WO1987005749A1 - Hermetically sealed lead storage battery - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称

密閉形鉛蓄電池

技術分野

本発明は、 ポータ ブル機器等の電源に使用される密閉形鉛蓄 電池の改良に関するも ので、 組立工程が簡単で高速化でき、 低 コス トで信頼性が高く、 容積効率に優れた鉛蓄電池を提供する ものである。

背景技術

ポータブル機器等の電源に用いられる従来の密閉形鉛蓄電池 は、 第 4図に示すよ う ¾構成であった。 第 4図において 1 は、 正極板² と負極板 3およびセパレータ · よ ] ¾る極板群 6を内 部に収納した熱可塑性合成樹脂からなる枠体である。 この極板 群 6の周囲をと 囲む枠'体 1 の開口部は、 ポ リ エチレンフ ィ ル 厶等を内面にラ ミ ネー ト した電槽用金属板ァの周緣が熱溶着さ れて密封される。 5は極柱部、 8は枠体 1 に設けられ電池内 が上昇すると開弁する機能を有する排気弁である。 極柱部 5は ェポキシ系樹脂等の接着剤を充塡硬化した ] 、 あらかじめェポ キシ系合成樹脂ゃボリ エチレン系合成樹脂体をコ — ト したシ— ト状鉛合金を極板耳部にティグ溶接等によ って溶接した極柱を 用いて枠体と電槽用金属板間に熱溶着することによ 、 液密気 密に封口される。

このよ う な構成によ ]?厚さ 1 o∞以下の薄く容積効率の高い 密閉形鉛蓄電池が可能となっていた。 また、 この種の密閉形鉛 蓄電池の排気弁 8は、 第 5図 ，第 6図に示した通 ]? 、 電槽 9を なす枠体 1 の短辺中央部に、 平面底部を弁座 1 5とする凹部 1 4 を設け、 この弁座 1 5の中央に排気口 ^{1 3}を形成するとと もに、 この排気口 1 3を塞ぐゴ ム シ — ト状平弁 ¹ 2 とゴム シ一 ト状平 弁を弾性的に加圧するク ッ シ ヨ ン材 ¹ 1 とを上方から保持し、 かつ前記凹部 1 4を閉蓋するク ッ ショ ン押え板 1 Oとから構成 されていた。 なお、 ク ッ ショ ン押え板 1 oは超音波溶着によ 電槽 9を ¾す枠体 1 に固定されていた。

このよ う 従来の構成では、 極柱部 5の封止にェボキシ系澍 脂等の接着剤を用いるため、 通常接着剤の硬化に 6 0 °Cで 1 時 間程度の条件を必要とする。 従って、 生産能力を向上させるこ とが、 製造工程上困難である。 また、 エポキシ澍脂ゃポリ ェチ レ ン系樹脂をコー ト したシ — ト状鉛合金を ¾板耳部に溶接する 方法では、 溶接の信頼性ゃコス ト面で問題があるため、 密閉形 5蓄電池を高速で組立てて低コス ト化するための組立ライ ンを 効率的に構成することは困難であるという問題があった。

一方、 排気弁 8部についてみれば、 前述の構成では、 ①使用 部品点数が多ぐコス ト高になる、 ②今後、 この種の密閉形鉛蓄 電池は小形化する傾向にあ 、 それに伴い使用部品も小形化し て作業性が悪化する。 @超音波溶着作業工程で作業工数が多く 掛か ]?、 又溶着のための設備費も高い。 という問題があった。 発明の開示

本発明は、 このよ う る問題点を解消するもので、 あらかじめ 極板耳部に、 ェポキシ系合成樹脂およびポリ オレ フ ィ ン系合成 樹脂をコ一 ト して、 枠体ゃポリ ォレ フ ィ ン フ ィル 厶等を片面に ラ ミ ネー ト した金属板と熱溶着可能にすることによ ]? 、 効率的 • で高速に電池の組立てができる組立ライ ンを可能にして容積効 率が高く 、 低コス トの密閉形鉛蓄電池を提供することを目的と する。

本発明は、 極柱部の封止構造と して、 前述したエポキシ系接

5 着剤による接着や、 エポキシ系合成樹脂およびポ リ オレ フ イ ン 系合成樹脂をコ一 ト したシー ト状鉛合金を極板耳部に溶接し、 これを枠体に熱溶着するものに代えて、 極板耳部にエポキシ系 合成樹脂とポリ オレ フ ィ ン系合成樹脂を直接コー ト し、 極板群 周囲をと 囲む熱可塑性合成樹脂碎体と、 ポ リ オレ フ イ ン系フ J O イ ル ムを内面にラ ミ ネー ト した金属板とで極板群を挾み込み、 枠体と金属板を熱溶着する際同時に極板耳部も これらに熱溶着 して密封口することを特徴と したものである。

