JPS6164065A - 鉛蓄電池用セパレ−タ板、その組立体およびこれらを用いる鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、一般に鉛蓄電池、一層詳細にはこのような
電池において、一対の同様なセパレータ板の間に電池の
陰極板を密閉し、かつ電解液用流通流路又は導水路を設
けたセパレータサンドイッチを形成するのに用いる新規
なセパレータ板に関する。

鉛蓄電池は、電極板のスタック（ｓｔａｃｋ）　、並置
した酸化物保持マット及びケーシングに入れ液体酸浴に
沈めたセパレータ板を備える。セパレータ板は、重ねた
電極の間の狭い空間を直接横切る電気的短絡を防止する
ために、電極板の間に置く。

セパレータ板と電極板との間にはさんだガラス繊維保持
マットは、電気エネルギーを発生ずる間に電極板が落と
した酸化物物質を多く保持し、かつ酸浴液を通るそのけ
ん濁移行を遅らせる。

この種の電池における問題は、セパレータ板の側部、頂
部及び底部のまわりに電極板の．縁部で起こることがで
き、液体酸浴中にけん濁した酸化物物質により促進され
る「トリーイングＪ　（ｔｒｅｅ＋ｎｇ）又は電気的短
絡路である。この「トリーイング」効果の減少又は軽減
、特に電極の縦の側部における、また電池スタックの厚
さの増加を避ける方法による減少又は軽減は好ましい。

このような鉛蓄電池においては、通常陽極板が陰極板よ
り厚い。また、電極板を交互に、かつ適当に分離して重
ねるために、電解液の適度にしてじゅうぶん循環に対す
る対策も必要である。従来技術は、これらの要求を落下
問題の理由で陰極板の独立の、適当な包み込み、カプセ
ル封入又は被覆により処理した。陰極板の厚さが約０．
３１８〜０、３９４　ｃｍ（０．１２５〜０．　１５５
　インチ）であるのに対し、陰極板の厚さは約０．６３
５　ｃｍ（０．２５０インチ）であるので、陽極板の処
理に成功しても、付随する利点として同一所定の大きさ
の蓄電池に用いる電極板数の増加に成功するには至らな
かった。

この問題を陽極板に関して取扱う米国特許を引用すると
次のとおりである： 第８５２５６９号リントン（Ｌｙｎｄｏｎ）第１２４フ
１２３ 第１５２６８８９号ウェスト（Ｗｅｓｔ）第２０４フ１
７９ 第２２５６１０５号シャンク（Ｓｈａｎｋ）第２４９０
６３０号シャージン（Ｊａｒｄｉｎｅ）第３２０１２８
０号ユモト（Ｙｕｍｏｔｏ）この発明は、陰極板をポケ
ットに入れ、これに伴って電極板間の短絡を防止するセ
パレータ板を提供し、これによりこの発明が関係する鉛
蓄電池で従来達成したよりもセル当りの電極数を増し、
電気抵抗を減じ発生電圧を上げ電気的容量を大きくする
ことを可能にする。電池を組立てる場合、電極間の短絡
を避けるために陽極板を包む必要はもはやない。また、
この発明は、このような蓄電池に対し自動化組立技術を
用“、）ろ気を＋ａ−させるっ発明の要約 陰ｉ［用セパレート阪は、ポリ塩化ビニルのような適当
に強い合成樹脂で形成して提供される。

一対の同様なセパレータ板を、板の間に陰極板を有し、
従来のガラス繊維保持マットを含むサンドイッチ組立体
として組立てる。各板は、板の一対の反対側のふち縁部
に沿って一体に形成した、協同的に合わせ嵌合する係止
及び密封機構の半分を有する。セパレータ吸サンドイッ
チ組立体を形成する場合、対の板を１８０度相今度え互
いに平行して板が互いに係止し板を前記ふら縁部に沿っ
て密閉することができる前記機構の前記合わせ半分をを
するようにする。

係止密閉機構は、セパレータ板と一体につくり、互いに
嵌合した場合、陰極板と間隔を保って、前記反対側のふ
ち縁部においてサンドインチ組立体の頭部ぶち縁部から
底部ぶち縁部に延在する電解液の流通導水路を提供する
。かくして、組立てたセパレータ板は、陰極板及び電解
液に対する流通流路のためのポケット構成を提供する。

更に、各成形板部材は、前記機構の反対側で該部材表面
に沿う、陽極板を位置調整して配置するための直立又は
突出するアバツトメント（ａｂｕｔｍｅｎし）を備えて
形成しうる。

