JP7523452B2 - Electrode, lead-acid battery, current collector, and method for manufacturing current collector - Google Patents
Electrode, lead-acid battery, current collector, and method for manufacturing current collector Download PDFInfo
- Publication number
- JP7523452B2 JP7523452B2 JP2021546121A JP2021546121A JP7523452B2 JP 7523452 B2 JP7523452 B2 JP 7523452B2 JP 2021546121 A JP2021546121 A JP 2021546121A JP 2021546121 A JP2021546121 A JP 2021546121A JP 7523452 B2 JP7523452 B2 JP 7523452B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- cylindrical body
- electrode
- cylindrical
- elongated shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 25
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 21
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 9
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 33
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 16
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 150000008054 sulfonate salts Chemical class 0.000 description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- SAPGTCDSBGMXCD-UHFFFAOYSA-N (2-chlorophenyl)-(4-fluorophenyl)-pyrimidin-5-ylmethanol Chemical compound C=1N=CN=CC=1C(C=1C(=CC=CC=1)Cl)(O)C1=CC=C(F)C=C1 SAPGTCDSBGMXCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWIAAIUASRVOIA-UHFFFAOYSA-N 2-aminonaphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(S(O)(=O)=O)C(N)=CC=C21 GWIAAIUASRVOIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAJAQTYSTDTMCU-UHFFFAOYSA-N 3-aminobenzenesulfonic acid Chemical compound NC1=CC=CC(S(O)(=O)=O)=C1 ZAJAQTYSTDTMCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000009506 drug dissolution testing Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/76—Containers for holding the active material, e.g. tubes, capsules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明の一側面は、電極、鉛蓄電池、集電体及び集電体の製造方法に関する。 One aspect of the present invention relates to electrodes, lead-acid batteries, current collectors and methods for manufacturing current collectors.
鉛蓄電池は、産業用又は民生用の二次電池として広く用いられており、特に、電気車用鉛蓄電池(いわゆるバッテリー)、又は、UPS(Uninterruptible Power Supply)、防災(非常)無線、電話等のバックアップ用鉛蓄電池の需要が多い。Lead-acid batteries are widely used as secondary batteries for industrial and consumer use, and there is particularly high demand for them as lead-acid batteries (so-called batteries) for electric vehicles, and as backup lead-acid batteries for UPS (Uninterruptible Power Supply), disaster prevention (emergency) radios, telephones, etc.
鉛蓄電池は、複数の電極を含む電極群と、電極群を収容する電槽と、を具備する。電極は、筒状体と、筒状体に挿入され棒状を呈する集電体(芯金)と、筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、筒状体の一端部を封止する封止部材(下部連座)と、を備える(例えば、特許文献1参照)。The lead-acid battery comprises an electrode group including a plurality of electrodes, and a battery case that contains the electrode group. The electrode comprises a cylindrical body, a rod-shaped current collector (core metal) inserted into the cylindrical body, an electrode material including an active material filled inside the cylindrical body, and a sealing member (lower seat) that seals one end of the cylindrical body (see, for example, Patent Document 1).
上述したような電極では、棒状の集電体の一端部が封止部材に嵌入される場合がある。この場合、例えば様々な環境下での使用を考慮し、封止部材と集電体との嵌合性を向上させることが求められる。In the above-mentioned electrodes, one end of the rod-shaped current collector may be fitted into the sealing member. In such cases, it is necessary to improve the fit between the sealing member and the current collector, for example, taking into account use in various environments.
本発明の一側面は、封止部材と集電体との嵌合性を向上することが可能な電極及び鉛蓄電池を提供することを目的とする。One aspect of the present invention aims to provide an electrode and a lead-acid battery that can improve the fit between a sealing member and a current collector.
本発明の一側面に係る電極は、筒状体と、筒状体に挿入され棒状を呈する集電体と、筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、筒状体の一端部を封止する封止部材と、を備えた電極であって、封止部材は、集電体の一端部が嵌入された筒状の本体部を有し、集電体の一端部側の端面は、長手方向を有する長尺形状を呈し、集電体の一端部において長尺形状の長手方向の一方側及び他方側は、本体部の筒孔の内面にめり込んでいる。 An electrode according to one aspect of the present invention comprises a cylindrical body, a rod-shaped current collector inserted into the cylindrical body, an electrode material containing an active material filled inside the cylindrical body, and a sealing member that seals one end of the cylindrical body, the sealing member having a cylindrical main body into which one end of the current collector is fitted, the end face of the one end side of the current collector having an elongated shape with a longitudinal direction, and one and the other longitudinal sides of the elongated shape at one end of the current collector are recessed into the inner surface of the cylindrical hole of the main body.
この電極では、集電体の一端部側の端面は、長尺形状を呈している。そして、集電体の一端部は、当該長尺形状の長手方向の一方側及び他方側が、本体部の筒孔の内面にめり込んでいる。よって、集電体の一端部を、本体部の筒孔に強固に嵌めることができる。封止部材と集電体との嵌合性を向上することが可能となる。In this electrode, the end face on one end side of the current collector has an elongated shape. One side and the other side of the elongated shape of one end of the current collector are embedded into the inner surface of the tubular hole of the main body part. This allows the one end of the current collector to be firmly fitted into the tubular hole of the main body part. This makes it possible to improve the fit between the sealing member and the current collector.
本発明の一側面に係る電極は、本体部の筒孔は、円形孔を含み、集電体の長尺形状は、円形孔としての筒孔の径よりも大きい長径を有する長円形状、扁平円形状又は楕円形状であってもよい。この構成によれば、集電体の一端部を筒孔の内面に効果的にめり込ませ、封止部材と集電体との嵌合性の向上を効果的に実現できる。In an electrode according to one aspect of the present invention, the cylindrical hole of the main body portion may include a circular hole, and the long shape of the current collector may be an oval shape, a flattened circular shape, or an elliptical shape having a major axis larger than the diameter of the cylindrical hole as a circular hole. With this configuration, one end of the current collector can be effectively embedded into the inner surface of the cylindrical hole, effectively improving the fit between the sealing member and the current collector.
