JPS63200463A - 密閉型鉛電池 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は鉛電池、特に小型で且薄型の密閉型鉛電池に関
するものである。

（ロ）従来の技術 一般に、小型で且薄型の電池は例えば特開昭６０−２１
６４４０号公報に示されているように、外装ケースを兼
ねる集電体を用い、正負極集電体の間に発電要素を配置
すると共に、その側縁部間に熱溶着性の樹脂枠を配置し
各集電体と樹脂枠とを熟溶暑して密閉する構造を呈する
ものである。

而して、鉛電池では電解液に硫酸を用いるため、前述せ
る構造のように外装ケースを兼ねる集電体と電解液とが
直接接触する構造であると、集電体を構成するニッケル
、鉄或いはステンレスなどの金属が電解液により腐蝕し
、脆弱化して破壊に至るため鉛電池には採用できないも
のである。

又、前述せる構造では集電体と樹脂枠との接合端部が露
出しているため、電池取扱中に接合端部にひっかかりが
生じ、集電体と樹脂枠とが剥離する懸念がある。更に、
前述せる構造では電池内圧の上昇を要因とする電池の破
壊を防止するための安全弁を付設することができない。

そこで、本件出願人は小型で且薄型の密閉型鉛電池に好
適する構造を特開昭６０−７７３５６号公報、或いは特
開昭６０−１９３２５７号公報で提案した。その構造は
電池電槽を樹脂からなる一対の分割ケースで構成し、こ
の分割ケースを射出成型によって作成する際に、その内
面中央部に鉛合金類の板状集電体を一体化させると共に
分割ケースに安全弁機構を付与し、そしてこの一対の分
割ケースの集電体間に発電要素を配置すると共に分割ケ
ースの周縁部間を超音波溶着により溶着して密閉するも
のである。

（ハ）　発明が解決しようとする問題点特開昭６０−７
７３５６号公報或いは特開昭６０−１９３２５７号公報
で提案せる鉛電池は、樹脂製の分割つ・−スを外装体と
しており、この樹脂製の分割ケースと、ケースに一体化
された集電体との剛性によって電池の内圧に対する強度
を保つ必要があるため樹脂製分割ケースの材質を厚くせ
ざるを得す、その結果として発電要素の収容容積が小き
くなり、電池の体積効率を大きくすることができないと
いう問題がある。又、ケースが水蒸気透過性を有する樹
脂で構成され、且この外装体と鉛合金部の集電体とを射
出成型で一体化しているため、電池組立時におい℃は集
電体の存在によって電槽の上下面を介しての水蒸気の透
過を阻止しうるが、充放電を繰返すと電解液が集電体と
樹脂製外装体との間に浸入し、この浸入した電解液中の
水分が水蒸気として樹脂製外装体を透過するようになり
電解液の枯渇を引起し、電池寿命が低下するという問題
がある。

本発明は、前述せる従来電池の問題点を解消することを
目的とするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 発電要素と対向する面を樹脂フィルムで被覆した金属板
の周縁部を樹脂枠に埋設した一対の分割ケースを用い、
この一対の分割ケース内に発電要素を収納し、各分割ケ
ースの樹脂枠同志を溶着し密閉化して鉛電池とする。

（ホ）作用 本発明電池構造によれば、電池の内圧上昇で変形を受は
易く且電解液中の水分が透過し易い電槽の上下面が樹脂
フィルムで被覆した金属板で構成きれており、金属板は
強度に富み且水蒸気の透過を防止できると共に、樹脂フ
ィルムによって金属板と電解液との接触を阻止し金属板
の腐蝕を防止できる。それ故、ケースの材厚を樹脂のみ
で構成する場合に比して薄くでき、発電要素の収容容積
を大きくできる。又、樹脂フィルムで被覆した金属板の
周縁部は樹脂枠に埋設きれており外部に露出していない
ため、ひっかかりなどの外力によって金属板と樹脂枠と
の間に剥れが生じることがない。

更に、従来は前述した如く樹脂製分割ケースと集電体と
の間の接合を射出成型時に行っており、樹脂と金属とい
う異種材料の接合となるため、充放電を繰り返すとその
接合面から寛解液である硫酸の浸入が認められ、水蒸気
が透過するという問題があったが、上記手段の如く金属
板の発電要素と対向する面を被覆せる樹脂フィルムと樹
脂枠との接合が、樹脂同志で行なわれるので、気密、且
液密である構造が得られ、接合面からの電解液の浸入を
防止し、且前記金属板は電解液による影響を受けること
なく水蒸気の透過を抑制しうるので、電解液の枯渇を抑
えることが可能となる。また、電池の密閉についても、
樹脂枠同志を超音波溶着などにより容易に且確実に行う
ことができる。

（へ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。

第１図は、厚み０．３−引張り強度７０ｋｇ、ｌ’爾り
以上鋼板を、皿形にプレス機により打ち抜き成型し電槽
プレート１としたものを示す図である。尚、この電槽プ
レートの発電要素と対向する凹部には、ポリエチレン（
鋼（金属）板２ａの側）−ポリスチロール（発電要素（
Ｊｌ　）の厚み０．１ｍの２重樹脂フィルム２ｂで被覆
しである。この電槽プレートを用い、電槽プレートをイ
ンサート射出成型により、周辺をスチロール系の樹脂で
モールドし、電槽３とする。これらの電槽は第２−ａ、
２−ｂ図に示される如く、それぞれ陽極電槽３ａ、陰極
電槽３ｂであって、同様に形成される。尚、以下の工程
は陽極について述べるが、陰極についても同様である。