一対のセパレータ板の間にはさむ陰極板は陽極板よりは
るかに薄いので、一体壁部材として成形した、この発明
のセパレータ板が実現可能であることは注目すべきであ
る。これは係止密封機構が適当な寸法となり、なおサン
ドイッチ組立体を成功させるにじゅうぶんな構造強度を
保つことを可能にする。

この発明のセパレータ板の多数の例を種々の係止密封機
構を示しながら説明する。

好ましい例の説明 図面に示すように、鉛蓄電池１０は、ケーシング１４の
ジャー１２、そのふたは図示されない、を備える。また
、くぼみ１６の中の液体酸浴及び陽極板及び陰極板を合
わせるターミナルポストも示されない。これらはよく知
られる。ジャー１２のくぼみ１６内に電極板スタック１
８、酸化物物質（吊持マット及びセパレータ板がある。

２０．２２　ｕび２４のような陰極板及び２６．　２８
及び３０のような陽極阪をスタック［８全体に互いには
さむように配列する。更に、電池１０はジャー１２のく
ぼみ１６の底部にスタックを置き、酸化吻物質沈降吻の
蓄積のための自由空間を提供するフリンソ３２を備える
。セパレータ坂サントインチ組立体３４，　３６．　３
８がそれぞれ陰極板２０，　２２。

２４及びそれらの並置保持体又は保持マットを取囲む。

保持マット４０の一つは中を見せるために陰極板２４か
ら切開いてはがして示す。

セパレータ板サンドイッチ組立体３４は、組立体３６、
　３８などのセパレータ板組■体と同じてあり、ポリ塩
化ビニルのような耐酸性材料で成形した、一対の同様な
薄い、平面の、長方形セパレータ板４２及び４４からな
る。板４２と４４は、構造及び形状が同じである。その
中央部、即ち４２′及び４４′は厚さを減じてそれぞれ
凹所４６及び４８を提供する。壁４２′及び４４′は縦
に延在する横ふち部５０及び５２並びに５４及び５６に
沿って、それぞれ協同係止機構６０？二より合わせる。

このように合わせた、平行な、間隔をおいた璧４２′及
び４４′は、それらの間にサンドイッチ組立体の高さに
延在するポケット６２を提供する。

第３図において、陰極板２０と並置保持マツトロ４及び
６６は、仮壁４２′及び４４′の間にはさまれてポケッ
ト６２に摩擦的に係合される。ポケット６２の厚さ、す
なわち璧４２′及び４４′の内部表面６５と６７との間
の距離は、保持マツトロ４と６６が組立スタックにおい
て陰極板２０と壁４２′及び４４′との間でわずかに圧
縮される程度の大きさとする。これは、セパレータ板組
立体３４を電極板２０に対して重力の引力に抗して垂直
に保持する。電極板２０とマツトロ４゜６６の幅は、係
止筬構６０の間のポケット６２の寸法より小さくて垂直
に延在する酸流路６８及び７０が得られるようにする。

流路６８及び７０は、電極板２０の側縁部に沿う液体酸
の自由な流れを垂直流れの形で提供する。これは電池構
造の電気抵抗を低減する。

セパレータ板組立体３４は、板壁４２′及び４４′の外
側表面７２及び７４上にそれぞれ２対の突出又は直立し
たアバツトメント又は肩部を備えることができる。１対
の肩部７６は、壁４２′のふち部５０及び５２に配列し
、他の対の肩部７８は壁４４′のふち部５４及び５６に
配置する。肩部７６及び７８は、並置保持マット８０及
び陽極板２６のための配置又はセンタリング構成を形成
する。マット８０は、ガラスマント及び市販される絶縁
セパレータからなる保持セパレータである。肩部７６及
び７８は、スタック１８の組立て中隔極板２６及び８０
のようなそれらの並置保持マットのセンタリングを助け
る。この例において、肩部７６及び７８は、壁４２゛及
び４４′の外側表面からの単純な突出部に傾斜側面を付
す。他の幾何学的形状を同じ作用を得るために使用しう
る。係止機構６０の密封作用のため、従来技術の電池で
行ったような陽極板の隔離包み込みは除かれる。

係止機構６０は、漢ふちＢ５０．５２．５４及び５６を
「トリーイング」から密封する作用をする。この作用を
達成する若干の異なる構造を示す。第２及び３図におい
て、係止機構６０はビンをソケット又は溝形構成８２及
び８４をふち部５０及び５４にそれぞれ、また相当する
上げ及びくぼみ構成８６及び８８をふち部５６及び５２
にそれぞれ備える。上げ及びくぼみ構成は、スタック１
８に加えた圧縮力下にそれぞれのそろえた相手と挨合し
、組立体３４のセパレータ板の嘆ふち部を密封する。