この構成によ 1?電池組立における工程や設備が簡略化でき 、 また封口工程の作業時間を大幅に短縮可能にできるので、 高速

1 5 で電池を組立ることが可能に ¾ 、 低コス トで ft頼性が高く 、 容積効率も高い密閉形鉛蓄電池を提供できることと ¾る。

又、 排気弁部分については、 ク ッ ショ ン材を加圧する押え板 を電槽の枠体に設けた凹部の溝あるいは凹 部に嵌合させて、 その組立を容易にしたものである。

0 特に、 好ま しく は電槽枠体とク ッ ショ ン押え板を一体成形し、 しかも押え板の付け根部分を押え板の厚さよ ]? も薄く してヒ ン ジ効果によ 折 ] 曲げ易く し、 凹部開口部の押え板嵌合部には 凸部 ， 凹部を設けることで、 一度押え板を嵌合したら取れにく く した構造と したものである。

5 この構造によ ]9 、 従来に比べて作業性が大幅に向上し、 品質 の安定が得られ、 今後密閉形鉛蓄電池の小形化が進められても、 それに対応した構造設計が可能になる。

図面の簡単な説明

.第 1 図は本発明の実施例による密閉形鉛蓄電池の組立前の斜 視図、 第 2図は本発明の実施例における密閉形鉛蓄電池の排気 弁部分の断面図、 第 3図はその平面図、 第 4図は従来の密閉形 鉛蓄電池の構造を示す斜視図、 第 5図は従来の密閉形鉛蓄電池 の平形弁を有した排気弁部分の断面図、 第 6図はその平面図で ある。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施例について説明する。 第 1 図は、 本発明 による密閉形鈕蓥電池を示し、 1 はポ リ オレフ イ ン系合成樹脂、 例えばポリエチレ ンからなる枠体で極板群の周囲をと 囲むも のである。 極板耳部 5 aに耐熱性 ， 接着性に優れるエポキシ澍 脂を直接コ ー ト した後硬化させ、 その表面にポリエチレン変性 体溶液をコー ト した正極板 2 と負極板 3および電解液の吸収能 力に優れた直径 5 以下のガラ ス繊維を主体と した不織布製セ パレータ 4 よ るる極板群 6が枠体 1 内に収納される。

一方、 熱溶着可能なポ リ エチレンフ イ ル ムやポ リ エステルフ イ ル ムを貼 合わせ、 と くに熱溶着時の強度や耐酸性を向上さ せたエチレンァク リ ノレ酸 （ E A A ) 、 ポ リ エチ レンテレフ タ レ ー ト （ P E T ) と E A A よ ]) ¾る三層を一体化した熱溶着性フ イ ル ムあるいはシ ー トを接着や溶着によ 片面にラ ミ ネー ト し たアル ミ ニ ウ ム板やステン レス鋼板、 も しくはスズメ ツ キ鋼板 よ ]? ¾る電槽用金属板ァで、 その樹脂フ イ ルム層を極板群に向 • けて極板群を挾み込み、 金属板ァの周縁と枠体 1 の開口緣部と を熱溶着する。 この際枠体 ¹ には極板耳部 ⁵ aが熱溶着時に嵌 合される浅く細長い凹部 1 8 と、 電池内 Eが規定以上に上昇す ると開弁する排気弁 8とを予め設けておき、 電槽用金属板 7と 5 枠体 1 との熱溶着時に耳部 5 a も同時に枠体 1 と金属板ァ片面 の熱溶着性フ イ ル ムに熱溶着する。

電池に必要な電解液は、 この熱溶着以前に前も ってセパ レー タに含浸させる。

¾お、 熱溶着以前に合成樹脂梓体 1 の凹部 1 8に臨む極板耳 i o 部 5 aの露出先端は、 電槽用金属板ァの内面端部のフ イ ル ム除 去部にス ポ ッ ト溶接等によ 電気的に接続され、 電槽用金属板 ァが外部端子と ¾る。 .

次に排気弁 8にっき 、 第 2図 ， 第 3図にて説明する。 図中、 9は電槽、 1 4は電槽 9の短辺中央部に設けた凹部である。 こ

1 5 の凹部 1 4の底面は平面状の弁座 1 5を形成している。 1 3は 平面状弁座 1 5の鉛蓄電池室 1 6上部中央の対向する部分に設 けた排気口である。 1 2は前記弁座 1 5に密着し、 排気口 1 3 を気密的に閉塞したゴ ム シー ト状の平弁である。 弁を すゴム シー ト材料は、 弁の開閉が作動しやすく柔軟性のある、 ク ロ 口 O プレン ゴムが最適である。 1 1 は平弁 1 2を上方よ ]9弹カ的か つ均一に加 Eするク ッ シ ョ ン材で、 このク ッ シ ョ ン材 1 1 はさ らにその上面から押え板 1 Oで加圧されて覆われている。 この ク ッ ショ ン材は、 ヱチレンプロ ピレン非共役ジヱン三元共重合 体 （ E P D M )の連続気泡体を用いてお ) 、 その連続気泡をも

