JPH097605A - 鉛蓄電池用集電体 - Google Patents
鉛蓄電池用集電体Info
- Publication number
- JPH097605A JPH097605A JP7180846A JP18084695A JPH097605A JP H097605 A JPH097605 A JP H097605A JP 7180846 A JP7180846 A JP 7180846A JP 18084695 A JP18084695 A JP 18084695A JP H097605 A JPH097605 A JP H097605A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- interval
- bridge
- less
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- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギー密度を低下させることなく、鉛蓄
電池寿命の延伸を図る。 【構成】 縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ2 以下の鉛
蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍｍ以上で１
００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以
下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、かつ横
桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であるととも
に、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい方の間隔
が他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０倍以下こ
とを特徴とする。これにより、充放電の進行に伴う集電
体の伸びの割合を変え、集電体と活物質との間の隙間生
成を抑える。
電池寿命の延伸を図る。 【構成】 縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ2 以下の鉛
蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍｍ以上で１
００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以
下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、かつ横
桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であるととも
に、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい方の間隔
が他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０倍以下こ
とを特徴とする。これにより、充放電の進行に伴う集電
体の伸びの割合を変え、集電体と活物質との間の隙間生
成を抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉛蓄電池用集電体に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池に使用される集電体は桟を縦方
向と横方向に直行配置した格子状に鋳造され、ペースト
状活物質を充填して極板とされるのが一般的である。
向と横方向に直行配置した格子状に鋳造され、ペースト
状活物質を充填して極板とされるのが一般的である。
【０００３】密閉形鉛蓄電池では集電体に鉛−カルシウ
ム系合金が使用されるが、該合金は粒界腐食を受けやす
い傾向がある。そのため、浮動充電等で使用中に格子状
集電体が左右に伸びて、集電体と活物質との間に隙間が
生ずる結果、放電時に活物質を有効に使用できなくな
り、集電体はまだ十分に約５０％もの未腐食部を残しな
がら、早期に寿命に至るという問題があった。
ム系合金が使用されるが、該合金は粒界腐食を受けやす
い傾向がある。そのため、浮動充電等で使用中に格子状
集電体が左右に伸びて、集電体と活物質との間に隙間が
生ずる結果、放電時に活物質を有効に使用できなくな
り、集電体はまだ十分に約５０％もの未腐食部を残しな
がら、早期に寿命に至るという問題があった。
【０００４】集電体と活物質との間に隙間ができるイメ
ージを図１に示す。縦桟１と横桟２とが伸びて、活物質
３と縦桟１、横桟２との間に隙間４が形成され、集電体
は活物質から電気的エネルギーを取り出すことが不可能
になる。なお、５は集電体上部にある、いわゆる集電耳
である。
ージを図１に示す。縦桟１と横桟２とが伸びて、活物質
３と縦桟１、横桟２との間に隙間４が形成され、集電体
は活物質から電気的エネルギーを取り出すことが不可能
になる。なお、５は集電体上部にある、いわゆる集電耳
である。
【０００５】従来、蓄電池の寿命を延伸する場合、集電
体を厚くして対処する方式が取られてきたが、これでは
蓄電池の体積エネルギー密度や質量エネルギー密度が低
下する問題があった。
体を厚くして対処する方式が取られてきたが、これでは
蓄電池の体積エネルギー密度や質量エネルギー密度が低
下する問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
課題を解決するためになされたものであり、未腐食部が
少ない状態、つまり集電体をなるべく完全に腐食させる
レベル状態で蓄電池の寿命とすることで、エネルギー密
度を低下させることなく寿命の実質的な延伸を図るもの
である。
課題を解決するためになされたものであり、未腐食部が
少ない状態、つまり集電体をなるべく完全に腐食させる
レベル状態で蓄電池の寿命とすることで、エネルギー密
度を低下させることなく寿命の実質的な延伸を図るもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、縦桟及び横桟の
断面積が１５ｍｍ2 以下の鉛蓄電池用集電体において、
縦桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下、かつ横桟間
隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ
以上で２０ｍｍ以下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１
００ｍｍ以下であるとともに、縦桟間隔と横桟間隔の
内、いずれか大きい方の間隔が他方の小さい方の間隔の
２倍以上、かつ２０倍以下であることを特徴とする鉛蓄
電池用集電体により、従来の課題を解決するものであ
る。
断面積が１５ｍｍ2 以下の鉛蓄電池用集電体において、
縦桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下、かつ横桟間
隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ
以上で２０ｍｍ以下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１
００ｍｍ以下であるとともに、縦桟間隔と横桟間隔の
内、いずれか大きい方の間隔が他方の小さい方の間隔の
２倍以上、かつ２０倍以下であることを特徴とする鉛蓄
電池用集電体により、従来の課題を解決するものであ
る。
【０００８】
【作用】従来の技術において、集電体と活物質の密着性
がなくなるとはいうものの、問題は集電体の伸びが左右
均等に発生することであり、一方の桟の伸びを極端に少
なくすれば集電体と活物質との密着性が確保される。そ
のためには、集電体の一方の桟の伸びの力を、他方に比
べ弱くしてやればよい。その手段として、桟の数が異な
るように構成を採用することができる。このことに着目
し、種々検討の結果、本発明者らは縦桟、横桟の相互間
隔を規定すればよいという知見を得た。
がなくなるとはいうものの、問題は集電体の伸びが左右
均等に発生することであり、一方の桟の伸びを極端に少
なくすれば集電体と活物質との密着性が確保される。そ
のためには、集電体の一方の桟の伸びの力を、他方に比
べ弱くしてやればよい。その手段として、桟の数が異な
るように構成を採用することができる。このことに着目
し、種々検討の結果、本発明者らは縦桟、横桟の相互間
隔を規定すればよいという知見を得た。
【０００９】伸びの問題とは別に、集電体鋳造時には直
行する両桟の接点部で溶湯がぶつかりあいながら凝固す
るために、該接点部に鋳造欠陥が生じ、当該部に腐食が
生じやすいという問題もあった。それが、縦桟、横桟の
桟間隔を調整することにより両者の直交点が減り、集電
体鋳造時における溶湯の流れと凝固とがスムーズにな
り、直行する桟の接点部の鋳造欠陥が少なくなり集電体
の耐食性が改善される。
行する両桟の接点部で溶湯がぶつかりあいながら凝固す
るために、該接点部に鋳造欠陥が生じ、当該部に腐食が
生じやすいという問題もあった。それが、縦桟、横桟の
桟間隔を調整することにより両者の直交点が減り、集電
体鋳造時における溶湯の流れと凝固とがスムーズにな
り、直行する桟の接点部の鋳造欠陥が少なくなり集電体
の耐食性が改善される。
【００１０】ここにおいて、縦桟、横桟の間隔は、耐震
性能、強度、電気抵抗等を配慮して設定する必要があ
る。種々検討の結果、縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ
2 以下の鉛蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍ
ｍ以上で１００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で
２０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以
下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であ
るとともに、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい
方の間隔を他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０
倍以下とすれば、従来の課題を解決しうるということを
見いだした。
性能、強度、電気抵抗等を配慮して設定する必要があ
る。種々検討の結果、縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ
2 以下の鉛蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍ
ｍ以上で１００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で
２０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以
下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であ
るとともに、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい
方の間隔を他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０
倍以下とすれば、従来の課題を解決しうるということを
見いだした。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例で説明する。
【００１２】まず、従来の集電体として、縦桟間隔が１
６ｍｍ、横桟間隔が１２ｍｍのものを準備した。次に、
本発明例として、縦桟間隔が７ｍｍ、横桟間隔が２１ｍ
ｍのものを準備した。なお、これら両者はともに桟断面
積が５．０ｍｍ2 で、いずれも鉛−０．１％カルシウム
−０．７５％錫合金で鋳造したものである。
６ｍｍ、横桟間隔が１２ｍｍのものを準備した。次に、
本発明例として、縦桟間隔が７ｍｍ、横桟間隔が２１ｍ
ｍのものを準備した。なお、これら両者はともに桟断面
積が５．０ｍｍ2 で、いずれも鉛−０．１％カルシウム
−０．７５％錫合金で鋳造したものである。
【００１３】これらの集電体以外は同等の構成で２００
Ａｈの電池を準備し、その放電特性試験と寿命性能試験
とに供した。表１に放電特性を示し、表２に寿命試験の
まとめを示す。図２は寿命試験結果を示す図である。
Ａｈの電池を準備し、その放電特性試験と寿命性能試験
とに供した。表１に放電特性を示し、表２に寿命試験の
まとめを示す。図２は寿命試験結果を示す図である。
【００１４】これらより明らかなように、エネルギー密
度において本発明品の方が優れていることが分かる。ま
た、４５℃寿命は、従来集電体を用いた電池では２．７
年（図２、Ｂ）であったのに対し、本発明集電体を用い
た電池では３．８年（図２、Ａ）、６０℃寿命は、従来
集電体を用いた電池では１．０年（図２、Ｄ）であった
のに対し、本発明集電体を用いた電池では１．５年（図
２、Ｃ）であり、本発明の効果が歴然である。
度において本発明品の方が優れていることが分かる。ま
た、４５℃寿命は、従来集電体を用いた電池では２．７
年（図２、Ｂ）であったのに対し、本発明集電体を用い
た電池では３．８年（図２、Ａ）、６０℃寿命は、従来
集電体を用いた電池では１．０年（図２、Ｄ）であった
のに対し、本発明集電体を用いた電池では１．５年（図
２、Ｃ）であり、本発明の効果が歴然である。
【００１５】なお、表１における２５℃推定寿命は、経
験則をもとに上記値から推測したものである。
験則をもとに上記値から推測したものである。
【００１６】上記には、本発明の例として、縦桟間隔が
７ｍｍ、横桟間隔が２１ｍｍ、桟断面積が５．０ｍｍ2
のものを示したが、縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ2