璧４２′及び４４′は、一定の幾何学的形状の細長い成
形又は押出し部材から切断する。一方の漢ふち部は８２
のような上げ構造を備えて形成し、他方反対側の横ふち
部は８８のようなくぼみ構造を備えて形成する。成形品
又は押出品を所望の長さに切断してワ４２′及び４４′
を得、また壁は、１８０度一方に対して平面を回転させ
ることにより所望の合わせ構造が互いに向き合って適当
に配列される。

このようにして、セパレータ板組立体３４を一対の同様
なセパレータ板成形品又は押出品から形成する。この特
徴は、示した例のすべてにおいて達成される。係止筬描
６０の構造は、断面で示すのみであるけれども、それら
は縦にセパレータ板４２及び４４の横ふち部の全長に沿
って一定の断面形状をなして延在する。

第４．５及び６図に、セパレータ阪サンドイッチ組立体
３４を陰極板２０及びその保持マツトロ４及び７７を該
組立体の係止機構をじゅうぶん嵌合させて圧縮し取囲む
状態を示す。

各側の係止機構は個々のセパレータ板４２又は４４の反
対側の横ふち部で対称であるので、一方の漢ふち部にお
ける係止部を説明すれば全体の嵌合構造の理解にはじゅ
うぶんである。

第４図において、係止機構６０′は、ふち部５６上に突
出構成９０を、またふち部５２上にくぼみ構成９２を備
える。構成９０及び９２は、それらの厚いボディｒＶＪ
形断面部分９０′及び９２′を有し、該部分がサンドイ
ッチ組立体３４′を密封するのに必要な強度を与える。

セパレータ板４２及び４４の部分において、この例で同
一のものは同一符号を付した。

第５図において、係止機構６０″は、ふち部５６上に上
げ構造９４を、またふち部５２上にくぼみ構造９６を係
止組立体３４″のために備える。構造９４及び９６は、
二重直角の幾何学的形状を有し、合わせ嵌合される協同
部分９４′及び９６′を備える。

ニー１’！　６図：二ｂ’ｔ）で、係止機構６０　　は
、ふち部５６上に形造ｔＭ’ｆ造９８を、またふち部５
２上に形造構造１００を密封組立体３４″′のために備
える。構造９８及び１００は、直角を削った、あるいは
一対の協同鈍角又は斜角の幾何学的形状を有し、該形状
を合わせ嵌合させ９８′及び１００′に見るように相互
に係止しつる。

これらの例のすべてにおいて、向かい合う壁の（黄ふら
部は、この種電池で従来起こった「トリーイング」効果
に対して密封される。

陰極板２０及びマツトロ４及び６６をセパレータ板組立
体３４にはさむことにより、陽極板及びそのマットを類
似のセパレータ板で取囲む場合より、スタック１８にお
ける材料の使用が少なくてすむ。陽極板は陰極板より厚
いので、セパレータ板３４′の前記係止機構を陽極板に
対して設けるには、材料を多く要し、かつ電池の重量が
増大する。また、６０のような協同係止密封機構の大き
さ及び形状も、それらの間でポケット構成中に陽極板を
収容するように大きくする必要がある。これは、セパレ
ータ仮に用いる成形プラスチック材料に要求される強度
を考えると実行不可能である。

この発明を実施することにより、鉛蓄電池における重要
な実際的利点が達成される。これらには電池の製造及び
組立てにおける重要な経済性、一層低い電気抵抗、一層
高い電池電圧の持続及び一層薄い組立体とそれによるセ
ルあたりのプレート数の増加の実現が含まれる。また、
電極板の一層大きい表面積が電解液に露出し、これによ
りジャーの同一空間体積において、又は全電池に対し一
層大きい容量を提供する。また、陽極板の隔離包み込み
を除くことにより、セパレータ阪サンドイッチ組立体を
用いる、この発明の電池の組立体は、自動化可能である
。

