり、(b)は(a)のX矢視図であり、(c)は(a)のY矢視図である。第二実施形態に係る鉛蓄電池の構造は、第一実施形態に係る鉛蓄電池とほぼ同一であるので、同一の部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
[Second Embodiment]
The structure of the lead storage battery according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 17A is a plan view of a separator included in the lead storage battery according to the second embodiment, FIG. 17B is a view taken along the line X arrow of FIG. 17A, and FIG. 17C is a view taken along the line Y arrow of FIG. 17A. It is a visual view. Since the structure of the lead-acid battery according to the second embodiment is almost the same as that of the lead-acid battery according to the first embodiment, the description of the same part will be omitted and only the different parts will be described.
図17の(a)に示すように、複数の小リブ33が、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の横幅方向両端部30b、30bの全体に、並んで形成されている。また、図17の(a)に示すように、複数の主リブ32が、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の横幅方向中央部30aの全体に、並んで形成されている。そして、図17の(a)に示すように、隣接する小リブ33同士の間の横幅方向の距離(以下、「小リブのピッチ」と記すこともある)よりも、隣接する主リブ32同士の間の横幅方向の距離(以下、「主リブのピッチ」と記すこともある)の方が大きく形成されている。
As shown in FIG. 17A, a plurality of
主リブのピッチが大きい方が、電解液の上下移動が生じやすい。また、小リブのピッチが小さいほどセパレータ30が曲がりにくいので、正極板10とセパレータ30のベース部31との接触が生じにくくなる。ただし、電解液の上下移動は生じにくくなる。セパレータ30が曲がりにくくするためには、小リブのピッチは小さいほど好ましく、正極板10や負極板20の厚さよりも小さい方が好ましい。
The larger the pitch of the main ribs, the more likely it is that the electrolytic solution will move up and down. Further, as the pitch of the small ribs is smaller, the
また、小リブのピッチ及び主リブのピッチが上記のような構成であれば、正極板10の四隅がセパレータ30に向かって湾曲して正極板10がお椀状に変形する場合であっても、正極板10の四隅が小リブ33を圧迫してセパレータ30のベース部31を引き裂くことを防止することができる。
Further, if the pitch of the small ribs and the pitch of the main ribs are configured as described above, even if the four corners of the
なお、第二実施形態に係る鉛蓄電池においては、隣接する小リブ33同士の間の横幅方向の距離は全て同一であるが、横幅方向端部30bに形成された小リブ33のうち、横幅方向の中央側に配された小リブ33と、横幅方向の外縁側に配された小リブ33とで、隣接する小リブ33同士の間の横幅方向の距離が異なるようにしてもよい。横幅方向の中央側の小リブ33の前記距離よりも横幅方向の外縁側の小リブ33の前記距離の方を小さくすると、正極板10の四隅が小リブ33を圧迫しても、セパレータ30のベース部31がより引き裂かれにくくなる。
In the lead storage battery according to the second embodiment, the distances in the lateral width direction between the adjacent
また、主リブ32の突出高さは、セパレータ30の上下方向全体にわたって一定であってもよいが、一定でなくてもよい。例えば、図17の(b)に示すように、主リブ32は、セパレータ30の上下方向の中央部は高くセパレータ30の上下方向の両端部は低い形状であってもよい。図17の(b)のように、X矢視図における主リブ32の突出先端の形状を、お椀状に変形した正極板10に沿う形状とすれば、変形した正極板10により主リブ32が圧迫されることを抑制することができる。
Further, the protruding height of the
さらに、主リブ32の突出高さは、全ての主リブ32において同一であってもよいが、同一でなくてもよい。例えば、図17の(c)に示すように、複数の主リブ32のうちセパレータ30の横幅方向の中央側に配された主リブ32は突出高さが高く、セパレータ30の横幅方向の端部側に配された主リブ32は突出高さが低くてもよい。図17の(c)のように、各主リブ32の突出高さを、お椀状に変形した正極板10に沿うように設定すれば、変形した正極板10により主リブ32が圧迫されることを抑制することができる。なお、Y矢視図において、複数の主リブ32の突出先端を結んだ線の形状は、図17の(c)のように台形状であってもよいが、楕円、二次曲線、双曲線等の曲線状であってもよい。
Further, the protruding height of the
さらに、小リブ33は、図17の(a)、(c)に示すように、セパレータ30の横幅方向両端部30b、30bに形成されていてもよいが、セパレータ30の横幅方向両端部30b、30bのうち一方のみに形成されていてもよい。一方のみに形成される場合、小リブ33が形成される横幅方向端部30bは、集電耳11との距離よりも切り残し部12との距離の方が小さい方の横幅方向端部30b(すなわち突出部寄り端部)である。
Further, as shown in FIGS. 17A and 17, the
〔第三実施形態〕
本発明の第三実施形態に係る鉛蓄電池の構造について、図18を参照しながら詳細に説明する。図18は、第三実施形態に係る鉛蓄電池が有するセパレータの平面図である。第三実施形態に係る鉛蓄電池の構造は、第一実施形態に係る鉛蓄電池とほぼ同一であるので、同一の部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
[Third Embodiment]
The structure of the lead storage battery according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 18 is a plan view of the separator included in the lead storage battery according to the third embodiment. Since the structure of the lead-acid battery according to the third embodiment is almost the same as that of the lead-acid battery according to the first embodiment, the description of the same part will be omitted and only the different parts will be described.