本発明の一側面に係る電極は、集電体の少なくとも他端部の断面は、円形状を呈していてもよい。この場合、仮に集電体の腐食が進んだとしても、集電体の少なくとも他端部では、局所的に細くなる部分が形成され難くなる。よって、集電体の折損を抑制することが可能となる。またこの場合、筒状体の内部において集電体の少なくとも他端部の周辺では、活物質が均等に使われ易くなる。よって、集電性を向上することが可能となる。 In an electrode according to one aspect of the present invention, at least the other end of the current collector may have a circular cross section. In this case, even if corrosion of the current collector progresses, at least the other end of the current collector is less likely to form a locally thin portion. This makes it possible to suppress breakage of the current collector. Also in this case, the active material is more likely to be used evenly inside the cylindrical body, at least around the other end of the current collector. This makes it possible to improve current collection properties.
本発明の一側面に係る電極は、筒状体は、円筒状を呈していてもよい。この場合、筒状体の内部において活物質が均等に使われ易くなるため、集電性を向上することが可能となる。In one aspect of the electrode of the present invention, the cylindrical body may have a cylindrical shape. In this case, the active material is more likely to be used evenly inside the cylindrical body, which makes it possible to improve current collection.
本発明の一側面に係る電極は、筒孔の軸方向から見て、筒孔の内面において筒孔に嵌入された集電体の長尺形状の短手方向における一方側、他方側、もしくは両側には、当該内面から張り出す張り出し部が設けられていてもよい。この場合、張り出し部により、当該短手方向において集電体と筒孔の内面との間に隙間が形成されるのを抑制することが可能となる。 In an electrode according to one aspect of the present invention, when viewed from the axial direction of the tubular hole, a protruding portion that protrudes from the inner surface may be provided on one side, the other side, or both sides in the short side direction of the elongated shape of the current collector inserted in the tubular hole on the inner surface of the tubular hole. In this case, the protruding portion makes it possible to prevent the formation of a gap between the current collector and the inner surface of the tubular hole in the short side direction.
本発明の一側面に係る鉛蓄電池は、上記電極を備える。この鉛蓄電池においても、上記電極を備えることから、封止部材と集電体との嵌合性を向上できるという上記効果が奏される。A lead-acid battery according to one aspect of the present invention is provided with the above-mentioned electrodes. This lead-acid battery also has the above-mentioned effect of improving the fit between the sealing member and the current collector.
本発明の一側面に係る集電体は、筒状体と、筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、筒状体の一端部を封止する封止部材と、を備えた電極において、筒状体に挿入される棒状の集電体であって、一端部側の端面は、長手方向を有する長尺形状を呈する。この集電体によれは、例えば一端部が封止部材に嵌入される場合に、一端部の当該長尺形状の長手方向の一方側及び他方側を封止部材にめり込ませることで、一端部を封止部材に強固に嵌めることが可能となる。封止部材と集電体との嵌合性を向上することが可能となる。 The current collector according to one aspect of the present invention is a rod-shaped current collector inserted into a cylindrical body in an electrode comprising an electrode material containing an active material filled inside the cylindrical body, and a sealing member that seals one end of the cylindrical body, and the end face on the one end side has an elongated shape with a longitudinal direction. With this current collector, for example, when one end is fitted into the sealing member, it is possible to firmly fit the one end into the sealing member by embedding one side and the other side of the longitudinal direction of the elongated shape of the one end into the sealing member. This makes it possible to improve the fit between the sealing member and the current collector.
本発明の一側面に係る集電体では、長尺形状は、長円形状、扁平円形状又は楕円形状であってもよい。この場合、例えば集電体の一端部が封止部材に嵌入される場合に、その一端部を封止部材に効果的にめり込ませることが可能となり、封止部材と集電体との嵌合性の向上を効果的に実現することが可能となる。In the current collector according to one aspect of the present invention, the elongated shape may be an oval shape, a flattened circular shape, or an elliptical shape. In this case, for example, when one end of the current collector is fitted into a sealing member, the one end can be effectively embedded into the sealing member, and it is possible to effectively improve the fit between the sealing member and the current collector.
本発明の一側面に係る集電体では、少なくとも他端部の断面は、円形状を呈していてもよい。この場合、仮に集電体の腐食が進んだとしても、集電体の少なくとも他端部では、局所的に細くなる部分が形成され難くなる。よって、集電体の折損を抑制することが可能となる。またこの場合、筒状体の内部において集電体の少なくとも他端部の周辺では、活物質が均等に使われ易くなる。よって、集電性を向上することが可能となる。In the current collector according to one aspect of the present invention, at least the other end may have a circular cross section. In this case, even if corrosion of the current collector progresses, at least the other end of the current collector is less likely to form a locally thin portion. This makes it possible to suppress breakage of the current collector. Also, in this case, the active material is more likely to be used evenly inside the cylindrical body, at least around the other end of the current collector. This makes it possible to improve current collection properties.
本発明の一側面に係る集電体の製造方法は、上記集電体を製造する方法であって、上記集電体を構成する棒状部材を切断する切断工程と、切断した棒状部材の一端部側の端面を、長尺形状を呈するように成形する成形工程と、を備える。この製造方法で製造された集電体によれば、集電体の一端部を封止部材に強固に嵌めることが可能となり、封止部材と集電体との嵌合性を向上することが可能となる。A method for producing a current collector according to one aspect of the present invention is a method for producing the current collector, and includes a cutting step of cutting a rod-shaped member constituting the current collector, and a shaping step of shaping an end face on one end side of the cut rod-shaped member so as to have an elongated shape. With a current collector produced by this manufacturing method, it is possible to firmly fit one end of the current collector into a sealing member, and it is possible to improve the fit between the sealing member and the current collector.