この発明の修正と変更は、前記教示を参考にすれば可能
である。したがって、この発明の特許請求の範囲の範囲
内で、この発明は、特定して述べたより外の仕方で実施
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ケーシングを一部断面で示した、この発明を
含む鉛蓄電池の斜視図、 第２図は、陰極板及び並置保持マットを取囲む、この発
明のセパレータ板の斜視図、 第３図は、陰極板、陽極板及び並置保持マットに関して
配置した、この発明のセパレータ板の端部平面図、 第４図は、係止機構の別の例を示す、この発明のセパレ
ータ板の端部部分平面図、 第５図は、係止機構の別の例を示す、この発明のセパレ
ータ仮の端部部分平面図、 第６図は、係止機構の別の例を示す、この発明のセパレ
ータ板の端部部分平面図である。 ＩＯ・・・鉛蓄電池　　　　　　１２・・・ジャー１４
・・・ケーシング　　　　　１６・・・くぼみ１８・・
・電極板スタック　　　２０．２２．２４・・・陰極板
２６、２８．３０・・陽極板　　　　３２・・・ブリッ
ジ３４、３６．３８・・・セパレータ仮サンドイッチ組
立体４０・・・酸化物保持マツ）　　　４２．４４・・
・セパレータ板４２’、４４　　電・璧　　　　　４６
．４８・・・凹所５０、５２．５４．５６・・・横ふち
部６０、６０　’　６０　’　６０”’・・・係止機構
６２・・・ポケット ６４、６６・・・酸化物保持マツト ロ８、７０・・・酸流路　　　　７２．７４・・外側表
面７６．７８・・・肩部８０・・・保持マット８２、８
４・・・溝形構成