第４図に示す如く、陽極電槽３ａのリード取り出し口４
に、あらかじめ打ち抜き成型しておいた鉛よりなる集電
板５（第３図）のリード部６を挿入し、瞬間接着剤によ
り集電板５を、陽極を槽３ａの鋼板２ａを樹脂フィルム
２ｂで被覆した側において、樹脂にモールド成型きれて
いない部分の樹脂フィルム表面に、固定する。

次に、リード取り出し口４から突出せるリードＨａに、
端子Ｆｉ７をスポット溶接し、端子取付部８に取り付け
、陽極端子付電槽３Ａとする（第５図、　参照）。

この陽極端子付電槽３Ａと、同様にして作製した陰極端
子付電槽３Ｂの集電板５を有する凹部に、酸化鉛と結着
剤よりなるスラリーを充填、乾燥させた電極活物質９で
、希硫酸よりなる電解液を含浸きせたガテスセバレータ
１０をはさみ、陽極電槽３ａに形成した安全弁装着部１
１に安全弁１２を装着し、陰、Ｆ４極電檀の樹脂枠同志
を超音波溶着により、気密液密に、第６図に示す如く接
合し、本発明による密閉型鉛電池を得た。

このようにして作製した電池のそれぞれ陰陽極電槽にお
いて、従来の樹脂のみで形成したもの（特開昭５０−７
７３５６号公報に記載されたもの）は電槽プレート部分
の厚みが０．９ｍ程度必要であったのに対し、本発明に
よるものは０．４肛迄薄くすることが可能であり、更に
強度的には同等以上のものとなっており体積効率、更に
詳しくは電池の体積エネルギー密度、に換算すると約３
０％向上させることができた。

又、水蒸気の透過を抑制する効果も得られたが、これに
ついては鋼板の被覆に用いる樹脂フィルム２ｂの種類に
よって多少程度の差が存在する。

前述の実施例においては、ポリエチレン（鋼板側）−ポ
リスチロール（発電要素側）を用い樹脂枠のインサート
射出成型時にスチロール系の樹脂を用い樹脂枠を形成し
たため、成型時スチロール同志のカロ熱相互溶融が行な
われ、樹脂フィルムと樹脂枠間の高い密着性が得られた
ものである。

表に鋼板の被覆にポリエチレン−ポリスチロールを用い
たもの（実施例で示したもの）Ａ１ポリエチレンを用い
た鋼板とフｒルムを加圧加熱融着させないものＢ、ポリ
エチレンを用い銅板とフィルタを加圧加熱融着させたも
のＣ１及び従来の電槽を用いたもの（特開昭６０−７７
３５６号公報に記載されたもの）Ｄを用いて比較検討し
た結果を示す。

尚、耐圧とは、超音波溶着により周囲を密封した電槽に
対し強制的にエアーを吹きこみ鋼板と周囲樹脂枠の境界
（第７図１３）部から気泡が出てくるときの圧力を示し
、透過減量とは、それぞれの電槽に水のみ入れ超音波で
密封し４０℃恒温槽に１力月投入後に投入前との重量差
を求め従来品のｇｆｉを１００％としたときのそれぞれ
の減液の割合を百分率で示したものであり、電池厚みと
は、電池内Ｉモを０．５ｋｇ／ｃｍ２にしたときの電池
の厚みを示すものであり、初期の電池厚みは６．４−で
あった。

この結果より、樹脂フィルムとしてポリエチレンを用い
加熱加圧していないものは、電池内圧を０．５ｋｇ／ｃ
ｒｒｌ’とした時、樹脂枠と鋼板の間から空気が漏れ、
透過量も従来品りの１００に対し２１０以上と多いもの
であり、気密性に問題があることがわかる。ただし、ポ
リエチレンの樹脂フィルム一層のみの場合であっても、
フィルム−樹脂枠間の接触部を加圧しながら加熱したＣ
は、従来品りよりも気密性の向上が計られている。この
向上の度合は、樹脂フィルムと、樹脂枠に用いられる樹
脂の相性により変化するものであり、最も望ましいのは
前記実施例に示した如く、同種の材料を用いたものであ
る。このときの水蒸気の透過はきわめて少なく、この種
電池の保存寿命が従来品に比べ、約２倍になった。

尚、樹脂枠の材料としてポリエチレンを用いると、超音
波溶着により陰、陽極′ｒＭ、積の接合を行なう場合、
！ＩＩｉ度及び歩留りが悪いという問題点を有する。

（ト）発明の効果 本発明の密閉型鉛電池は、電槽の強度を向上しうるとと
もに電池の体積エネルギー密度を約３０％　　界。

向上させることができ、更に、水蒸気の透過をされめて
低く抑えることができるので電池の保存寿命を向上させ
ることが可能となり、その工業的価−値はきわめて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は電槽プレートの斜視図、第２−ａ図は陽極電槽
の斜視図、第２−ｂ図は陰極電槽の斜視図、第３図は集
電板の斜視図、第４図は陽極電槽組立概念図、第５図は
密閉型鉛電池の分解斜視図、第６図は密閉型鉛電池の斜
視図、第７図は第６図における密閉型鉛電池のＡ−Ａ　
’方向の縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発電要素と対向する面を樹脂フィルムで被覆した
   金属板の周縁部を樹脂枠に埋設してなる一対の分割ケー
   スと、前記一対の分割ケース内に収納される発電要素と
   を備え、各分割ケースの樹脂枠同志を溶着して密閉する
   ことを特徴とする密閉型鉛電池。