JPH08293307A - 鉛蓄電池用格子体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 格子体を改良することにより電池の使用に伴
って発生する極板の湾曲を抑制し、信頼性の高い鉛蓄電
池を提供する。 【構成】 縦枠骨、横枠骨および格子骨から構成された
鉛蓄電池用格子体において、格子体の縦枠骨あるいは横
枠骨の一方に、少なくとも１箇所の切断部を骨のほぼ中
央部に互いに対向するようそれぞれ設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池の極板を構成
する格子体の枠骨および格子骨の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池には、鉛合金からなる格子体、
例えば溶融状態にある鉛合金を鋳型に流し込む鋳造によ
って作成される鋳造格子体に、鉛粉、希硫酸および水等
を練合したペースト状活物質を充填した極板が用いられ
ている。

【０００３】上記の鋳造格子体は通常図２に示したよう
に、縦枠骨１および横枠骨２からなる周囲枠骨３と、こ
の周囲枠骨の内側で縦横に交差する複数本の縦格子骨
４、横格子骨５とにより構成され、格子体の上部に位置
する横枠骨には耳部６が備えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の格子体を用いた正極板を組込んだ鉛蓄電池では、こ
れを使用するにつれて以下のような問題が生じていた。

【０００５】すなわち、電池の使用に伴って、正極板に
は、格子体の腐食から生じる格子骨の体積膨張による格
子骨が活物質を押す力と、活物質の見掛け密度の変化に
よる極板の体積を膨張させようとする力が負荷される。
しかし、極板の上下、左右方向への伸びは共に格子枠骨
により規制されており、格子体の内部にある格子骨およ
び格子枠骨の間の伸張量に差が生じてしまう。そしてこ
の伸張量の差により正極板は、その伸び易い中央部の格
子骨が外側へ突出するように椀状に湾曲していた。この
ような湾曲した正極板を包み込むポリエチレン製セパレ
ータには、正極板のコーナー部から物理的、化学的スト
レスが加えられて亀裂や破損につながり、内部短絡を多
発し易いという課題があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するものであり、
電池使用時に正極格子体の腐食から生じる格子体の体積
膨張と活物質の見掛け密度の変化によって正極板の中央
部が突出する湾曲を抑制し、これに起因したセパレータ
の破損に伴う内部短絡の発生を防止した鉛蓄電池を提供
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の格子体は、縦枠
骨および横枠骨からなる周囲枠骨と、この周囲枠骨の内
部で縦横に交差する縦格子骨、横格子骨とにより構成さ
れており、この格子体の左右両端に位置する縦枠骨また
は上下両端にある横枠骨のいずれか一方の枠骨それぞれ
に、枠骨のほぼ中央部分で互いに対向するように少なく
とも１箇所の切断部を設けたものである。

【０００８】

【作用】格子体の周囲を構成する太い枠骨には、格子体
の腐食から生じる格子骨の伸張とともに塗着された活物
質の見掛け密度の変化による応力が加えられる。この枠
骨の伸張量に比較して前記応力による中央部の格子骨の
伸張量は大きく、両者の伸張量に差が生じ、格子骨の上
下、左右方向への変形を伸張量の小さい枠骨が規制して
しまう。その結果、極板は中央部がひずみ、椀状に変形
しようとするが、この変形力を最も強く受ける中央部分
に相当する縦枠骨もしくは横枠骨のいずれか一方の中央
部分に、切断部を設けることにより格子枠骨自体の上下
あるいは左右方向への伸張を可能にするものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】本発明による鋳造格子体の平面図を図１に
示す。本発明の格子体は、鉛−アンチモン系合金を使用
し、鋳造することにより形成されたものである。この格
子体は、縦枠骨１および横枠骨２からなる周囲枠骨３
と、この周囲枠骨３の内側に位置し、枠骨３よりも細い
縦横に交差する縦格子骨４、横格子骨５とにより構成さ
れている。また、格子体の上側の横枠骨２には耳部６が
一体に設けられている。

【００１１】格子体の左右両端に位置する縦枠骨１のほ
ぼ対向する位置にそれぞれ１箇所の切断部７を設けた格
子体の平面図を図１（ａ）に、また、上下両端に位置す
る２本の横枠骨２のほぼ対向する位置それぞれに切断部
７を１箇所づつ設けた格子体の平面図を図１（ｂ）に示
す。これら切断部７は、図から明らかなように縦枠骨お
よび横枠骨のほぼ中央部分に、互いに対向して設けられ
ており、切断部によって図１（ａ）の場合は上下方向へ
の格子骨の伸びを許容し、図１（ｂ）の場合は左右方向
への格子骨の伸びを許容している。