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電解液を入れるケーシング、ケーシング内に直立す
   る交互組立体をなす陰極板および陽極板のスタック並び
   に各電極板の反対側の表面に並置した酸化物物質保持マ
   ットを有する鉛蓄電池において、 Ａ、近い横ふち部に沿って突出構成により互いに間隔を
   おき、かつ近い横ふち縁部に沿 って合わせ、これにより頂部及び底部の縁 部に開口するポケット構成を形成するよう にし、ポケット構成の中で間に陰極板及び 並置保持マットをはさむようにした１対の 同様な向かい合う平面状壁セグメントから なる各陰極板用セパレータ板サンドイッチ 組立体； Ｂ、前記突出構成と一体に形成し、互いに係止してセパ
   レータ板組立体の横ふち部を密 封し、これを抜けて前記陽極板と陰極板と の間の短絡を起す電気径路を封じ、しかも 陰極板に関して電解液の流通を可能にする ようにした協同的に嵌合させた係止機構； 及び Ｃ、前記壁セグメントが壁の間に陰極板及びその並置保
   持マットを摩擦的に係合するよ うな寸法であり、前記係止機構が垂直に延 在する酸の流路をはさまれた陰極板を横切 る電解液の自由な流れのために電極及びマ ットの横ふち部でポケット構成の中に設け るように構成され前記壁セグメントに関し て配置されること； を特徴とする鉛蓄電池。 ２、前記組立体が壁セグメントと協同する係止機構の半
   分を各備える１対の同様な成形セパレータ板部材からな
   る特許請求の範囲第１項記載の鉛蓄電池。 ３、前記係止機構が壁の一方の横ふち部の内部表面上に
   上げ構成を、また前記壁の反対側の横ふち部の内部表面
   上にくぼみ構成を具える特許請求の範囲第１項記載の鉛
   蓄電池。 ４、前記壁の外部表面上に前記陽極板と並置マットとを
   前記セパレータ板組立体壁に関して配置しセンタリング
   するための肩部機構を具える特許請求の範囲第１項記載
   の鉛蓄電池。 ５、Ａ、外ケーシング Ｂ、突出した電気接点及び接点用電気コネクタ棒を設け
   、ケーシング中に垂直にして組 立てた交互重ね陽極板及び陰極板； Ｃ、電極板の反対側の表面に並置した酸化物保持マット
   ； Ｄ、各陰極板及び付随する保持マットを摩擦取付けで間
   にはさむための１対の同様な成 形セパレータ板； Ｅ、前記セパレータ板の１対の反対側のふち縁部に沿っ
   て協同的に嵌合し、かつ陰極板 との間に線状に間隔をとって陰極板と接触 する電池電解液の通過のための流路を設け るようにした一体の係止密封機構を有する 前記セパレータ板；及び Ｆ、１対のセパレータ板が並置した陽極板及びその保持
   マットのための一体の位置調整 構成を有すること、 を特徴とする鉛蓄電池。 ６、電解液を収容するケーシング、ケーシング中に直立
   する交互組立体をなす陰極板及び陽極板のスタック、各
   電極板の反対側の表面に並置した酸化物物質保持マット
   及び前記各陰極板のためのセパレータ板サンドイッチ組
   立体を有する鉛蓄電池において、 下記により構成されるセパレータ板サンド イッチ組立体； 近い横ふち縁部に沿う１対の突起により互 いに間隔を置き近い横ふち縁部に沿って合わせ、これに
   より頂部及び底部の縁部に開口するポケット構成を形成
   し、ポケット構成の中で陰極板及び並置した保持マット
   をはさむようにした１対の同様な向かい合う平面状壁セ
   グメント； 前記突起と一体に形成して互いに係止しセ パレータ板組立体の横ふち部を密封し前記陽極板及び陰
   極板間の短絡を起こす前記横ふち部を抜ける電気径路を
   封じるようにし、前記向かい合う平面状壁セグメントが
   陰極板及び並置した保持マットの摩擦的係合を可能にす
   るじゅうぶんな距離間隔を置き、かつ陰極板の長さより
   じゅうぶん大きい長さを有して垂直に延在する流路をつ
   くり陰極板と係止横ふち部との間に電解液の流通を可能
   にするようにした協同的に嵌合した係止機構； 及び前記壁セグメントの横のふち縁部に沿 い前記突起の直径方向反対側に面して陽極板及び並置保
   持マットを間に配置し位置調整するようにした１対の直
   立アバットメント； を特徴とする鉛蓄電池。 ７、前記係止機構が溝形合わせ部分を具える特許請求の
   範囲第６項記載の鉛蓄電池。 ８、鉛蓄電池の陰極板用セパレータ板において、一般的
   に長方形の形状の中央が平面状の壁 セグメントを有する、耐酸性合成材料製成形一体板部材
   ； 反対側の横ふち縁部及び上下のふち縁部を 有し、前記横ふち縁部はおのおの壁セグメントの一つの
   面に関し外方突起を有し、前記突起は壁セグメントの前
   記一つの面に関し外方に延在する合わせ嵌合可能な係止
   機構の半分を有する前記壁セグメント； 及び前記壁セグメントの横ふち縁部に沿い、前記一つの
   突起の直径方向反対側に面する１対の直立アバットメン
   ト； を具え、前記板は他のセパレータ板に前記係止機構の前
   記横ふち縁部に沿って合わせることができ、これにより
   上下のふち縁部で開口するポケットを形成するようにし
   、前記ポケットは蓄電池の陰極板及び並置保持マットを
   摩擦的に係合し、かつ板と係止ふち縁部との間に電池電
   解液用垂直流路を設けるようにし、また前記アバットメ
   ントは蓄電池の陽極板及び並置保持マットを配置し位置
   調整するためであることを特徴とする鉛蓄電池の陰極板
   用セパレータ板。 ９、ケーシング、ケーシング中に納めたある量の液体酸
   、ケーシングに入れたはさみ合う陽極板及び陰極板のス
   タックを有し、各電極を１対の並置した酸化物物質保持
   マットの間にはさみ、隣接マット間にセパレータ板を有
   する鉛蓄電池に用いるセパレータ板組立体において、 横ふち部に沿う突出部により互いに間隔を 置き、 前記横ふち部に沿って係止機構により合わ せて頂部及び底部に開口するポケット構成を設けるよう
   にした２枚の向かい合う平面状壁、合わせ構造を前記突
   出部に具えてセパレー タ板の横ふち部をこれを抜ける電気径路から密封するよ
   うにした係止機構、 前記横ふち部に前記突出部と直径方向反対 の側に面して前記平面壁に設けて１枚の前記陽極板とそ
   の間の並置保持マットとを配置し位置調整するためのア
   バットメント、 を具え、前記ポケット構成は前記電池の陰極板と並置保
   持マットを摩擦的に係合し、前記係止横ふら部と係合陰
   極板との間に垂直流路を設けるためであることを特徴と
   するセパレータ板組立体。 １０、電解液を収容した外ケーシング、突出する電気接
   点及び接点用電気コネクタ棒を設け、ケーシング中に垂
   直にして交互に重ねて組立てた陽極板及び陰極板、電極
   板の反対側の表面に並置した酸化物保持マット、陰極板
   の各と付随する保持ットを摩擦取付けで間にはさむため
   の１対の同様な成形セパレータ板、 それらの横ふち縁部に沿う１対の突出部を有し、前記セ
   パレータ板の１対の反対側のふち縁部に沿って協同的に
   嵌合し陰極板から線状の間隔をおいて嵌合ふち縁部と陰
   極板との間に陰極板と接触する電池電解液通過のための
   垂直流路を設けるようにした一体係止密封機構を前記突
   出部に設けた前記セパレータ板、及びセパレータ板の横
   ふち縁部に沿い前記突出部の直径方向反対側に面した、
   陽極板及びその並置保持マットを配置し位置調整するた
   めの１対の直立アバットメントを具える鉛蓄電池。