第一、第二実施形態に係る鉛蓄電池においては、小リブ33は、セパレータ30の上下方向に沿って連続する直線状をなしていたが、第三実施形態に係る鉛蓄電池においては、楕円、二次曲線、双曲線等の曲線状をなしている。詳述すると、図18に示すように、小リブ33のうち、集電耳11と対角をなす位置のベース部31の隅部に形成されている部分は、セパレータ30の上下方向に対して交差し且つ前記隅部に向かう方向に沿って連続する線状をなしている。
In the lead-acid battery according to the first and second embodiments, the
このような構成であれば、正極板10の四隅がセパレータ30に向かって湾曲して正極板10がお椀状に変形し小リブ33に当接した後に、湾曲した正極板10の四隅が元に戻る方向に変形したとしても(すなわち、平板状に近づく方向に変形したとしても)、正極板10の隅部が変形する方向と小リブ33が連続する方向とがほぼ同一であるため、正極板10の隅部が小リブ33に引っかかりにくい。そのため、正極板10の隅部が小リブ33を圧迫してセパレータ30のベース部31を引き裂くことを防止することができる。
In such a configuration, the four corners of the
正極板10の四隅のうち集電耳11と対角をなす位置の隅部は最も変形しやすいため、小リブ33のうち、少なくとも集電耳11と対角をなす位置のベース部31の隅部に形成されている部分は、上記のような曲線状であることが好ましいが、図18に示すように、他の3つの隅部も同様に曲線状であってもよい。
Of the four corners of the
また、小リブ33は、図18に示すように曲線状をなしていてもよいが、集電耳11と対角をなす位置のベース部31の隅部に形成されている部分が、セパレータ30の上下方向に対して交差し且つ前記隅部に向かう方向に沿って連続する線状をなしていれば、直線状をなしていてもよい。
さらに、小リブ33が曲線状をなしている場合は、小リブ33の湾曲の中心は、集電耳11とそれに対角をなす位置のベース部31の隅部とを結ぶ直線上に位置することが好ましい。
Further, the
Further, when the
さらに、正極板10の湾曲の中心(すなわち、お椀状に変形した正極板10の凸面の頂点)は、セパレータ30の中心よりも下側に位置することが好ましい。このような構成であれば、ガスの気泡の出口となるセパレータ30の上下方向中央よりも上方側部分の湾曲度合いは小さいと言えるので、極板群1内にガスが滞留しにくい。
Further, it is preferable that the center of the curve of the positive electrode plate 10 (that is, the apex of the convex surface of the
すなわち、ガスの気泡が極板群1から外部に排出される際の出口となる部分である、正極板10の上下方向中央よりも上方側部分の湾曲度合いが小さければ、ガスは極板群1内に滞留しにくく排出されやすいので、鉛蓄電池の内部抵抗の上昇が抑制される。化成後の正極板10のうち、上下方向中央よりも上方側部分の平面度が4.0mm以下であれば、鉛蓄電池の内部抵抗の上昇が抑制されるという効果が奏される。
That is, if the degree of curvature of the portion above the vertical center of the
なお、第一、第二、第三実施形態に係る鉛蓄電池においては、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の横幅方向端部に小リブ33を形成したが、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の上下方向端部にも、セパレータ30の上下方向に沿って連続する線状をなす小リブ33を形成してもよい。正極板10に横幅方向の反りだけでなく上下方向の反りも生じる場合(すなわち、正極板10がお椀状に湾曲する場合)には、ベース部31の正極板10に対向する表面のうちセパレータ30の上下方向端部にも小リブ33を形成した方が、正極板10が小リブ33を圧迫してセパレータ30のベース部31を引き裂くことをより防止することができる。
In the lead-acid battery according to the first, second, and third embodiments, the
1 極板群
10 正極板
11 集電耳
12 突出部
20 負極板
30 セパレータ
30a 横幅方向中央部
30b 横幅方向端部(突出部寄り端部、集電耳寄り端部)
31 ベース部
32 主リブ
33 小リブ
1
31
Claims (5)
前記正極板の上縁部には、前記正極板の上方に向かって突出する集電耳と、前記正極板の上方に向かって突出し且つ突出高さが前記集電耳よりも低い突出部とが、前記セパレータの横幅方向に間隔を空けて形成されており、
前記突出部の突出先端の形状は、前記突出部の一方の表面側よりも他方の表面側の方が、前記突出部の前記上縁部からの突出高さが高い形状であり、
前記セパレータは、フィルム状のベース部と、前記ベース部の前記正極板に対向する表面から突出し前記正極板に接する複数の主リブと、前記ベース部の前記正極板に対向する表面から突出し前記主リブよりも突出高さが低い複数の小リブと、を有し、
前記主リブは、前記セパレータの上下方向に沿って連続する線状をなして、前記ベース部の前記正極板に対向する表面のうち前記セパレータの横幅方向中央部に形成されており、
前記小リブは、前記セパレータの上下方向に沿って連続する線状をなして、前記ベース部の前記正極板に対向する表面のうち前記セパレータの横幅方向端部に形成されており、前記小リブが形成されている前記横幅方向端部は、前記集電耳との距離よりも前記突出部との距離の方が小さい方の横幅方向端部であり、