本発明の一側面に係る集電体の製造方法では、成形工程は、切断工程により棒状部材を切断する際に、その切断に要される力を利用して、棒状部材の一端部側の端面を成形してもよい。この場合、集電体の一端部側の端面における長尺形状を、簡易且つ効率的に実現できる。In the method for producing a current collector according to one aspect of the present invention, the forming step may form the end face on one end side of the rod-shaped member by utilizing the force required for cutting the rod-shaped member in the cutting step. In this case, the elongated shape of the end face on one end side of the current collector can be easily and efficiently realized.
本発明の一側面によれば、封止部材と集電体との嵌合性を向上することが可能な電極、鉛蓄電池、集電体及び集電体の製造方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an electrode, a lead-acid battery, a current collector, and a method for manufacturing a current collector that can improve the fit between a sealing member and a current collector.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図面において、同一又は相当の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, identical or equivalent elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. The size of the components in each drawing is conceptual, and the relative relationship of the size between the components is not limited to that shown in each drawing.
図1は、鉛蓄電池を模式的に示す断面図である。図2は、図1のII-II線に沿う一部断面図である。図3は、正極を示す斜視図である。図1では、図面の手前側から奥側にかけて、セパレータを介して正極及び負極が交互に配置されている。図1では、正極の一部を断面化して示している。図2は、鉛蓄電池を上方から見た際の正極、負極及びセパレータの積層構造を示している。なお、「上」及び「下」の語は、電槽の高さ方向の上方及び下方に対応する(以下、同じ)。Z方向は電槽の高さ方向に対応し、X方向はZ方向と直交する方向に対応し、Y方向はZ方向と直交し且つX方向と直交する方向に対応する。 Figure 1 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a lead-acid battery. Figure 2 is a partial cross-sectional view taken along line II-II in Figure 1. Figure 3 is a perspective view showing a positive electrode. In Figure 1, positive electrodes and negative electrodes are alternately arranged with separators between them from the front to the back of the drawing. Figure 1 shows a cross-sectional view of a portion of the positive electrode. Figure 2 shows the laminated structure of the positive electrode, negative electrode, and separator when the lead-acid battery is viewed from above. The terms "upper" and "lower" correspond to the upper and lower sides in the height direction of the battery case (the same applies below). The Z direction corresponds to the height direction of the battery case, the X direction corresponds to the direction perpendicular to the Z direction, and the Y direction corresponds to the direction perpendicular to both the Z direction and the X direction.
図1及び図2に示されるように、実施形態に係る鉛蓄電池100は、電極群110と、電極群110を収容する電槽120と、電極群110に接続された連結部材130a,130bと、連結部材130a,130bに接続された極柱140a,140bと、電槽120の注液口を閉塞する液口栓150と、電槽120に接続された支持部材160と、を備える。As shown in Figures 1 and 2, the lead-
電極群110は、複数の正極10と、複数の負極20と、複数のセパレータ30とを備える。正極10及び負極20は、セパレータ30を介してX方向に交互に配置されている。セパレータ30間における正極10の周囲の空間には、電解液40が充填されている。セパレータ30の材料としては、正極10と負極20との電気的な接続を阻止し、電解液40を透過させる材料であれば特に限定されない。セパレータ30の材料としては、微多孔性ポリエチレン、ガラス繊維及び合成樹脂の混合物等が挙げられる。The
図1、図2及び図3に示されるように、正極10は、例えば板状の電極である。正極10は、複数の筒状体12aと、複数の芯金(集電体)14と、正極材(電極材)16と、下部連座(封止部材)51と、上部連座1と、連結部12eと、耳部12dと、を有する。1, 2, and 3, the
複数の筒状体12aは、Y方向に沿って隣接して一列に並設されている。複数の筒状体12aは、活物質保持用チューブ(クラッドチューブ)群を構成する。活物質保持用チューブ群は、いわゆる「ガントレット」とも称される。筒状体12aは、Z方向に延びている。複数の筒状体12aが並設した構造は、互いに別体である筒状体12aにより得てもよいし、互いに対向する基材間に複数の貫通孔を形成することにより得てもよい。隣接する筒状体12a間には、縫目(縫合部)等の接続部が配置されていてもよい。The multiple
筒状体12aは、円筒状を呈する。なお、筒状体12aは、楕円筒状、又は、角筒状(例えば、角丸四角筒状)等を呈していてもよい。筒状体12aの長さは、例えば160~400mmである。筒状体12aの直径は、例えば5mm以上であってもよい。筒状体12aの直径は、例えば12mm以下であってもよい。筒状体12aの厚さは、例えば100μm以上であってもよい。筒状体12aの厚さは、例えば2000μm以下であってもよい。The
筒状体12aは、多孔質体で形成されている。筒状体12aは、例えば、織布、不織布等の基材で形成されていてもよい。基材の材料としては、耐酸性を有する材料を用いることができる。基材の材料としては、ポリオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリカーボネート(PC)等の樹脂、ガラス繊維、炭化ケイ素、アルミナ等の無機材料が挙げられる。筒状体12aは、サイクル特性を向上させやすい観点から、熱可塑性樹脂を含むことが好ましく、ポリオレフィンを含むことがより好ましい。The
筒状体12aでは、基材上に樹脂が保持されていてもよい。樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。樹脂は、基材の内表面上若しくは外表面上、又は、基材における細孔内の表面上に保持されていてもよく、基材上に付着していてもよい。樹脂は、基材上の一部に保持されていてもよく、基材上の全部に保持されていてもよい。In the
芯金14は、各筒状体12aに挿入されている。芯金14は、棒状を呈する。芯金14は、筒状体12aの内部においてZ方向に沿って延びている。芯金14は、例えば、鋳造(加圧鋳造法)により得ることができる。芯金14の構成材料としては、導電性材料であればよく、例えば、鉛-カルシウム-錫系合金、鉛-アンチモン-ヒ素系合金等の鉛合金が挙げられる。鉛合金は、セレン、銀、ビスマス等を含んでいてもよい。芯金14の長さは、例えば170~400mmである。The
