JPH10188996A - 鉛蓄電池用格子体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、鉛蓄電池、特にその電極の格子体に
関するものであり、蓄電池の重量エネルギ−密度を上げ
るために電極を軽量化することを目的とする。 【解決手段】１は鉛合金よりなる耳部であり、枠骨２や
集電骨３と導通しており、極板全体の電子の授受をして
いる。枠骨２、集電骨３ともに鉛合金であって、ガラス
繊維シート４と共に一体鋳造成型されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池、特にそ
の電極の格子体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池は、充・放電の安定性等が優れ
ているため、商品化されてから長年に亘って使用されて
おり、多くの使用実績があるが、他の系の二次電池と比
較すると重量エネルギ−密度が低く、このため電池自身
が重たくなることが大きな短所となっている。そこで、
現在のコ−ドレス社会においては、ポ−タブル電源のひ
とつとして需要は拡大してはいるものの、他の電池系と
の比較においてさらなる軽量化、ハイパワ−化、長寿命
化が鉛蓄電池には要望されている。従来のシ−ル型鉛蓄
電池の重量エネルギ−密度は、約３４〜３５WH/kgが一
般的であったが、電気自動車（ＥＶ）、ポ−タブル電源
などの用途としてさらに約４０〜４５WH/kgの高エネル
ギ−密度タイプが要求されている。

【０００３】一般的な鉛蓄電池は、鉛または鉛合金から
なる格子体上に、正極活物質として酸化鉛を、負極活物
質として鉛を塗着させ、極板を形成させる。この正極板
と負極板とをガラス繊維を主成分とするセパレ−タを介
して対向させ、電極群を形成する。この電極群を耐酸性
や耐衝撃性の高い合成樹脂からなる電槽内に収めて、希
硫酸である電解液を注入することにより構成されてい
る。

【０００４】これまでの鉛蓄電池用格子体は、重力鋳造
方式、エキスパンド方式、打ち抜き方式などによって製
造されており、いずれも格子体材料としては鉛及び鉛合
金以外の材料は用いられていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】鉛蓄電池を構成する部
品の内で、その部品の果たす機能を低下させる事なく軽
量化するには、格子体を軽量化できれば鉛蓄電池として
軽量化される効果が大きい。鉛蓄電池の格子体に要求さ
れる機能としては、(1)充電、放電における活物質の導
電体として充電時の通電機能、放電時の集電機能、(2)
格子体と、活物質との保持機能、(3)電池内の酸化、還
元反応に対する耐食性の３つである。

【０００６】しかし、電池の内部における激しい酸化還
元反応や、極板の膨張、収縮に耐え得る保持力等、格子
体の上記機能を満足させる材料および構造は、非常に難
しく、得難いものであった。

【０００７】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、鉛

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電極の格子体として有機化合物または無機
化合物の網目状のものに、鉛または鉛合金からなるメッ
シュ状のシ−トの上に、集電部を鉛及び鉛合金を用いて
形成している。これらの軽量化は、特に負極において効
果的である。なぜなら、負極は活物質として鉛を用いて
いるため、この鉛自体に導電性がある。よって、導電部
または薄膜を極小にすることができる。また、負極板は
正極板に比べて、腐食反応が少ないので集電部を従来に
比べて大きく削減することができる。

【０００９】格子体素材としては、有機化合物もしくは
無機化合物の２次元または３次元の網目状のシ−トが考
えられるが、実施例では、ガラス繊維よりなる２次元構
造の網目状のシ−トを使用している。これらの繊維の表
面に鉛、鉛合金の薄膜を蒸着、溶着などによって形成
し、導電性を持たせることもできる。

【００１０】軽量化の手段として、導電性としては最低
限の鉛合金を使用し、保持性としては他の軽量材料を利
用することによって、極板に用いられる格子体としての
性能を維持しながら、鉛蓄電池の総重量を削減して重量
エネルギ−密度を向上することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の極
板格子体の正面図である。また、図２は同じ本発明の実
施の形態の極板格子体の側面断面図である。図におい
て、１は鉛合金よりなる耳部であり、枠骨２や集電骨３
と導通しており、極板全体の電子の授受をしている。枠
骨２、集電骨３ともに鉛合金であって、ガラス繊維シー
ト４と共に一体鋳造成型されている。