25 つた発泡体は小形化には有効である。 又、 押え板 1 0は第 1 図 に示す凹部 1 4の開口部内側に設けた溝 1 9に嵌合するか、 あ るいは第 2図に示すよ うに枠体 1 と押え板 1 Oとを薄肉 ¾つけ 根部 1 7で一体成形し、 つけ根部 ¹ ァのヒ ン ジ効果で凹部 ^{1 4} の反対側開口部の凸部 2 0を乗 越えてその下側の凹部 ² 1 に 嵌合させると よい。 - 以上のように本発明によれば、 極柱部となる極板耳部 5 aに あらかじめエポキシ樹脂を直接コ — ト した後、 その表面に熱溶 着性を有するポリ オレ フ ィ ン系合成樹脂をコー トするので、 極 板群の周囲をと ] 囲む枠体 1 に電槽用金属板ァと極柱部を同時 に熱溶着することが可能に ¾ ) 、 従来の接着剤を用いた 、 澍 脂処理した極柱を極板に溶接する方法に比べて組立工程が簡単 で高速化でき 、 低コ ス トで ft賴性が高く 、 高容稹効率の密閉形 鉛蓄電池が可能 ¾るという効果が得られる。

産業上の利用可能性

このよ うに本発明では、 端子部 ，排気弁部分での使用部品点 数も減少され、 コス ト の削減にもつ がる。 そして今後、 密閉 形鉛蓄電池の小形化に対しても展開できるという効果が得られ 。

Claims

• 請 求 の 範 囲

1 . 正極板 ，負極板およびセパ レータからなる極板群を、 片面 にポ リ オレ フ イ ン系合成樹脂フ ィ ルムあるいはシー トをラ ミ ネー ト した金属板で、 前記極板群にポ リ オレ フ ィ ン系合成樹 脂層を向けて挾み込み、 極板群周囲をと ] 囲んだポ リ オレ フ ィ ン系合成樹脂枠体と金属板周緣とを熱溶着して極板群を密 封する鉛蓄電池であつて、 正極板および負極板の耳部にはェ ポキシ系合成樹脂と 、 その表面にポ リ オレ フ ィ ン系合成樹脂 をそれぞれコ ー ト し、 前記耳部を前記枠体とボ リ 才 レフ ィ ン 系合成樹脂層を形成した金属板とで挾み込み、 極板群の密封 と極板耳部の枠体および金属板片面の合成樹脂層間への密封 を行 ¾つたことを特徴とする密閉形鉛蓄電池。

2 . 請求の範囲第 ¹ 項において、 セパ レータは直径⁵ 以下の ガラ ス鐵維を主体と したものである密閉形鉛蓄電池。

3 . 請求の範囲第 1 項において、 金属板の片面に設けたポ リ オ レ フ ィ ン系合成樹脂フ ィ ルムあるいはシー ト力；、 エチレン ァ ク リ ノレ酸 ， ポ リ エチレ ンテレ フ タ レー ト ， エチレ ンァク リ ノレ 酸の三層一体化物である密閉形鉛蓄電池。

4 . 請求の範囲第 ¹ 項において、 片面にポ リ オレ フ イ ン系合成 樹脂フ ィ ルムあるいはシー トをラ ミ ネ一 ト した金属板がスズ メ ッ キ鋼板である密閉形鉛蓄電池。

5 . 請求の範囲第 1 項において、 極板耳部と金属板の片面周緣 部の一部とが溶接されて、 金属板が外部端子をなす密閉形鉛 蓄電池。

6 . 請求の範囲第 ¹ 項において、 金属板によ って挾み込まれ熱 溶着される枠体に、 極板耳部が嵌合する凹部を設けた密閉形 鉛蓄電池。

ァ . 扁平 極板群を内部に収钠する熱可塑性合成澍脂から る 枠体の一部に、 上面を平面と した凹部を設けるとと もに、 こ の凹部の底部に排気口を設け、 凹部内に棑気口を塞ぐゴ ム シ ― ト状平弁と、 ゴ ム シー ト状平弁を弾性的に加圧するク ッ シ ョ ン材とを設置し、 前記凹部を閉盞する前記ク ッ シヨ ン材の 押え板を凹部開口部近くに設けた溝または凹凸に嵌合したこ とを特徴とする密閉形铅蓄電池。

8 . 請求の範囲第ァ項において、 ゴ ム シー ト状平弁がク 口 ロブ レ ンゴムから ¾る密閉形鉻蓄電池。

9 . 請求の範囲第了項において、 ク ッ シ ョ ン材と してエチ レ ン プロ ビレ ン非共役ジェ ン三元共重合体の連続気泡をも つた発 泡体を用いた密閉形鉛蓄電池。

〇·請求の範囲第 7項において、 ク ッ シ ョ ン材の押え板はその 一辺が枠体との境が薄肉るつけ根部で連 ¾ り一体成形されて いる密閉形鉛蓄電池。