【００１２】次に、鉛蓄電池の使用に伴って極板に生じ
る湾曲の状態を把握するために、以下の実験を行った。

【００１３】図１（ａ）に示した本発明による格子体
（ａ）、上記切断部７に加え、この切断部７と縦枠骨１
の上、下端部とのほぼ中間に切断部を設け、左右の縦枠
骨３に合計３箇所づつの切断部を有する格子体（ｂ）、
および縦枠骨１と横枠骨２および横格子骨５との交点の
間、全てに切断部を設けた格子体（ｃ）、さらに、従来
例として図２に示した周囲枠骨３に切断部７を有さない
格子体（ｄ）を各々作成した。

【００１４】これらの格子体にペースト状の活物質を塗
布した正極板を袋状の微孔性をもったポリエチレンセパ
レータに包み込み、これと鉛−カルシウム合金からなる
格子を用い、正極板と同様にペースト状活物質を塗布し
た負極板とを組み合わせて、公称仕様１２Ｖ４８Ａｈの
鉛蓄電池を作成した。このように構成された鉛蓄電池
を、４０℃の環境下において、５．６Ａの定電流で１１
０時間充電を行い、４８時間の放置を１サイクルとし、
これを５サイクル繰り返すモードで過充電試験を行っ
た。試験開始前および１サイクル毎に、正極板の湾曲度
合いについて検討を行った。湾曲状態は、図３に示した
ように極板中央部厚み方向における湾曲量の測定を行
い、評価した。図４にサイクル数と上記各格子体を用い
た極板の湾曲量との関係を示す。

【００１５】従来の格子体である枠骨に切断部を設けて
いない格子体（ｄ）では、正極板の湾曲量は、化成が終
了した試験開始前の時点で６ｍｍ以上となり、上記過充
電のサイクル数が増加するにつれ、正極板の湾曲量も増
大し、正極板を包み込む袋状のセパレータの一部に破損
が認められた。さらに、正極板の端部がセパレータの破
損部を貫いて負極板に接触し、正、負極板間で短絡が発
生していた。一方、枠骨に切断部を有する本発明の格子
体（ａ）を用いた正極板では、従来の極板に比べて湾曲
の度合いは軽微である。また、５サイクル経過後も湾曲
量の変動が小さく、セパレータの破損による正、負極板
間での短絡の発生も認められなかった。

【００１６】しかし、切断部が３箇所以上の格子体
（ｂ）、（ｃ）を用いた極板の湾曲量は、切断部が１箇
所の場合とほぼ同等の４ｍｍ程度であり、格子体に設け
た切断部の増加に伴なった極板の湾曲量の大幅な改善は
見られなかった。逆に、枠骨自身の強度が低下して、格
子体の鋳造性やペースト状活物質の充填が困難になるだ
けでなく、極板端部における活物質の保持力が低下し、
過充電試験の経過に伴い、活物質の格子体からの脱落等
の問題が顕著に確認できた。

【００１７】なお、本実施例では縦枠骨に切断部を設け
たが、横枠骨についても同様に切断部を設け、湾曲状態
についての評価を行った。その結果、本実施例と同等の
効果を奏することが認められた。

【００１８】

【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
は活物質の膨張および格子骨の腐食に起因して極板に加
えられる変形力の集中を解消して、極板の湾曲量を低減
することができ、極板の湾曲に起因した極板間の短絡を
防止して鉛蓄電池の信頼性を大幅に向上させるものであ
り、その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鋳造格子体を示す図

【図２】従来の鉛蓄電池に用いられる鋳造格子体を示す
図

【図３】湾曲した正極板の側面図および湾曲量の測定位
置を示す図

【図４】過充電サイクル数と格子体の極板状態での湾曲
量との関係を示す図

【符号の説明】

１ 縦枠骨 ２ 横枠骨 ３ 周囲枠骨 ４ 縦格子骨 ５ 横格子骨 ６ 耳部 ７ 切断部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦枠骨および横枠骨からなる周囲枠骨と、
   周囲枠骨の内部で縦横に交差する縦格子骨、横格子骨と
   により構成された鉛蓄電池用格子体において、格子体の
   左右両端に位置する縦枠骨、あるいは上下両端に位置す
   る横枠骨の一方の枠骨それぞれに、少なくともほぼ中央
   部分で且つ互いに対向している１箇所の切断部を設けた
   鉛蓄電池用格子体。