以下の鉛蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍｍ
以上で１００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で２
０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以
下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であ
るとともに、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい
方の間隔が他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０
倍以下であるものについては、同様の結果が得られた。
７ｍｍ、横桟間隔が２１ｍｍ、桟断面積が５．０ｍｍ2
のものを示したが、縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ2
以下の鉛蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍｍ
以上で１００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で２
０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以
下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であ
るとともに、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい
方の間隔が他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０
倍以下であるものについては、同様の結果が得られた。
【００１７】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明は、縦桟及び横
桟の断面積が１５ｍｍ2 以下の鉛蓄電池用集電体におい
て、縦桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下、かつ横
桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４
ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上
で１００ｍｍ以下であるとともに、縦桟間隔と横桟間隔
の内、いずれか大きい方の間隔が他方の小さい方の間隔
の２倍以上、かつ２０倍以下であることを特徴とする。
桟の断面積が１５ｍｍ2 以下の鉛蓄電池用集電体におい
て、縦桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下、かつ横
桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、又は縦桟間隔が４
ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、かつ横桟間隔が２０ｍｍ以上
で１００ｍｍ以下であるとともに、縦桟間隔と横桟間隔
の内、いずれか大きい方の間隔が他方の小さい方の間隔
の２倍以上、かつ２０倍以下であることを特徴とする。
【００１８】これにより、エネルギー密度と寿命性能と
はトレードオフの関係、つまりエネルギー密度と寿命性
能とは背反するといわれてきた従来の常識を打ち破り、
寿命性能が良好で、エネルギー密度の優れた鉛蓄電池を
提供することができる。
はトレードオフの関係、つまりエネルギー密度と寿命性
能とは背反するといわれてきた従来の常識を打ち破り、
寿命性能が良好で、エネルギー密度の優れた鉛蓄電池を
提供することができる。
【図１】従来の集電体の寿命劣化イメージを示す図であ
る。
る。
【図２】寿命試験結果を示す図である。
１ 縦桟 ２ 横桟 ３ 活物質 ４ 桟と活物質との間の隙間 ５ 集電耳
【表１】
【表２】
Claims (1)
- 【請求項１】 縦桟及び横桟の断面積が１５ｍｍ2 以下
の鉛蓄電池用集電体において、縦桟間隔が２０ｍｍ以上
で１００ｍｍ以下、かつ横桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍ
ｍ以下、又は縦桟間隔が４ｍｍ以上で２０ｍｍ以下、か
つ横桟間隔が２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であるとと
もに、縦桟間隔と横桟間隔の内、いずれか大きい方の間
隔が他方の小さい方の間隔の２倍以上、かつ２０倍以下
であることを特徴とする鉛蓄電池用集電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180846A JPH097605A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 鉛蓄電池用集電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180846A JPH097605A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 鉛蓄電池用集電体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097605A true JPH097605A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=16090388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180846A Pending JPH097605A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 鉛蓄電池用集電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH097605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001057210A (ja) * | 1999-08-17 | 2001-02-27 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形鉛蓄電池 |
-
1995
- 1995-06-22 JP JP7180846A patent/JPH097605A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001057210A (ja) * | 1999-08-17 | 2001-02-27 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形鉛蓄電池 |
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