JP2005158400A - 制御弁式鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 大形で漏液しにくく、電解液の成層化による劣化が少なく、長寿命な制御弁式鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】 負極板2に用いる負極用集電体11には、約１０ｍｍ間隔の横中骨15の全てを表面よりも約０．５ｍｍ突出させた凸部16を設ける。セパレータ3の負極板2の負極用集電体11の凸部16に対向する部分には、エポキシ樹脂を含浸した樹脂含浸部17を設ける。これらの負極板2、セパレータ3及び従来から使用をされている正極板1を用いて極板群を製造する。そして、この極板群を用い、従来からの手法で制御弁式鉛蓄電池を製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、制御弁式鉛蓄電池に関するものである。

制御弁式鉛蓄電池は、安価で信頼性が高いという特徴を有するために、無停電電源装置や自動車用バッテリーなどに広く使用されている。ここで、近年の需要者からは、放電容量の大きな大形の制御弁式鉛蓄電池が強く求められており、電極板の寸法も大型化している。

なお、電極板寸法の大型化に伴って、電解液の成層化を防止するために極板群を構成する電極板の板面を水平方向に設置した状態で使用をする場合が増えている（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、制御弁式鉛蓄電池を横倒しにした状態で設置して、使用をすることによって、電解液の成層化を防止するものである。

特願２００２−３６７４４０号。

しかしながら、極板群を構成する電極板の板面を水平方向に設置した状態で長期間にわたって使用をすると、使用中に制御弁式鉛蓄電池の電解液が端子付近から漏液しやすいという問題点が認められている。

本発明は上記した課題を解決するものであり、漏液しにくく、電解液の成層化による劣化が少なく、長寿命な制御弁式鉛蓄電池を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明に係わる制御弁式鉛蓄電池は、負極用集電体の横中骨とセパレータとを改良したものである。

すなわち、請求項１の発明は、正極板、負極板及びセパレータにより極板群が構成されており、該極板群を構成する電極板の板面が垂直方向に配列された状態で使用される制御弁式鉛蓄電池において、前記負極板の負極用集電体の横中骨は、前記セパレータに向けて凸部を有することを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記セパレータの前記凸部に対向する部分には、樹脂が含浸されていることを特徴とするものである。

本発明の効果として、漏液しにくく、電解液の成層化が起こりにくい長寿命な大形の制御弁式鉛蓄電池を提供することができる。

以下に、本発明について詳細に説明する。
１．制御弁式鉛蓄電池の作製
従来から使用されている比較的大形の制御弁式鉛蓄電池（例えば、定格容量が１０００Ａｈの制御弁式鉛蓄電池。）は、一般的には図３に示されるような内部構造をしている。すなわち、１０ｍｍ程度の間隔の中骨により仕切られた格子状をしており、耳部18を有する正極用集電体10及び負極用集電体11を鋳造方式で作製し、それぞれにペースト状活物質を充填する。これらの複数枚の正極板1及び負極板2をセパレータ3を介して積層をした後に、それぞれの耳部18を溶接して一体化して、極柱9及びストラップ6を有する極板群を形成する。

そして、開口部を有し、有底の電槽4に極板群を挿入した後に、電槽4上部の開口部と蓋5の下面に、例えば熱板等を当てて加熱し、蓋5を電槽4に突き合わせて溶着し、電槽化成をするものである。以下の実施例では、縦が１３５ｍｍ、横が１５５ｍｍ、高さが４２０ｍｍの制御弁式鉛電池（２Ｖ−４００Ａｈ）を作製して比較した。
２．制御弁式鉛蓄電池のサイクル寿命試験
制御弁式鉛蓄電池の完成後に補充電をし、極板群を構成する電極板の板面が垂直方向に配列された状態でサイクル寿命特性を測定した。試験環境は約３０℃で、満充電状態から８０Ａ（０．２ＣＡ）での放電を３．７５時間（定格容量の７５％）行った後に、２．４５Ｖの定電圧（ただし、制限電流が８０Ａ（０．２ＣＡ））で４時間する充電を１サイクルとし、１００サイクル毎の放電末期電圧を測定して、１．６Ｖを切った時点を寿命とした。