正極材16は、筒状体12aの内部に充填されている。正極材16は、活物質を含む。活物質には、化成後の活物質及び化成前の活物質の原料の双方が包含される。ここでの正極材16は、化成後の活物質を含有している。化成後の正極材16は、例えば、正極活物質の原料を含む未化成の正極材16を化成することで得ることができる。化成後の正極材16は、例えば、正極活物質の原料を含む正極材ペーストを熟成及び乾燥することにより未化成の正極材16を得た後に未化成の正極材16を化成することで得ることができる。正極活物質の原料としては、鉛粉、鉛丹等が挙げられる。化成後の正極材16における正極活物質としては、二酸化鉛等が挙げられる。正極材16は、必要に応じて添加剤を更に含有していてもよい。正極材16の添加剤としては、補強用短繊維等が挙げられる。補強用短繊維としては、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維(PET繊維)等が挙げられる。The
筒状体12a、芯金14及び正極材16は、筒状電極(棒状電極)を構成する。正極10の筒状電極は、連結部12e、耳部12d及び連結部材130aを介して極柱140aに電気的に接続されている。The
下部連座51は、複数の筒状体12aの下端部に取り付けられている。筒状体12aの下端部は、筒状体12aにおける一端側の末端部分(一端部)であり、換言すると、筒状体12aにおける電槽120の底側の端部である。下部連座51は、複数の筒状体12aの下端部を封止する。下部連座51は、複数の筒状体12aの下端部に嵌合されている。なお、熱硬化性の接着剤等により、下部連座51が複数の筒状体12aの下端部に固着されていてもよい。The lower linking
上部連座1は、筒状体12aの上端部に取り付けられている。筒状体12aの上端部は、筒状体12aにおける他端側の末端部分(他端部)であり、換言すると、筒状体12aにおける電槽120の頂部側の端部である。上部連座1は、溶着により筒状体12aの上端部に固着されている。溶着では、上部連座1及び筒状体12a及び上部連座1の境界部分は一体化していてよい。溶着は、加熱、超音波照射、レーザー照射等により実現できる。なお、熱硬化性の接着剤等により、上部連座1が複数の筒状体12aの上端部に固着されていてもよい。The
図1及び図2に示されるように、負極20は、例えば板状の電極である。負極20は、例えばペースト式負極板である。負極20は、連結部材130bを介して極柱140bに電気的に接続されている。負極20は、負極集電体と、当該負極集電体に保持された電極材である負極材と、を有する。負極集電体としては、板状の集電体を用いることができる。負極集電体と正極10の芯金14との組成は、互いに同一であってよく、互いに異なっていてもよい。負極材は、活物質を含む。ここでの負極材は、化成後の活物質を含有している。1 and 2, the
化成後の負極材は、例えば、負極活物質の原料を含む未化成の負極材を化成することで得ることができる。化成後の負極材は、例えば、負極活物質の原料を含む負極材ペーストを熟成及び乾燥することにより未化成の負極材を得た後に未化成の負極材を化成することで得ることができる。負極活物質の原料としては、鉛粉等が挙げられる。化成後の負極材における負極活物質としては、多孔質の海綿状鉛(Spongy Lead)等が挙げられる。負極材は、必要に応じて添加剤を更に含有することができる。負極材の添加剤としては、硫酸バリウム、補強用短繊維、炭素材料(炭素質導電材)、スルホン基及びスルホン酸塩基からなる群より選択される少なくとも一種を有する樹脂(スルホン基及び/又はスルホン酸塩基を有する樹脂)等が挙げられる。補強用短繊維としては、正極材と同様の補強用短繊維を用いることができる。The negative electrode material after chemical formation can be obtained, for example, by chemically forming an unformed negative electrode material containing the raw material of the negative electrode active material. The negative electrode material after chemical formation can be obtained, for example, by aging and drying a negative electrode material paste containing the raw material of the negative electrode active material to obtain an unformed negative electrode material, and then chemically forming the unformed negative electrode material. Examples of the raw material of the negative electrode active material include lead powder. Examples of the negative electrode active material in the negative electrode material after chemical formation include porous spongy lead (spongy lead). The negative electrode material can further contain additives as necessary. Examples of additives for the negative electrode material include barium sulfate, reinforcing short fibers, carbon materials (carbonaceous conductive materials), resins having at least one selected from the group consisting of sulfonic groups and sulfonic acid groups (resins having sulfonic groups and/or sulfonic acid groups), and the like. As the reinforcing short fibers, reinforcing short fibers similar to those of the positive electrode material can be used.
炭素材料としては、カーボンブラック、黒鉛等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック(ケッチェンブラック(登録商標)等)、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックなどが挙げられる。スルホン基及び/又はスルホン酸塩基を有する樹脂としては、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸塩、フェノール類とアミノアリールスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物等が挙げられる。リグニンスルホン酸塩としては、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。フェノール類としては、ビスフェノール等のビスフェノール系化合物などが挙げられる。アミノアリールスルホン酸としては、アミノベンゼンスルホン酸、アミノナフタレンスルホン酸等が挙げられる。 Examples of carbon materials include carbon black and graphite. Examples of carbon black include furnace black (Ketjen Black (registered trademark), etc.), channel black, acetylene black, thermal black, etc. Examples of resins having sulfonic groups and/or sulfonate groups include lignin sulfonic acid, lignin sulfonate salts, condensates of phenols, aminoarylsulfonic acid, and formaldehyde, etc. Examples of lignin sulfonate salts include alkali metal salts of lignin sulfonic acid, etc. Examples of phenols include bisphenol-based compounds such as bisphenol. Examples of aminoarylsulfonic acids include aminobenzenesulfonic acid, aminonaphthalenesulfonic acid, etc.