前記主リブのうち、最も前記横幅方向の端部側に配された前記主リブが、前記ベース部のうち前記突出部に対向する部分の上に位置する鉛蓄電池。 A lead-acid battery including a group of electrode plates in which a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates are alternately laminated via a separator.
On the upper edge portion of the positive electrode plate, a current collecting ear protruding upward from the positive electrode plate and a protruding portion protruding upward from the positive electrode plate and having a protruding height lower than that of the current collecting ear are provided. It is formed at intervals in the width direction of the separator.
The shape of the protruding tip of the protruding portion is such that the protruding height of the protruding portion from the upper edge portion of the protruding portion is higher on the other surface side than on the one surface side of the protruding portion.
The separator has a film-shaped base portion, a plurality of main ribs protruding from the surface of the base portion facing the positive electrode plate and in contact with the positive electrode plate, and the main ribs protruding from the surface of the base portion facing the positive electrode plate. With multiple small ribs, which have a lower protrusion height than the ribs,
The main rib is formed in a continuous linear shape along the vertical direction of the separator, and is formed in the central portion in the lateral width direction of the surface of the base portion facing the positive electrode plate.
The small ribs form a continuous line along the vertical direction of the separator and are formed on the lateral end portion of the separator on the surface of the base portion facing the positive electrode plate. The widthwise end portion in which is formed is the widthwise end portion having a smaller distance from the protruding portion than the distance from the current collector ear.
A lead-acid battery in which the main ribs arranged on the end side in the width direction of the main ribs are located on a portion of the base portion facing the protruding portion.
前記小リブのうち、前記ベース部の4つの隅部に形成されている部分は、前記セパレータの上下方向に対して交差し且つ前記隅部に向かう方向に沿って連続する線状をなしている請求項1~3のいずれか一項に記載の鉛蓄電池。 Of the small ribs, the portions formed at the four corners of the base portion intersect with each other in the vertical direction of the separator and form a continuous linear shape along the direction toward the corners. The lead storage battery according to any one of claims 1 to 3.
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