本発明に係わる実施例１〜実施例４として、図１に示すように、セパレータ3に向けて横中骨15に凸部16を有する負極用集電体11を用いている負極板2を用いた。そして、凸部16に対向するセパレータ3の部分に樹脂、例えばエポキシ樹脂を含浸した樹脂含浸部17を設けた。一方、正極板1としては、横中骨15に凸部16を有しない従来から使用されている正極用集電体10を用いた。
これらの正極板1と負極板2とを使用し、セパレータ3を介して積層・溶接をして、図１に示すような極板群を組み立てて、上記した仕様で制御弁式鉛蓄電池を作製した後に寿命試験をした。
（１）実施例１
本発明に係わる実施例１として、負極用集電体11の約１０ｍｍ間隔の横中骨15の全てを表面より約０．５ｍｍ突出させた凸部16を設けた。
（２）実施例２
本発明に係わる実施例２として、負極用集電体11の約１０ｍｍ間隔の横中骨15のうちで、５０ｍｍの間隔ごとに表面より約０．５ｍｍ突出させた凸部16を設けた。
（３）実施例３
本発明に係わる実施例３として、負極用集電体11の約１０ｍｍ間隔の横中骨15のうちで、１００ｍｍの間隔ごとに表面より約０．５ｍｍ突出させた凸部16を設けた。
（４）実施例４
本発明に係わる実施例４として、負極用集電体11の約１０ｍｍ間隔の横中骨15の全てを表面より約０．２ｍｍ突出させた凸部16を設けた。
（５）実施例５
本発明に係わる実施例５として、図１に示すように、横中骨15に凸部16を有する負極用集電体11を有する負極板2を用いた。そして、負極用集電体11の約１０ｍｍ間隔の横中骨15の全てを表面より約０．５ｍｍ突出させた凸部16を設けた。

一方、樹脂含浸部17を有しない図２で示されるような、従来から使用されているセパレータ3を用いた。また、正極板1としても、横中骨15に凸部16を有しない従来から使用されている正極用集電体10を用いた。

これらの正極板1と負極板2とを使用し、セパレータ3を介して積層・溶接をして、極板群を組み立て、上記した仕様で制御弁式鉛蓄電池を作製した後に寿命試験をした。
（６）比較例１
比較例１として、図２に示すように、横中骨15に凸部16を有しない従来から使用されている負極用集電体11を有する負極板2を用いた。また、樹脂含浸部17を有しない従来から使用されているセパレータ3を用いた。また、正極板1としては、横中骨15に凸部16を有しない従来から使用されている正極用集電体10を用いた。

これらの正極板1と負極板2とを使用し、セパレータ3を介して積層・溶接をして、図２に示すような極板群を組み立て、上記した仕様で制御弁式鉛蓄電池を作製した後に寿命試験をした。
（７）比較例２
比較例２として、図示されていないが、横中骨15に凸部16を有する正極用集電体10を用いている正極板1を用いた。そして、正極用集電体10の約１０ｍｍ間隔の横中骨15の全てを表面より約０．５ｍｍ突出させた凸部16を設けた。

そして、凸部16に対向するセパレータ3の部分に樹脂、例えばエポキシ樹脂を含浸した図１に示すような樹脂含浸部17を設けた。一方、負極板2としては、横中骨15に凸部16を有しない従来から使用されている負極用集電体10を用いた。

これらの正極板1と負極板2とを使用し、セパレータ3を介して積層・溶接をして、極板群を組み立てて、上記した仕様で制御弁式鉛蓄電池を作製した後にサイクル寿命試験をした。

表１にサイクル寿命試験をした結果を示す。本発明を用いた実施例１〜実施例５は、比較例１，２に比べて長寿命であることがわかる。この詳細な理由は明らかではないが、負極用集電体11の横中骨15に凸部16を設けると、硫酸イオンの下部への移動を抑制できるために成層化を防止できるためと考えられる。

また、凸部16に対向するセパレータ3の部分に樹脂含浸部17を設けることによって、さらに成層化防止ができるためと考えられる。加えて、本発明を用いると、電極板の板面を鉛直方向に正立させた状態で使用をすることができるために、端子7付近からの電解液の漏液をしにくくすることができる。

本発明は、主に、電解液をセパレータや電極板に染み込ませた状態で使用をする大形の制御弁式鉛蓄電池に用いることができる。

本発明に係わる実施例１〜実施例４の極板群を構成する部分の概略図である。 比較例１に係わる極板群を構成する部分の概略図である。 制御弁式鉛蓄電池の切欠き断面斜視図である。

符号の説明

１：正極板、２：負極板、３：セパレータ、４：電槽、５：蓋、６：ストラップ、
７：端子、８：安全弁部、９：極柱、１０：正極用集電体、１１：負極用集電体、
１２：縦枠骨、１３：縦中骨、１４：横枠骨、１５：横中骨、１６：凸部、
１７：樹脂含浸部、１８：耳部

Claims (2)

1. 正極板、負極板及びセパレータにより極板群が構成されており、該極板群を構成する電極板の板面が垂直方向に配列された状態で使用される制御弁式鉛蓄電池において、
   前記負極板の負極用集電体の横中骨は、前記セパレータに向けて凸部を有することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
2. 前記セパレータの前記凸部に対向する部分には、樹脂が含浸されていることを特徴とする請求項１記載の制御弁式鉛蓄電池。
   

Images