支持部材160は、電槽120の底面に配置され、下部連座51を支持する。支持部材160は、Z方向を突出方向とする複数の突条160aを有する。突条160aは、電槽120の底面上に設けられている。突条160aは、X方向に延びる。突条160aは、Y方向に並ぶ。突条160aは、下部連座51に当接する(図1参照)。すなわち、支持部材160は、下部連座51における電槽120の底面側の部分を各突条160aによって支持している。突条160aは、正極10に接していればよく、負極20に接していなくてよい。The
図4(a)は、上部連座1を示す平面図である。図4(b)は、上部連座1を示す正面図である。図5は、図4(a)のV-V線に沿う一部断面図である。図4(a)、図4(b)及び図5に示されるように、上部連座1は、長尺状の開口2aを有する有底箱状の基部2と、基部2の底面2bに設けられた複数の筒部3と、を含む。
Figure 4(a) is a plan view showing the
基部2は、筒状体12aの上端に当接する。筒部3は、複数の筒状体12aの数に対応する所定数だけ設けられている。筒部3は、筒状体12aの内径に対応する外径を有する円筒状を呈する。筒部3は、複数の筒状体12aの上端部のそれぞれに連通するように挿入される。筒部3は、その筒孔3aが基部2の内部と連通する。The
上部連座1は、例えばポリスチレンを含む材料で形成されている。なお、上部連座1の材料としては、特に限定されない。例えば上部連座1の材料としては、耐酸性を有する材料を用いることができる。上部連座1の材料としては、ポリオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリカーボネート(PC)等の樹脂などが挙げられる。The
図6は、下部連座51を示す正面図である。図7は、図6のVII-VII線に沿う一部断面図である。図8は、下部連座51の一部を示す平面図である。下部連座51は、複数の筒状体12aの端部に嵌合する。図6、図7及び図8に示されるように、下部連座51は、複数の本体部52と、複数の本体部52のそれぞれに設けられた突出片53と、複数の本体部52を連結する連結部54と、を備える。
Figure 6 is a front view showing the lower linking
本体部52は、その一部が筒状体12aの下端部に嵌入(挿入されて嵌合)される。本体部52は、Z方向を軸方向とし且つ上方に開口する有底円筒状を呈する。本体部52の筒孔52hには、芯金14の下端部(一端部)が嵌入される。これにより、芯金14が筒孔52hに保持される。本体部52の筒孔52hは、円形孔を含む。ここでの筒孔52hの円形孔は、XY面に沿う断面の形状が真円形状の孔である。本体部52は、複数の筒状体12aに対応して複数設けられている。複数の本体部52は、Y方向に沿って所定の隙間をあけて並列されている。A portion of the
突出片53は、各本体部52にZ方向に沿って突出するように4つずつ設けられている。ここでの突出片53は、上方から見て、各本体部52における軸方向回りの四等配の位置(等間隔の四箇所)に設けられている。突出片53は、本体部52の径方向に沿って延び且つZ方向に沿って延びる板状を呈する。突出片53は、筒状体12aの内部に配置される。突出片53の上部は、上方に尖る尖部を構成する。突出片53の上部の先端は、丸面取りされている。連結部54は、複数の本体部52をY方向に沿って所定の隙間をあけて並列させた状態で連結する。連結部54は、Y方向に沿って延在する。連結部54は、本体部52と一体(渾然一体)になるように設けられている。Four protruding
下部連座51は、例えば耐酸性を有する材料で形成されている。下部連座51の材料としては、ポリオレフィン(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリカーボネート(PC)等の樹脂が挙げられる。下部連座51は、サイクル特性を向上させやすい観点から、熱可塑性樹脂を含むことが好ましく、ポリオレフィンを含むことがより好ましく、ポリプロピレンを含むことが更に好ましい。サイクル特性を向上させやすい観点から、筒状体12aがポリオレフィンを含む場合において下部連座51がこれらの材料を含むことが好ましい。下部連座51は、筒状体12aと同一の材料で形成されていてもよく、筒状体12aと異なる材料で形成されていてもよい。下部連座51の材料としては、特に限定されない。The lower linking
図9は、芯金14、連結部12e及び耳部12dを示す正面図である。図9に示されるように、連結部12eは、Y方向に並ぶ複数の芯金14の上端部(他端部)を連結する。連結部12eは、Y方向に延びる。連結部12eは、複数の芯金14の上端部に連なるように設けられている。連結部12eは、上部連座1(図5参照)の基部2内に挿入されて嵌合される。連結部12eは、基部2の底面2bと当接する。耳部12dの一端は、連結部12eに接続されている。耳部12dの他端は、連結部材130a(図1参照)に接続される。芯金14、連結部12e及び耳部12dは、一体で形成されている。9 is a front view showing the
以上に説明した鉛蓄電池100の製造方法は、電極を製造する電極製造工程(電極製造方法)と、各構成部材を組み立てて鉛蓄電池100を得る組立て工程(組立て方法)と、を少なくとも備える。The manufacturing method of the lead-
電極製造工程では、正極10を得る。電極製造工程は、筒状体12aを形成する工程と、筒状体12aの上端部に上部連座1を取り付ける工程と、芯金14を筒状体12a内に挿入する工程と、正極材16を筒状体12a内に充填する工程と、筒状体12aの下端部を下部連座51により封止する工程と、を含む。芯金14を筒状体12a内に挿入する工程では、筒状体12aの上端部に上部連座1が取り付けられた状態で、上部連座1の筒部3を介して、芯金14をその下端部から当該筒状体12a内に挿入する。In the electrode manufacturing process, the
組立て工程では、例えば、セパレータ30を介して未化成の正極10及び未化成の負極20を積層すると共に、同極性の電極の集電部をストラップで溶接させて電極群110を得る。電極群110を電槽120内に進入させて配置し、未化成の電池を作製する。未化成の電池に希硫酸を入れて直流電流を通電して電槽化成する。化成後の硫酸の比重を適切な比重に調整することにより鉛蓄電池100を得る。なお、化成処理は、組立て方法の後に実施されることに限られず、電極製造方法にて実施されてもよい(タンク化成)。In the assembly process, for example, unformed
次に、本実施形態に係る正極10の要部について説明する。Next, we will explain the key parts of the
図10(a)は、芯金14の下端部側の端面14aを示す図である。図10(b)は、図9のXb-Xb線に沿う一部断面図である。図10(c)は、図1のXc-Xc線に沿う一部断面図である。図10(a)に示されるように、芯金14の下端部側の端面14aは、長手方向を有する長尺形状を呈する。
Figure 10(a) is a diagram showing the