【００１２】一般的な鋳造機での実施例を述べる。一般
的な鋳造機は、二枚の合わせ鋳型に極板格子体の溝形状
を刻んであり、そこに、溶融鉛合金を注湯し、極板形状
の溝全体に溶融鉛が充満し、溶融鉛の冷却後、極板を取
り出し、トリミングして鋳造格子ができあがる。実際に
は、鋳型の表面に断熱材のコルクを塗布して溶融鉛が冷
えるのを遅らせて、溶融鉛が溝全体に充満し、その後冷
却するようにしている。通常、溶融鉛の温度は、500 ℃
位であり、鋳型の温度は、250 ℃位である。コルクの塗
布厚みは、0,1〜0,3mmであり、鋳造のサイクル５sec の
間に一瞬の保温と冷却を行っている。このほかに、コル
クは、鋳型の熱変形による、歪み、スキマの修正を行っ
ている。従って、鋳型が閉じた状態でも両型面の間に
は、コルクの厚み分のクッションがあり、本実施例は、
このコルクのクッションを利用して行うものである。

【００１３】鋳型にワク骨、集電骨、耳部を形成する溝
加工を施し、鋳型の間のコルクのクッション面に、タ
テ、ヨコの寸法が極板寸法と同一寸法のガラス繊維格子
状の薄いシ−ト（0.1〜0.3mm) を供給し、鋳型を閉じて
コルクのクッション面でガラスシ−トを保持する。その
状態で、鋳型に溶融鉛合金を注湯して、鋳型の溝形状に
沿った格子骨、ワク骨とガラス繊維製シ−トを一体鋳造
し、冷却後、ガラス繊維と鉛による鋳造複合格子体を取
り出し、トリミングした後、複合軽量鋳造格子体が完成
する。このようにしてできる複合格子体は、ガラス繊維
シ−トの分の鉛合金が削減でき、通常の製品に比べて30
〜40％の重量削減ができた。複合軽量格子体の厚み方向
における、ガラス繊維シ−トの位置は、通常は、合せ型
のセンタ−中央部に位置するが、鋳型の設計を変えるこ
とにより任意に設定ができる。例えば、鋳型の一方をほ
ぼ、平らにすれば、ガラスシ−トが、複合格子体の表面
部に鋳造成型させることができる。

【００１４】複合鋳造格子体は、次の工程で正極、負極
それぞれ活物質をペ−ステイングされて、ペ−スト極板
ができる。このとき、ガラス繊維シ−トの格子形状の目
は、（３〜６cm角）位の大きさがあれば、ペ−ステイン
グ工程で、ペ−ストが塗れ、軽量ペ−スト極板が完成す
る。

【００１５】また、ガラス繊維シ−トに、鉛、鉛合金の
薄膜を蒸着、ラミネ−トコ−テイングなどで形成したシ
−トも、上記と同様な方法で、一体鋳造することは、容
易である。また、コスト面でも、ガラス繊維シ−トの材
料費は安いので、複合鋳造格子体を設備的に、連続鋳造
化することによる、経済的メリットは大きい。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、鉛蓄電池
の格子体としては、複合軽量格子体を用いることがで
き、鉛蓄電池の重い欠点が、軽減され、重量エネルギ−
密度が、改善された。材料費も低減され、これらによる
工業的経済効果は、大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す複合鋳造格子体の正面図

【図２】本発明の実施例を示す複合鋳造格子体の断面図

【符号の説明】

１ 鉛合金製耳部 ２ 鉛合金製枠骨 ３ 鉛合金製集電骨 ４ ガラス繊維シ−ト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機化合物もしくは無機化合物からなる
   網目状物に、鉛もしくは鉛合金からなる導電部を設けた
   ことを特徴とする鉛蓄電池用複合格子体。
2. 【請求項２】 有機化合物もしくは無機化合物からなる
   網目状物の表面に、鉛もしくは鉛合金の薄膜が形成され
   ていることを特徴とする鉛蓄電池用複合格子体。
3. 【請求項３】 有機化合物もしくは無機化合物は繊維状
   である請求項１または２記載の鉛蓄電池用複合格子体。
4. 【請求項４】 繊維状の有機化合物は、炭素繊維、ポリ
   アミド繊維から選ばれる請求項３記載の鉛蓄電池用複合
   格子体。
5. 【請求項５】 繊維状の無機化合物は、ガラス繊維、炭
   化ケイ素繊維から選ばれる請求項３記載の鉛蓄電池用複
   合格子体。
6. 【請求項６】 有機化合物もしくは無機化合物からなる
   網目状物と、鉛もしくは鉛合金からなる導電部とは一体
   鋳造成型されたことを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電
   池用複合格子体。