端面14aの長尺形状は、具体的には、複数の芯金14の並設方向であるY方向を長手方向とし、且つ、当該並設方向の直交方向であるX方向を短手方向とする形状である。端面14aの長尺形状は、円形孔としての筒孔52hの径D1(図10(c)参照)よりも大きい長径D2を有する楕円形状である。端面14aの長尺形状は、真円形状がX方向に潰れた形状である。端面14aの長尺形状は、真円形状がX方向に歪んだ形状である。
The elongated shape of the
図10(b)に示されるように、芯金14の少なくとも上端部の断面は、円形状を呈している。具体的には、芯金14の上端部及び中央部の断面は、真円形状を呈している。図10(c)に示されるように、芯金14の一端部において長手方向であるY方向の一方側及び他方側は、本体部52の筒孔52hの内面にめり込んでいる。換言すると、芯金14の一端部における長手方向の両側は、筒孔52hの内面に入り込んでいる。さらに換言すると、芯金14の一端部における長手方向の両側は、筒孔52hの内面を変形するようにして当該内面に押し入っている。芯金14の一端部は、長手方向の両側が筒孔52hの内面にめり込むような圧入により、筒孔52hに嵌入されている。例えば芯金14の一端部は、長手方向において、筒孔52hの内面との間に隙間がなく、筒孔52hの内面の中に入り、その圧力(摩擦)で固定されている。As shown in FIG. 10(b), at least the upper end of the
図7、図8及び図10(c)に示されるように、Z方向から見て、筒孔52hの内面においてX方向(筒孔52hに嵌入された芯金14の長尺形状の短手方向)の一方側及び他方側のそれぞれには、当該内面から張り出す張り出し部59が設けられている。一対の張り出し部59は、X方向に互いに対応する。一対の張り出し部59は、Z方向から見て、互いに接近するように筒孔52hの内面からX方向に張り出す(迫り出す)。張り出し部59は、筒孔52hの内面に連続し且つYZ面に沿う平面59aを有する。7, 8 and 10(c), when viewed from the Z direction, the inner surface of the
以上に説明した芯金14の製造方法は、芯金14を構成する棒状部材の端部を切断装置で切断する切断工程と、切断した棒状部材の下端部側の端面を、長尺形状を呈するように成形する成形工程と、を備える。成形工程は、切断工程により棒状部材を切断する際に、その切断に要される力を利用して、棒状部材の下端部側の端面を成形する。なお、切断工程の後に成形工程を実施してもよい。つまり、切断の際に(切断と同時に)端面の長尺形状を成形するのに代えてもしくは加えて、切断とは別に端面の長尺形状を成形してもよい。切断工程の切断手法及び切断装置としては、種々の公知手法及び公知装置を採用し得る。成形工程の成形手法及び成形装置としては、種々の公知手法及び公知装置を採用し得る。The manufacturing method of the
以上、正極10では、芯金14の下端部側の端面14aは、長尺形状を呈している。そして、芯金14の下端部は、当該長尺形状の長手方向の一方側及び他方側が、本体部52の筒孔52hの内面にめり込んでいる。よって、芯金14の一端部を、本体部52の筒孔52hに強固に嵌めることができる。下部連座51と芯金14との嵌合性を向上することが可能となる。As described above, in the
正極10は、本体部52の筒孔52hは、円形孔を含む。芯金14の長尺形状は、筒孔52hの径よりも大きい長径を有する形状としての楕円形状である。この構成によれば、芯金14の下端部を筒孔52hの内面に効果的にめり込ませ、下部連座51と芯金14との嵌合性の向上を効果的に実現できる。
The
正極10は、芯金14の少なくとも上端部の断面は、円形状を呈する。この場合、仮に芯金14の腐食が進み、芯金14が痩せていったとしても、芯金14の少なくとも上端部では、局所的に細くなる部分が形成され難くなる。よって、芯金14の折損を抑制することが可能となる。またこの場合、筒状体12aの内部において芯金14の少なくとも上端部の周辺では、活物質が均等に使われ易くなる。よって、集電性を向上することが可能となる。
In the
正極10は、筒状体12aは、円筒状を呈する。この場合、筒状体12aの内部において活物質が均等に使われ易くなる。よって、集電性を向上することが可能となる。The
正極10は、Z方向から見て、筒孔52hの内面においてX方向における一方側及び他方側には、当該内面から張り出して成る張り出し部59が設けられている。端面14aがY方向を長手方向とする長尺形状であると、その分、短手方向のX方向には筒孔52hの内面との間で隙間が形成されてしまうが、張り出し部59の張り出しにより、その隙間が形成されるのを抑制することが可能となる。When viewed from the Z direction, the
鉛蓄電池100は、正極10を備える。この鉛蓄電池100においても、正極10を備えることから、下部連座51と芯金14との嵌合性を向上できるという上記効果が奏される。The lead-
芯金14は、筒状体12aと正極材16と下部連座51とを備えた正極10において、筒状体12aに挿入される棒状の集電体であって、下部連座51側である下端部側の端面14aは、長尺形状を呈する。この芯金14によれは、例えば下端部が下部連座51に嵌入される場合に、下端部の当該長尺形状の長手方向の一方側及び他方側を下部連座51にめり込ませることで、下端部を下部連座51に強固に嵌めることが可能となる。下部連座51と芯金14との嵌合性を向上することが可能となる。
The
芯金14の端面14aの長尺形状は、楕円形状である。この場合、例えば芯金14の下端部が下部連座51に嵌入される場合に、その下端部を下部連座51に効果的にめり込ませることが可能となり、下部連座51と芯金14との嵌合性を向上することが可能となる。The elongated shape of the
芯金14では、芯金14の少なくとも上端部の断面は、円形状を呈している。この場合、仮に芯金14の腐食が進んだとしても、芯金14の少なくとも上端部では、局所的に細くなる部分が形成され難くなる。よって、芯金14の折損を抑制することが可能となる。またこの場合、筒状体12aの内部において芯金14の少なくとも上端部の周辺では、活物質が均等に使われ易くなる。よって、集電性を向上することが可能となる。
At least the upper end of the
芯金14の製造方法は、芯金14を製造する方法であって、芯金14を構成する棒状部材を切断する切断工程と、切断した棒状部材の下端部側の端面を、長尺形状を呈するように成形する成形工程と、を備える。この製造方法で製造された芯金14によれば、芯金14の下端部を下部連座51に強固に嵌めることが可能となり、下部連座51と芯金14との嵌合性を向上することが可能となる。The method for manufacturing the
芯金14の製造方法では、成形工程は、切断工程により棒状部材を切断する際に、その切断に要される力を利用して、棒状部材の下端部側の端面を成形する。この場合、芯金14の下端部側の端面14aにおける長尺形状を、簡易且つ効率的に実現できる。In the manufacturing method of the
以上、実施形態について説明したが、本発明の一態様は上記実施形態に限定されない。 Although the above describes an embodiment, one aspect of the present invention is not limited to the above embodiment.
本発明の一態様では、芯金14の端面14aは、楕円形状を呈しているが、楕円形状に限定されず、長手方向を有する長尺形状であればよい。例えば図11(a)に示されるように、芯金14の端面14aは、扁平円形状であってもよい。また例えば図11(b)に示されるように、芯金14の端面14aは、長円形状(トラック形状)であってもよい。In one embodiment of the present invention, the
また例えば図11(c)に示されるように、芯金14の端面14aは、角部が丸い角丸長方形状であってもよい。また例えば図11(d)に示されるように、芯金14の端面14aは、X方向の一方側が真円形状で、X方向の他方側が楕円ないし扁平円形状であってもよい。また例えば図11(e)に示されるように、芯金14の端面14aは、X方向の他方側が切り落されたような形状(X方向の他方側の縁がY方向に直線状に延びる形状)であってもよい。ちなみに、芯金14の端面14aは、上述した形状の少なくとも何れかを組み合わせた形状であってもよい。
As shown in FIG. 11(c), the
本発明の一態様に係る正極10では、芯金14の上端部及び中央部の断面が円形状を呈しているが、芯金14の上端部のみの断面が円形状を呈していてもよい。
本発明の一態様に係る正極10では、Z方向から見て、筒孔52hの内面においてX方向の一方側及び他方側に張り出し部59を設けたが、X方向の一方側又は他方側のみに張り出し部59を設けてもよいし、場合によっては、張り出し部59は設けなくてもよい。
In the
In the
本発明の一態様に係る芯金14の端面14aの形状及び断面形状は、種々の公知手法により計測することができる。芯金14の端面14aの形状及び断面形状の計測は、例えば、正極10を非破壊検査、X線検査、溶解検査、研削ないし研磨等により他の部分を除去した後の検査により、実現してもよい。芯金14の端面14aの形状及び断面形状の計測は、例えば、本体部52の筒孔52hに嵌入する前のタイミングで、実現してもよい。The shape and cross-sectional shape of the
本発明の一態様に係る下部連座51を備える正極10及び鉛蓄電池100は、例えば電気車に用いることができる。電気車としては、フォークリフト、ゴルフカート等が挙げられる。本発明では、上記実施形態及び上記変形例の各構成を適宜組み合わせてもよい。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。The
10…正極(電極)、12a…筒状体、14…芯金(集電体)、14a…端面、16…正極材(電極材)、51…下部連座(封止部材)、52…本体部、52h…筒孔、59…張り出し部、100…鉛蓄電池。 10...positive electrode (electrode), 12a...cylindrical body, 14...core metal (current collector), 14a...end surface, 16...positive electrode material (electrode material), 51...lower seat (sealing member), 52...main body, 52h...cylindrical hole, 59...protruding portion, 100...lead-acid battery.
Claims (5)
前記封止部材は、前記集電体の一端部が嵌入された筒状の本体部を有し、
前記集電体の前記一端部側の端面は、長手方向を有する長尺形状を呈し、
前記集電体の前記一端部において前記長尺形状の前記長手方向の一方側及び他方側は、前記本体部の筒孔の内面にめり込んでおり、
前記集電体は、並設され、
複数の前記集電体の他端部は、連結部で連結され、
複数の前記集電体における前記一端部側の端面の前記長尺形状は、複数の前記集電体の並設方向を長手方向とする、電極。 An electrode comprising a cylindrical body, a rod-shaped current collector inserted into the cylindrical body, an electrode material containing an active material filled inside the cylindrical body, and a sealing member sealing one end of the cylindrical body,
the sealing member has a cylindrical main body into which one end of the current collector is fitted,
The end surface of the current collector at the one end side has an elongated shape having a longitudinal direction,
one side and the other side of the elongated shape in the longitudinal direction of the one end of the current collector are embedded into an inner surface of the cylindrical hole of the main body portion,
The current collectors are arranged in parallel,
The other ends of the multiple current collectors are connected by a connecting portion,
An electrode, wherein the elongated shape of the end faces on the one end side of the plurality of current collectors has a longitudinal direction that corresponds to a direction in which the plurality of current collectors are arranged side by side.
前記集電体の一端部側の端面は、長手方向を有する長尺形状を呈し、
前記集電体の他端部の断面は、円形状を呈し、
前記集電体は、並設され、
複数の前記集電体の他端部は、連結部で連結され、
複数の前記集電体における前記一端部側の端面の前記長尺形状は、複数の前記集電体の並設方向を長手方向とする、集電体。 In an electrode including a cylindrical body, an electrode material containing an active material filled inside the cylindrical body, and a sealing member sealing one end of the cylindrical body, a rod-shaped current collector is inserted into the cylindrical body,
The end surface of the current collector at one end side has an elongated shape having a longitudinal direction,
The cross section of the other end of the current collector has a circular shape,
The current collectors are arranged in parallel,
The other ends of the multiple current collectors are connected by a connecting portion,
A current collector, wherein the elongated shape of the end faces on the one end side of the plurality of current collectors has a longitudinal direction that corresponds to a direction in which the plurality of current collectors are arranged side by side.
前記集電体を構成する棒状部材を切断する切断工程と、
切断した前記棒状部材の一端部側の端面を、前記長尺形状を呈するように成形する成形工程と、を備える、集電体の製造方法。 A method for producing the current collector according to claim 3, comprising the steps of:
a cutting step of cutting a rod-shaped member constituting the current collector;
and a shaping step of shaping an end face on one end side of the cut rod-shaped member so as to have the elongated shape.
前記集電体の一端部側の端面は、長手方向を有する長尺形状を呈し、
前記集電体を構成する棒状部材を切断する切断工程と、
切断した前記棒状部材の一端部側の端面を、前記長尺形状を呈するように成形する成形工程と、を備え、
前記成形工程は、前記切断工程により前記棒状部材を切断する際に、その切断に要される力を利用して、前記棒状部材の一端部側の端面を成形する、集電体の製造方法。 A method for manufacturing a rod-shaped current collector to be inserted into a cylindrical body in an electrode including a cylindrical body, an electrode material containing an active material filled inside the cylindrical body, and a sealing member sealing one end of the cylindrical body, comprising the steps of:
The end surface of the current collector at one end side has an elongated shape having a longitudinal direction,
a cutting step of cutting a rod-shaped member constituting the current collector;
and a forming step of forming an end surface of one end of the cut rod-shaped member into the elongated shape,
In the shaping step, an end face on one end side of the rod-shaped member is shaped by utilizing a force required for cutting the rod-shaped member in the cutting step.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/036640 WO2021053772A1 (en) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Electrode, lead storage cell, current collector, and method for manufacturing current collector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021053772A1 JPWO2021053772A1 (en) | 2021-03-25 |
JP7523452B2 true JP7523452B2 (en) | 2024-07-26 |
Family
ID=74884391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021546121A Active JP7523452B2 (en) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Electrode, lead-acid battery, current collector, and method for manufacturing current collector |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7523452B2 (en) |
WO (1) | WO2021053772A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001052715A (en) | 1999-08-10 | 2001-02-23 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed type lead-acid battery |
JP2001185129A (en) | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lead-acid battery |
JP2001229958A (en) | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed lead-acid storage battery |
JP2014524643A (en) | 2011-08-02 | 2014-09-22 | ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド | Biocompatible wire battery |
JP2016103348A (en) | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社Gsユアサ | Clad-type pole plate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing lead acid battery |
WO2016136941A1 (en) | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 日立化成株式会社 | Charge collector for clad-type lead-acid battery, positive electrode plate for clad-type lead-acid battery, and clad-type lead-acid battery |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5792983U (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | ||
JPS57128464A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-10 | Japan Storage Battery Co Ltd | Production of clad system plate |
JPH08203505A (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-09 | Yuasa Corp | Clad type positive electrode plate |
JPH09231964A (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Yuasa Corp | Clad positive plate |
-
2019
- 2019-09-18 JP JP2021546121A patent/JP7523452B2/en active Active
- 2019-09-18 WO PCT/JP2019/036640 patent/WO2021053772A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001052715A (en) | 1999-08-10 | 2001-02-23 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed type lead-acid battery |
JP2001185129A (en) | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lead-acid battery |
JP2001229958A (en) | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Sealed lead-acid storage battery |
JP2014524643A (en) | 2011-08-02 | 2014-09-22 | ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド | Biocompatible wire battery |
JP2016103348A (en) | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 株式会社Gsユアサ | Clad-type pole plate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing lead acid battery |
WO2016136941A1 (en) | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 日立化成株式会社 | Charge collector for clad-type lead-acid battery, positive electrode plate for clad-type lead-acid battery, and clad-type lead-acid battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021053772A1 (en) | 2021-03-25 |
JPWO2021053772A1 (en) | 2021-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7369189B2 (en) | Agents useful in balancing power density and energy density in battery assemblies | |
CN102148407A (en) | Prismatic sealed secondary cell and method of manufacturing the same | |
JP2013077484A (en) | Secondary battery | |
JP5198134B2 (en) | Method for manufacturing cylindrical battery | |
JP2008159357A (en) | Cylindrical secondary battery | |
JP7523452B2 (en) | Electrode, lead-acid battery, current collector, and method for manufacturing current collector | |
JP7421563B2 (en) | Electrodes, lead-acid batteries, current collectors, and methods for manufacturing current collectors | |
CN114830384B (en) | Active material holding member, electrode, and lead storage battery | |
KR100827707B1 (en) | Core structure for a square lithium secondary battery | |
JP6380707B1 (en) | Clad tube, clad electrode, lead acid battery, manufacturing method thereof, and electric vehicle | |
WO2019130507A1 (en) | Active material holding tube, active material holding tube group, electrode, and lead storage battery | |
JP7282642B2 (en) | Sealing member, electrode, lead-acid battery, and electrode manufacturing method | |
WO2021053767A1 (en) | Sealing member, electrode, and lead-acid battery | |
JP2018067382A (en) | Power storage device | |
WO2021166573A1 (en) | Active material retaining member and method for manufacturing the same, electrode, lead storage battery, micro hybrid vehicle, and electric vehicle | |
JP2010165689A (en) | Cylindrical battery and method for manufacturing the same | |
KR100502315B1 (en) | Electrode assembly of cell | |
JP2023096374A (en) | Electrode and lead accumulator battery | |
WO2019220570A1 (en) | Active material holding member, electrode, and lead storage cell | |
JP2022057331A (en) | Current collector, electrode, lead-acid battery, battery assembly, and electric vehicle | |
JP2022057121A (en) | Current collector, electrode, lead-acid battery, battery assembly, and electric vehicle | |
JP2023096377A (en) | Lead accumulator battery | |
CN220420822U (en) | Battery cell | |
US20240021883A1 (en) | Bipolar Storage Battery | |
WO2021059533A1 (en) | Active material holding member, electrode and lead acid storage battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220628 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20230105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231003 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240123 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240618 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240716 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7523452 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |