KR102031508B1 - 납 축전지 - Google Patents

Abstract

정극판과 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 극판군과, 전해액과, 상기 극판군을 수납한 전조를 구비한 납 축전지로서, 정극 스트랩 또는 부극 스트랩 중 적어도 일방의 스트랩의 직하에 있어서의 양단의 귀의 외단 사이의 길이 (A) 가, 상기 적어도 일방의 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판에 있어서의 상부 프레임 골격부의 적층 방향 외단 사이의 길이 (B) 보다 작고, 상기 세퍼레이터와 상기 정극판 사이 또는 상기 세퍼레이터와 상기 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

납 축전지

본 발명은, 납 축전지에 관한 것으로, 특히 침투 단락을 억제하는 납 축전지에 관한 것이다.

납 축전지를, 불완전한 충전 상태 (PSOC (Partial state of charge) 로 사용하는 용도가 많아지고 있다.

예를 들어, 아이들링 스톱차 (IS) 에서는, 정차시마다 엔진을 정지시킴으로써 연료 소비량을 작게 하고, 발진시에 축전지로부터의 전력으로 엔진을 기동하고 있다. 이 때문에 축전지는, 충전 부족 상태로 사용된다. IS 용도에 한정되지 않고, 에너지 효율을 향상시키기 위해서, 축전지에 대한 충전을 피하고, 또한 축전지로부터 취출하는 전력이 증가하고 있기 때문에, 축전지는 충전 부족 상태에 놓이는 경우가 많다.

납 축전지에서는, 방전시에, 양 극판에서 황산이 소비되고, 정극에서는 물이 생성되고, 충전시에, 양 극판으로부터 황산이 방출되고, 하부에 고비중의 황산이 축적되는 성층화 현상이 발생한다. 충전량이 충분 (과충전) 한 경우, 충전 말기에 극판으로부터 발생하는 가스에 의해 전해액이 교반되고, 농도차는 해소된다.

그러나, PSOC 로 사용되는 납 축전지에서는, 과충전량이 적기 때문에, 상하의 농도차가 해소되기 어려워 성층화가 발생한다. 전해액이 성층화되면, 충방전 반응이 불균일화되는 결과, 설페이션 (황산납의 축적) 이 진행되어, 정극의 연화나 수명 성능이 저하된다.

특허문헌 1 에는, 「깊은 충방전이 반복되는 등의 가혹한 조건에서 사용해도 장수명이고, 또한 방전 용량이 큰, 특히 아이들링 스톱이나 과충전 방지 등의 신시스템을 도입한 자동차에 적합한 납 축전지의 제공을 목적으로 하는」(단락 [0010]) 발명으로서, 「Pb-Ca 계 합금 기판을 사용한 정극판과, 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 교대로 적층하여 이루어지는 극판군이 전조 (電槽) 내에 삽입된 납 축전지에 있어서, 상기 세퍼레이터가 펠트상이고, 그 면밀도가 20 ∼ 100 g/m2, 20 kPa 가압시의 두께가 0.1 ∼ 0.8 ㎜ 이고, 상기 정극판 또는 부극판의 적어도 1 개가 합성 수지제의 주머니에 수용되어 있고, 상기 극판군이 전조 내에 10 ∼ 25 kPa 의 압박도로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 납 축전지.」(청구항 1) 가 기재되어 있다.

이 납 축전지의 실시예 1 로서 「정극 미화성 (未化成) 판에, 두께 0.25 ㎜ 의 다공성 폴리에틸렌 시트를 베이스로 하는 합성 수지제 주머니 (주머니상 세퍼레이터) 내에 수용된 공지된 방법으로 제조한 부극 미화성판을, 유리 매트 (펠트상 세퍼레이터) 를 개재하여 적층하고, 이 적층체의 동 극판끼리를 COS 방식에서 용접하여 극판군으로 하였다. 상기 유리 매트에는, 면밀도가 20 ∼ 100 g/m2, 20 kPa 가압시의 두께가 0.1 ∼ 0.8 ㎜ 인 것을 사용하였다. 펠트상 세퍼레이터에는 미세한 유리 섬유의 부직포로 이루어지는 유리 매트를 사용하였다.」(단락 [0020], [0021]) 라고 기재되어 있다.

그리고, 이 납 축전지는, 유리 매트가 적정한 압박도로 삽입되고, 적정한 면밀도, 가압시의 두께를 가지고 있음으로써, 활물질의 연화 탈락이 방지되고, 전해액이 양호하게 확산되고, 전해액의 성층화가 억제되는 효과를 발휘하는 (단락 [0012]) 것이 기재되어 있다.

특허문헌 2 에는, 전해액면이 적정 범위의 하한을 밑도는 엄격한 상황하에서 사용되는 납 축전지의 경우에, 부극판 귀의 스트랩 근방이 산화되어 부식된다는 과제에 대해 (단락 [0004] ∼ [0006]), 「부극판 귀의 주변에 내식성을 갖는 다공체를 귀 표면과 밀착하여 배치한」(청구항 1) 것이 기재되어 있다.

그리고, 실시예로서, 정극판과 부극판 사이에 단락을 방지하기 위해, 세퍼레이터 (3) 와 유리 매트 (4) 를 삽입하고, COS 법에 의해 스트랩을 형성한 후, 직경 약 1 미크론의 극세 유리 섬유로 이루어지는 매트상체 (6) 를 부극판의 귀 표면과 잘 밀착되도록 끼워 넣는 것이 기재되고 (단락 [0009]), 이 납 축전지는, 부극판 귀가 전해액을 유지하는 미세한 공극을 갖는 다공체와 밀착되기 때문에, 산화에 의한 부식이 억제되는 효과를 발휘한다 (단락 [0015]) 고 기재되어 있다.

특허문헌 3 에는, 「보수 (補水) 의 수고를 덜고, 또, 전해액량 삭감을 가능하게 함으로써 보다 경량이며, 나아가서는 제어 밸브가 부착된 부극 흡수식 납 축전지와 같이 완 (緩) 방전에서의 초기 용량 및 저온 급방전의 지속 시간이 낮아지지 않는 전지를 제공하는」(단락 [0014]) 것을 목적으로 하는 발명으로서, 「정극 격자 및 부극 격자에 Pb-Ca 합금을 사용한 정극판 및 부극판을 갖는 극판군을 구비하고, 상기 극판군 상부에 있어서, 적어도 부극판면에 접하도록 유리 섬유 등의 내산성 섬유를 주체로 하는 매트상 초조체 (抄造體) 로 이루어지는 제 1 세퍼레이터를 배치하고, 상기 극판군 상부를 제외한 극판군 하부에 있어서, 상기 제 1 세퍼레이터를 배치하지 않고, 또한 폴리에틸렌 등의 내산성 수지의 미다공막으로 이루어지는 제 2 세퍼레이터를 배치한 것을 특징으로 하는 납 축전지.」, 「상기 극판군 상부에 있어서, 상기 제 2 세퍼레이터로 구성된 중심층과, 이 중심층의 외측 양면에 배치되고, 상기 제 1 세퍼레이터로 이루어지는 외층으로 구성된 3 층의 세퍼레이터가 상기 정극판-부극판 사이에 배치되고, 상기 극판군 하부에 있어서, 상기 제 2 세퍼레이터로 구성된 중심층만을 상기 정극판-부극판 사이에 배치한 것을 특징으로 하는…납 축전지.」(청구항 1, 3) 에 대해 기재되어 있다.

이 납 축전지는, 전해액면이 저하되고, 부극판이 전해액면으로부터 노출된 경우에 있어서도, 부극판 상부에 접하도록 배치된 매트 세퍼레이터 (제 1 세퍼레이터) 로부터 부극판에 전해액이 공급되기 때문에, 이 부분에서 산소 가스 흡수 반응이 진행되고, 부극판의 산화와 수분 감소가 억제된다는 효과를 발휘한다 (단락 [0020]) 고 기재되어 있다.

특허문헌 4 에는, 가혹한 사용법을 쓰는 납 축전지에서는, 격리판의 바탕과 양극이 접촉하고, 산화에 의해 격리판에 구멍이 뚫려 관통 쇼트된다는 과제에 대해 (제 1 페이지 우란 제 15 행 내지 제 2 페이지 좌상란 제 3 행), 양 극판 상부와 대응하는 부분에 유리 매트를 구비하는 격리판을 사용하는 (특허 청구의 범위 (1)) 발명이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2006-100082호 일본 공개특허공보 평4-249064호 일본 공개특허공보 2007-87871호 일본 공개특허공보 평4-95342호

PSOC 용도의 전지에서는, 성층화에 의해 전해액의 비중이 저하되기 쉽고, 그에 따라 미소 단락이 발생한다는 문제가 있다. 발명자는, 전해액의 비중 저하에 따라 전해액 중의 납 이온의 농도가 높아지고, 그 후의 충전 과정에 있어서 납 이온이 환원되어 납의 결정이 석출되고, 그 결과, 부극판, 정극판 사이에서 미세한 도통 부분이 생긴다는 현상이 발생하고 있다고 생각하고 있다.

한편, 납 축전지의 제법 수단으로서, COS 방식에 의한 스트랩 형성을 실시하는 경우가 있다. COS 방식은, 스트랩과 동일 형상의 오목부를 새긴 주형의 그 오목부에 납 또는 납 합금을 용융시킨 용연 (溶鉛) 을 흘려 넣고, 그 용연 중에 동 극성의 극판 귀 선단을 그 용연에 침지하여 그 용연의 열로 상기 귀를 녹인 후, 냉각 응고시켜 상기 귀와 일체화하는 것이다.

COS 방식에 있어서 귀와 스트랩의 용착을 확실하게 하기 위해서는, 동 극판의 양단의 귀의 외측에 용연이 흘러 들어오는 간극이 필요하므로, 도 2 에 나타내는 스트랩의 하면에 접하는 양단의 귀의 외단 사이의 길이 (A) (이하, 「스트랩 직하의 귀군 길이 (A)」또는 「귀군 길이 (A)」라고 하고, 간단히 「길이 (A)」또는 「A」 라고도 한다.) 는, 상기 주형의 오목부의 길이, 즉 스트랩의 길이보다 짧다.

또, COS 방식에 있어서는, 주형의 형상을 변경하지 않는 경우, 전극판을 두껍게 하는 것 등 적층 방향에 있어서의 극판군의 두께 치수가 상당히 길어졌을 때, 도 2 에 나타내는 극판군의 상부에 있어서의 적층 방향의 치수 (B), 보다 정확하게는, 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판의 집전체에 있어서의 상부 프레임 골격부의 적층 방향 외단 사이의 길이 (B) (이하, 「상부 극판군 길이 (B)」라고 하고, 간단히 「길이 (B)」또는 「B」라고도 한다.) 가, 스트랩 직하의 귀군 길이 (A) 와 비교하여 길어진다.

본 발명자는, 상기 서술한 침투 단락이 발생하는 장소가, 극판군의 상부 중에서도 특히 상단에 가까운 부근에서 빈도가 높다는 현상을 알아내고, 또한 귀군 길이 (A) 와 상부 극판군 길이 (B) 의 대소 관계에 대해 검토한 결과, A ＜ B 이면, 상기 현상이 현저해지는 것을 알아냈다. 또, 그러한 것에 추가하여, 본 발명자는, A ＜ B 이면, 내침투 단락 성능은 저하되지만, 저온 고율 방전 특성이 향상되는 것도 알아냈다. A ≥ B 이면, A ＜ B 의 경우와 비교하여 침투 단락은 억제된다. 그러나, A ≥ B 로 하기 위해서는, A ＜ B 로 하는 경우와 비교하여 스트랩을 대형화할 필요가 있고, 그 결과, 예를 들어, 재료 비용이 높아지거나, 주형을 갱신할 필요가 있거나, 혹은 JIS D 5301 에 규정되어 있는 소정 치수의 전조 내에 수납하는 것이 곤란해지는 것 등이 일어날 수 있다.

특허문헌 1 에 기재된 납 축전지는, 이웃하는 정극판과 부극판 사이 (이하, 「극간」이라고도 한다.) 에, 합성 수지제의 주머니상 세퍼레이터 이외에 펠트상 세퍼레이터 (유리 매트) 를 가지며, 또, 특허문헌 2 에 기재된 납 축전지는, 극간에 세퍼레이터 (3) 이외에 유리 매트 (4) 및 극세 유리 섬유로 이루어지는 매트상체 (6) 를 갖는다.

그러나, 극판 귀와 스트랩을 COS 방식으로 용접하고, 귀군 길이 (A) 와 상부 극판군 길이 (B) 가 A ＜ B 인 경우, 내침투 단락 성능이 저하된다는 과제는 인식되어 있지 않다.

특허문헌 3, 4 에 기재된 납 축전지는, 극간에 수지제의 세퍼레이터 (제 2 세퍼레이터 또는 합성 수지 격리판) 를 가지며, 극판군의 상부에 있어서, 상기 세퍼레이터와 정부 어느 것의 극판 사이에, 유리 매트를 갖는다. 그러나, COS 방식에 대해서는 기재되어 있지 않고, 스트랩 직하의 귀군 길이 (A) 와, 상부 극판군 길이 (B) 의 대소 관계에 대해서는, 아무것도 시사하는 바가 없다.

본 발명은, A ＜ B 인 납 축전지에 있어서, 내침투 단락 성능을 향상시키는 것을 해결해야 할 과제로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 수단을 갖는다.

본 제 1 발명은, 정극판과 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 극판군과, 전해액과, 상기 극판군을 수납한 전조를 구비한 납 축전지로서,

정극 스트랩 또 부극 스트랩 중 적어도 일방의 스트랩 직하에 있어서의 양단의 귀의 외단 사이의 길이 (A) 가, 상기 적어도 일방의 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판에 있어서의 상부 프레임 골격부의 외단면 사이의 길이 (B) 보다 작고,

상기 세퍼레이터와 상기 정극판 사이 또는 상기 세퍼레이터와 상기 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 제 1 발명에 의하면, 침투 단락이 억제된 납 축전지를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명, 및 종래예에 있어서의 방전시의 극간의 황산 비중 구배의 개념도
도 2 는 스트랩 직하의 귀군 길이 (A) 와 상부 극판군 길이 (B) 의 설명도
도 3 은 익스팬드 타입의 집전체의 설명도
도 4 는 주조 타입의 집전체의 설명도
도 5 는 다공층 설치 위치의 설명도
도 6 은 다공층의 두께 및 극판과의 당접 비와, 침투 단락 발생률의 관계를 나타내는 그래프
도 7 은 다공층의 두께 및 극판과의 당접 비와, 저온 고율 방전 성능의 관계를 나타내는 그래프

이하에, 본 발명의 실시형태를 나타낸다. 본 발명을 실시할 때에는, 당업자의 상식 및 선행 기술의 개시에 따라, 실시형태를 적절히 변경할 수 있다. 또한, 이하, 부극 전극 재료를 부극 활물질이라고 부르고, 정극 전극 재료를 정극 활물질이라고 부른다. 또 부극판은, 부극 집전체와 부극 활물질로 이루어지고, 정극판은, 정극 집전체와 정극 활물질 (정극 전극 재료) 로 이루어지고, 집전체 이외의 고형 성분은 활물질 (전극 재료) 에 속하는 것으로 한다.

본 발명에 관련된 납 축전지는, 예를 들어, 납을 활물질로 하는 부극판과, 이산화 납을 활물질로 하는 정극판과, 이들 극판 사이에 개재되는 다공성의 세퍼레이터로 이루어지는 극판군을 구비한 것이고, 당해 극판군이 전조 내에 수납되고, 희황산을 주성분으로 하는 유동 가능한 전해액에 침지되어 이루어지는 것이다.

상기 부극판 및 정극판은, Pb-Sb 계 합금이나 Pb-Ca 계 합금, Pb-Ca-Sn 계 합금 등으로 이루어지는 집전체의 격자부에 페이스트상의 활물질을 충전하여 형성된 것이다. 이들 각 구성 부재는, 목적·용도에 따라 적절히 공지된 것으로부터 선택하여 사용할 수 있다.

상기 집전체는, 도 3 에 나타내는 익스팬드 타입의 경우, 활물질이 충전되는 격자부, 격자부의 가장자리에 연이어 형성된 상부 프레임 골격부, 하부 프레임 골격부, 및 상부 프레임 골격부로부터 돌출되는 귀를 구비한다. 도 4 에 나타내는 주조 타입인 경우, 추가로 횡 프레임 골격부와 하부 프레임 골격부로부터 돌출되는 다리를 구비한다.

본 발명에 있어서의 세퍼레이터는, 정극판과 부극판을 격리하는 것이고, 액식 납 축전지의 세퍼레이터로서 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 세퍼레이터로서, 예를 들어, 미세공 (微細孔) 을 갖는 폴리올레핀을 주성분으로 하는 시트, 수지나 유리의 섬유를 주성분으로 하는 매트를 사용할 수 있고, 특히, 취급성이나 비용 면에서, 미세공을 갖는 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 미세공을 갖는 폴리올레핀을 주성분으로 하는 시트는, 수지나 유리의 섬유를 주성분으로 하는 매트와 비교하여, 미세공 내부에 있어서 납 금속이 석출되는 경향이 있으므로, 본 발명에 사용하는 의의가 크다. 세퍼레이터의 형상은, 주머니상이어도 되고, 평판상이어도 된다. 주머니상 세퍼레이터의 경우, 이 주머니 내에 정극판, 부극판의 어느 것을 수납해도 된다.

본 발명에 있어서, 정극판과 상기 부극판은, 세퍼레이터를 개재하여 적층되어 있고, 정극판과 세퍼레이터 사이, 또는 세퍼레이터와 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층을 구비하고 있다. 다공층은, 상부 부근의 극판의 표면과 세퍼레이터의 표면을 격리하는 기능을 갖는 것이면 어떠한 것이어도 된다. 내산화성의 관점에서, 본 발명에서 사용되는 세퍼레이터와 동일한 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다공층은, 다공질인 것이 바람직하고, 다공질로 함으로써, 구멍이 없는 것과 비교하여, 그 내부에 있어서의 전해액의 유동성을 높일 수 있다. 본 발명의 다공층으로는, 구체적으로는, 다공질의 합성 수지막 또는 유리제의 매트를 사용할 수 있다. 유리제의 매트는, 전해액을 유지하고, 확산을 적당히 방해하는 기능을 가지므로, 충전시의 황산의 침강에 의한 성층화를 작게 할 수 있다고 생각된다.

본 발명의 납 축전지는, 정극 스트랩 또는 부극 스트랩 중 적어도 일방의 스트랩 직하의 귀군 길이 (A) 가, 상기 적어도 일방의 스트랩에 접속된 극판의 상부 극판군 길이 (B) 보다 작다. 이 길이 (A) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스트랩의 하면에 접하는 양단의 귀의 외단 사이의 길이이다. 그리고, 길이 (B) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판의 집전체의 상부 프레임 골격부의 적층 방향 외단 사이의 길이이다. 또한, 길이 (A) 및 길이 (B) 는, 극판군이 전조에 수납되고, 또한 화성된 후이고, 또한 만충전 상태의 치수로 한다. 이 치수의 측정은, 극판군의 적층 방향의 치수를 전조 수납시의 치수와 거의 동일하게 하기만 하면, 극판군을 전조로부터 꺼낸 상태에서 실시할 수 있다.

본 발명에 있어서는, A ＜ B 로 함으로써 스트랩을 소형화하는 것이 가능해진다. 그 결과, 예를 들어, 재료 비용을 저감시키고, 극판군의 사이즈가 바뀌어도 주형을 변경하는 것을 필요로 하지 않고, 혹은 보다 많은 활물질을 충전함으로써 적층 방향으로 길어진 극판군을 JIS D 5301 에 규정되어 있는 소정 치수의 전조 내에 수납하는 것이 가능해진다는 효과가 있다. 또, 본 발명에 있어서는, 길이 (A) 와 길이 (B) 의 차는, 1 ㎜ 이상으로 할 수 있고, 본 발명의 효과가 현저한 점에서 3 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다공층은, 세퍼레이터와 전극판 사이에 개재함으로써, 침투 단락이 발생하는 것을 억제하는 효과가 있다. 이 효과는, 전극 표면과 세퍼레이터가 접촉하거나, 전극판 표면 및 그 근방에 있다고 추정되는 저비중 영역에 세퍼레이터가 접촉하거나 하는 것을 방지하는 것에 기인하는 것이라고 생각된다. 상기 효과는, 길이 (A) 와 길이 (B) 의 관계가 A ＜ B 로 되어 있는 경우에 현저하게 관찰된다. 왜냐하면, 이 경우에 있어서는, A ≥ B 의 경우와 비교하여, 극판 상의 침투 단락이 발생하는 빈도가 높기 때문이고, 즉, 다공층에 의한 침투 단락 억제 효과가 명확하게 관찰되기 때문이다. A ≥ B 의 경우에는, 원래 그러한 침투 단락이 거의 일어나지 않거나 낮은 빈도이고, 극판군의 상부 중에서도 특히 상단에 가까운 부근에서 발생하고 있다는 현상은 지금까지 알려져 있지 않기 때문에, 그러한 인식이 없는 제조자나 사용자가, 다른 지점에서의 침투 단락이나 고장 요인과 구별할 수 있을 정도로, 당해 현상을 인지하는 경우는 없다고 생각된다.

본 발명에 있어서는, 다공층을 구비하고, 또한, A ＜ B 로 되어 있음으로써, 극판 상부에 있어서의 침투 단락을 억제함과 함께, 스트랩을 소형화할 수 있다는 효과를 동시에 얻을 수 있다. A ＜ B 로 함으로써 극판 상부 중 상부 프레임 골격 주변부라는 한정된 지점에 있어서 침투 단락이 집중적으로 발생하는 것은 발명자가 처음으로 알아낸 현상이므로, 다공층을 사용함으로써 그러한 문제가 개선될 수 있다는 효과는 발명자가 처음으로 인식한 것이라고 할 수 있다.

본 발명은, 아이들링 스톱차용 납 축전지에 적용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 아이들링 스톱차용 납 축전지는, PSOC 조건하에서 사용되므로 다른 용도의 전지와 비교하여 침투 단락이 발생하는 확률이 높고, 그 결과로서, 본 발명을 적용하는 의의가 크기 때문이다.

또, 본 발명을 아이들링 스톱차용 납 축전지에 적용함으로써 처음으로 얻어지는 효과도 있다. 아이들링 스톱차용 납 축전지는, 비아이들링 스톱차 용도의 것과 비교하여, 높은 충전 수용 성능을 달성하기 위해 많은 활물질이 필요하고, 그 결과로서, 극판군의 적층 방향의 치수 (예를 들어 길이 (B)) 는 커지는 경향이 있다. 이와 같은 극판군을 사용한 전지를 제조하는 경우, A = B 혹은 A ＞ B 로 했을 때에는, 스트랩이 대형화하게 되므로, 전조에 수납하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 특히, JIS D 5301 에 규정되어 있는 형식의 전지는, 전조 사이즈에 상한이 설정되어 있기 때문에, 스트랩이 지나치게 길면 실질적으로 전지를 제조할 수 없게 되는 경우도 있다. 이에 대하여, A ＜ B 로 했을 때에는, 스트랩을 대형화할 필요가 없기 때문에, 극판군의 적층 방향의 치수를 크게 한 경우에도, 전조에 수납하는 것이 곤란하다는 문제는 해결 가능해진다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 다공층을 구비하고, 또한 A ＜ B 라는 구성으로 하고, 또한 아이들링 스톱차용 납 축전지로서 사용함으로써, 극판 상부에 있어서의 침투 단락을 억제하는 효과와, 스트랩을 소형화할 수 있는 효과와, 아이들링 스톱차 용도에 적합한 전극군을 제한된 전조 내의 공간에 수납할 수 있는 설계가 가능해지는 효과를 동시에 얻을 수 있다. 즉, 본 발명을 채용해야 비로서, 극판 상부에 있어서의 침투 단락이 억제되고, 아이들링 스톱차용 납 축전지로서 충분한 활물질량을 구비한 납 축전지가 제조 가능해지는 것이다.

본 발명에 있어서 다공층으로서 유리제 매트를 사용하는 경우, 그 유리 섬유의 평균 섬유경은, 1.2 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 1.2 ㎛ 이상으로 함으로써, 고율 방전 성능과 충전 수용성이 저하되는 경향을 억제할 수 있고, 25 ㎛ 이하로 함으로써, 수명 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서 극판군을 구성하는 복수의 극판은, 동극의 극판의 귀가 COS 방식에 의한 용접에 의해 접속되어 일체로 할 수 있다. 복수의 극판의 귀를 용접 일체화하여 이루어지는 부분이 스트랩이고, 스트랩에는, 전조 내에 복수의 셀실이 존재하는 경우, 이웃하는 전지 셀 사이를 접속하는 셀간 접속부와, 전지의 단자와 접속되는 극주 (極柱) 가 각각 연이어 형성되어 있다. 전조가 단셀 구조인 경우에는, 스트랩에 극주가 연이어 접속되어 있다.

스트랩, 셀간 접속부, 및 극주는, 예를 들어, Pb-Sn 계 합금이나, Pb-Sb 계 합금 등을 사용하여 형성된다.

본 발명에 있어서는, COS 방식에 의한 스트랩 형성에 의해, 스트랩 직하의 귀군 길이 (A) 가, 상부 극판군 길이 (B) 보다 작고, 세퍼레이터와 정극판 사이, 또는 세퍼레이터와 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층이 형성되어 있다. 귀군 길이 (A) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스트랩에 접속된 귀 중 양단에 위치하는 귀에 있어서의 외측의 단면 사이의 길이이다. 상부 극판군 길이 (B) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판의 상부 프레임 골격부의 적층 방향 외단 사이의 길이이다.

본 발명이 내침투 단락 성능을 향상시키는 작용·기전은, 이하와 같이 추찰된다.

PSOC 로 사용되는 납 축전지에 있어서는, 과방전 상태가 되기 쉽고, 극판의 표면 부근에서 방전 반응에 의해 황산이 소비되고, 전해액의 저비중 영역으로 되어 있다. COS 방식을 채용한 납 축전지의 스트랩 직하의 귀군 길이 (A) 와 상부 극판군 길이 (B) 가 A ＜ B 이면, 도 1 좌측도에 나타내는 바와 같이, 극판 상부에 있어서 극간이 좁아지는 경향이 있기 때문에, 세퍼레이터를 저비중 영역으로부터 떼어 놓을 수 없다. 저비중의 전해액 중에서는 납 이온의 양이 증가하고, 이 납 이온이 충전시에 부극에서 환원·석출되어 덴드라이트가 성장하고, 세퍼레이터 내에 납이 침투하는 침투 단락이 가속된다. 본 발명에서는, 다공층을 형성함으로써, 도 1 우측도에 나타내는 바와 같이, 세퍼레이터를 극판 표면 부근의 저비중 영역으로부터 떼어 놓을 수 있기 때문에, 세퍼레이터 표면 및 내부의 납 이온 농도가 높아지기 어려워, 침투 단락의 발생을 억제할 수 있다고 추찰된다.

본 발명에 있어서 다공층은, 정극판과 세퍼레이터 사이, 및 세퍼레이터와 부극판 사이의 형성되어 있는 것이 바람직하다. 세퍼레이터의 양측에 형성함으로써, 편측에 형성하는 경우와 비교하여, 내침투 단락성을 향상시킬 수 있다. 이것은, 세퍼레이터의 위치를 극간의 중심 부근에 유지하고, 세퍼레이터와 정·부극판의 반응면 사이에 거리가 유지되기 때문에, 세퍼레이터 내에서의 덴드라이트의 성장을 보다 억제하고, 내침투 단락성을 보다 향상시킬 수 있다고 추찰된다.

본 발명에 있어서 다공층의 두께는, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 침투 단락을 억제하는 작용이 확실하게 발휘되는 점에서, 0.05 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 침투 단락을 억제하는 효과가 우수한 것이 되는 점에서, 0.1 ㎜ 이상인 것이 바람직하다. 다공층이 지나치게 얇지 않은 것에 의해, 세퍼레이터를 저비중 영역으로부터 적당한 거리로 떼어 놓을 수 있었다고 추찰된다. 또, 극간에 수용하기 위해서는, 두께가 0.3 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 두께는, 전지 공업회 규격 SBA S 0406 에 준하고, 19.6 KPa 의 압력을 가한 상태에서 측정한다.

본 발명에 있어서 다공층은, 다공층의 상기 극판에 맞닿는 면적의 50 ％ 를 초과하는 부분이, 상기 극판군의 상부 50 ％ 이내의 영역에 존재하는 것이 바람직하다. 극판군의 상부는, 극판의 격자부의 높이를 기준으로 한다. 따라서, 다공층의 상기 부분이, 격자부의 상부 50 ％ 이내에 대응하는 영역에 존재하는 것이 바람직하다.

또한, 다공층은, 극판군의 상부에 한정되지 않고, 어느 영역에 존재해도, 내침투 단락 성능에 관하여 일정한 효과를 발휘한다. 그러나, 다공층이 상부에 존재하는 것이 보다 효과가 있어 바람직하다. 이것은, 다공층을 극판군의 상부에 배치함으로써, 하부에 배치한 경우와 비교하여 확실하게, 세퍼레이터는 전극판 표면 근방의 전해액의 저비중 영역으로부터 떼어 놓을 수 있기 때문이고, 또, 성층화에 의해, 상부에서는 하부보다 저비중 영역이 되고, 침투 단락의 발생이 보다 일어나기 쉽기 때문이라고 생각된다. 또, 정극판의 상부에 다공층을 배치하면, 극판 상부의 이온 전도 저항이 증가하고, 충방전이 극판의 상하를 불문하고 균일하게 발생하는 상태에 가까워지고, 이로써, 정극판 상부에서의 활물질의 연화·탈락을 억제할 수 있고, 또 전해액의 성층화도 억제할 수 있다고 추찰된다.

상기 다공층은, 상기 다공층의 상기 극판에 맞닿는 면적의 50 ％ 를 초과하는 부분이, 상기 극판군의 상부 40 ％ 이내의 영역에 존재하는 것이 바람직하다. 즉, 다공층의 상기 부분이, 극판의 격자부의 상부 40 ％ 이내에 대응하는 영역에 존재하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 5 의 우측도에 나타내는 바와 같이, 격자부의 높이 (L) 에 대한 상부 40 ％ 이내의 영역 전체면에 존재해도 되고, 좌측도에 나타내는 바와 같이 40 ％ 이내의 영역의 일부에 존재해도 된다. 또, 점선으로 나타내는 바와 같이, 다공층의 상기 부분이 상부 40 ％ 이내의 영역에 존재하면, 상부 40 ％ 이내의 영역을 초과하여 존재해도 되고, 분산하여 형성해도 된다. 다공층의 상기 부분이 상부 50 ％ 이내의 영역에 존재하는 경우도 동일하다.

극간에 다공층이 존재하는 비율이 낮으면, 극판 표면의 저비중 영역으로부터 세퍼레이터를 떼어 놓는 효과가 작기 때문에, 침투 단락을 억제하는 효과는 감소한다고 생각된다. 그러나, 극간에 다공층이 존재하는 비율이 낮은 것이, 극간의 반응 저항 증가가 적기 때문에, 초기 성능의 저하를 작게 하고, 저온 고율 방전 성능이나 충전 수용성의 저하를 작게 할 수 있다고 추찰된다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸다.

＜실시예 : A2 ∼ A33 전지＞

(정극 활물질)

볼 밀법에 의한 납 산화물, 보강재의 합성 수지 섬유, 물 및 황산을 혼합함으로써 정극 페이스트를 조제하였다. 이 페이스트를 안티몬 프리의 Pb-Ca-Sn 계 합금으로 이루어지는 익스팬드 타입의 격자상의 정극 집전체에 충전하고, 숙성, 건조를 실시하여, 폭 100 ㎜, 높이 110 ㎜, 두께 1.6 ㎜ 의 미화성의 정극판을 제조하였다.

(부극 활물질)

볼 밀법에 의한 납 산화물, 인편상 그라파이트, 황산바륨, 리그닌, 및 보강재의 합성 수지 섬유, 물 및 황산을 혼합함으로써 부극 페이스트를 조제하였다. 이 페이스트를 안티몬 프리의 Pb-Ca-Sn 계 합금으로 이루어지는 익스팬드 타입의 부극 격자에 충전하고, 숙성, 건조를 실시하여, 폭 100 ㎜, 높이 110 ㎜, 두께 1.3 ㎜ 의 미화성의 부극판을 제조하였다. 또, 인편상 그라파이트, 황산바륨, 리그닌 및 합성 수지 섬유의 혼합량은, 화성 후에 또한 만충전 상태로 측정했을 때, 각각 2 mass％, 0.6 mass％, 0.2 mass％ 및 0.1 mass％ 가 되도록 조절하였다.

(세퍼레이터)

베이스 두께가 0.2 ㎜, 리브 높이가 0.3 ㎜ 인 폴리에틸렌 시트를 기재로 하는 합성 수지제의 주머니상 세퍼레이터를 준비하고, 이 주머니 내에 부극판을 수납하고, 리브에 정극판을 대향시켰다.

(전지 구성)

상기 정극판 6 장과 상기 주머니상 세퍼레이터에 수납된 상기 부극판 7 장을 부극판이 외측이 되도록 교대로 적층하였다. 표 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 세퍼레이터와 상기 정극판 사이 또는 상기 세퍼레이터와 상기 부극판 사이의 일방 또는 양방에, 동 표에 나타내는 다공층 두께의 유리 매트를, 동 표의 다공층 당접 위치에서 설치하였다. 또한, 유리 매트는, 격자부의 전체 면적에 대한 당접 면적비와, 격자부의 높이 (L) 에 대한 당접 길이의 비가 동일해지는 양태로 설치하였다 (도 5 우측도 참조. 예를 들어, 격자 상부로부터의 면적비가 40 ％ 라는 상태는, 도 5 우측도와 같이, 극판의 상부 프레임 골격부의 상단으로부터 하방향으로 40 ％ 의 거리 (하부 프레임 골격부의 하단까지의 거리를 100 ％ 로 한다.) 까지의 범위에 있는 극판의 표면을 모두 덮도록 설치한 상태를 의미한다.).

상기 정극판끼리의 귀, 및 상기 부극판끼리의 귀를 각각 COS 방식에 의해 정극 스트랩, 부극 스트랩으로 용접하여 A ＜ B 가 되도록 제조한 극판군을, 폴리프로필렌제의 전조에 수납하고, 황산을 첨가하고, 전조 화성을 실시하여, 화성 후의 전해액 비중이 1.285, 5 hR 용량이 30 Ah 인 액식 납 축전지인 A2 ∼ A33 을 제조하였다. 또한, 전조 내에서는 6 개의 극판군이 직렬로 접속되어 있다. 또, 치수를 확인하기 위한 전지를 별도 제조하고, 전조 화성 후, 추가로 만충전한 후, 덮개를 떼어내어 정극측 및 부극측의 귀군 길이 (A) 및 상부 극판군 길이 (B) 를 각각 측정하였다. 정극측도 부극측도 A ＜ B 로 되어 있는 것에 대해서는 이하의 표에서는 「A ＜ B」라고 표기하였다. 정극측도 부극측도 A = B 로 되어 있는 것에 대해서는 이하의 표에서는 「A = B」라고 표기하였다. 정극측도 부극측도 A ＞ B 로 되어 있는 것에 대해서는 이하의 표에서는 「A ＞ B」라고 표기하였다.

(저온 고율 방전 성능 시험)

만충전이 완료된 상기 액식 납 축전지를 16 시간 이상 -15 ℃ ± 1 ℃ 의 냉각실에 둔 후, 150 A 의 방전 전류로 단자 전압이 6 V 로 저하될 때까지의 방전 시간을 기록하였다 (JIS D 5301 의 고율 방전 특성 시험에 준거).

(침투 단락 시험)

저온 고율 방전 성능 시험을 실시한 것과는 별도로 새롭게 액식 납 축전지를 제조하고, 25 ℃ 의 항온 수조 중에서, 표 1 에 나타내는 공정 1 ∼ 5 를 실행한 후에 전지를 해체하여 단락의 유무를 조사하였다. 각 실시예 및 비교예에 대해, 각각 20 개의 납 축전지를 시험하고, 침투 단락의 발생률을 평가하였다.

＜비교예 1＞

유리 매트를 설치하지 않은 것 이외에는, 실시예와 동일하게 하여 비교예 1 에 관련된 A1 전지를 제조하였다.

＜비교예 2, 3＞

극판의 두께를 얇게 하고, A ＞ B, 또는 A = B 가 되도록 극판군을 제조한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 하여 X 전지, Y 전지를 제조하였다.

A1 ∼ A33, 및 X, Y 전지의 특성을 표 2 에 나타낸다.

표 2 의 「저온 HR 성능」은, 상기 저온 고율 방전 성능 시험에 있어서, A1 전지의 방전 시간을 100 ％ 로 한 비를 나타낸다. 「침투 단락 발생률」은 5 ％ 마다의 값을 나타낸다.

표 2 에 나타내는 결과로부터, 세퍼레이터와 정극판 사이 또는 세퍼레이터와 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층을 형성한 A2 ∼ A33 의 전지는, 다공층을 형성하지 않은 A1 전지와 비교하여 침투 단락의 억제에 효과가 있는 것을 알 수 있다. 또한, A32 및 A33 에 있어서도 효과가 얻어진 것은, 하부에만 다공층을 배치해도, 상부에 있어서의 세퍼레이터와 극판의 간격을 넓히는 작용이 있는 것을 의미하고 있다. 이 이유는, 스트랩과 귀부의 접점이 지점으로서 작용하는 상황하에 있어서, 극판 하부에 있어서의 세퍼레이터와 극판 사이의 간격이 넓어진 것에 수반되어 상부의 간격도 넓어진 것이라고 생각된다. 그 때문에, 다공층은 반드시 상단 부근에 배치할 필요가 없고, 어떠한 위치에 배치되었다고 해도 본 발명의 효과가 얻어진다고 할 수 있다.

또, 표 2 에 나타내는 결과로부터, 세퍼레이터와 정극판 사이 또는 세퍼레이터와 부극판 사이의 일방에만 다공층을 형성한 A2 ∼ A9 의 전지도, 다공층을 형성하지 않은 A1 전지와 비교하여 침투 단락의 억제에 효과가 있는 것을 알 수 있다.

또한, 표 2 에 나타내는 결과로부터, 다공층 당접 위치와 다공층 두께가 동일한 조건인 것끼리에서 비교한 경우, A2 ∼ A9 의 전지보다 세퍼레이터와 정극판 사이, 세퍼레이터와 부극판 사이의 양방에 다공층을 형성한 A10 ∼ A31 의 전지가, 보다 침투 단락의 억제에 효과가 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 다공층을 양면에 배치함으로써, 본 발명의 효과가 현저해지는 것을 의미하는 것이다.

또, 다공층을 상부로부터 30 ％ 의 범위에 형성한 A18 ∼ A21 의 전지는, 하부로부터 30 ％ 의 범위에 다공층을 형성한 A32, A33 과 비교하여 침투 단락이 억제되어 있는 것을 알 수 있다.

또한, A2 ∼ A31 의 전지를 보면, 극판 상부로부터의 다공층의 당접 면적비가 큰 전지가, 침투 단락의 억제에 보다 효과가 있지만, 상기 당접 면적비가 지나치게 크지 않은 것이 저온 고율 방전 성능의 유지에 바람직한 것을 알았다.

도 6, 도 7 은, 세퍼레이터와 정극판 사이, 및 세퍼레이터와 부극판 사이의 양방에 다공층을 형성한 본 발명의 전지에 있어서, 다공층의 두께, 및 당접 면적비를 변화시킨 경우의 침투 단락 발생률, 및 저온 고율 방전 성능 (A1 전지에 대한 저온 HR 성능비) 의 변화를, 다공층을 형성하지 않은 A1 전지의 경우와 함께 나타내고 있다.

도 6 으로부터는, 다공층의 두께가 0.1 ㎜ 이상, 극판 상부로부터의 당접 면적비가 20 ％ 이상인 경우, 침투 단락 발생률이 30 ％ 이하로 우수하고, 그것 이상 당접 면적을 늘려도, 침투 단락 발생률의 저감에 큰 영향을 주지 않는 것을 알 수 있다.

한편, 도 7 로부터는, 극판 상부로부터의 당접 면적비가 40 ％ 이하이면, 다공층을 형성하지 않은 A1 전지에 대해 90 ％ 이상의 저온 HR 성능비를 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 다공층은, 두께가 0.1 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 극판군의 상부 40 ％ 이내에 있어서 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 전지를 아이들링 스톱차용의 시동용 납 축전지로서 사용했을 때의 효과를 검증하기 위해, 본 발명의 실시예인 A23 전지와 다공층을 가지지 않는 점을 제외하고 A23 전지와 거의 동일한 구성의 A1 전지에 대해 수명 시험을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 수명 시험은, 각 전지를 40 ℃ 의 항온조에 넣고, 이하의 표 3 에 기재된 공정 1 ∼ 10 의 내용을 반복함으로써 실시하였다. 각 공정의 조건은 표 3 의 시험 조건란과 같다. 수명의 평가는, 단자 전압이 10.5 V 에 도달했을 때의 사이클수를 비교함으로써 실시하였다. 여기서의 사이클수는, 공정 1 에서 공정 5 까지를 1 회 실시하는 것을 1 사이클로서 세는 것으로 하였다. 또한, 표 3 의 충방전 시험 조건은, 아이들링 스톱차에 탑재된 납 축전지의 대표적인 충방전 패턴이고, 이 시험을 실시함으로써, 아이들링 스톱차용 납 축전지로서의 수명 성능 (이른바 PSOC 조건하에서의 수명 성능) 을 평가할 수 있다. 이 수명 시험의 결과, A23 전지의 단자 전압이 7.2 V 에 도달했을 때의 사이클수는, A1 전지의 그것과 비교하여 약 10 ％ 많은 값이었다. 이 결과로부터, 다공층을 구비하고, 또한 A ＜ B 라는 구성으로 한 납 축전지를 아이들링 스톱차용 납 축전지로서 사용한 경우, 극판 상부에 있어서의 침투 단락을 억제하는 효과와, 스트랩을 소형화할 수 있는 효과와, 아이들링 스톱차용에 요구되는 장수명화의 효과를 동시에 얻을 수 있다고 할 수 있다.

또한, 본 명세서에 의해 개시되는 기술은, 여러 가지 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어, 이하의 형태로 실시할 수 있다.

(1) 정극판과 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 극판군과, 전해액과, 상기 극판군을 수납한 전조를 구비한 납 축전지로서, 정극 스트랩 또는 부극 스트랩 중 적어도 일방의 스트랩의 직하에 있어서의 양단의 귀의 외단 사이의 길이 (A) 가, 상기 적어도 일방의 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판에 있어서의 상부 프레임 골격부의 적층 방향 외단 사이의 길이 (B) 보다 작고, 상기 세퍼레이터와 상기 정극판 사이 또는 상기 세퍼레이터와 상기 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 납 축전지.

(2) 상기 다공층이 상기 극판의 전체면을 덮는 것을 특징으로 하는, (1) 에 기재된 납 축전지.

(3) 상기 다공층의 두께가 0.05 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, (1) 또는 (2) 에 기재된 납 축전지.

(4) 상기 다공층의 두께가 0.1 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(5) 상기 세퍼레이터는 미세공을 갖는 폴리올레핀을 주성분으로 하는 시트인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(6) 상기 세퍼레이터는 미세공을 갖는 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 시트인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(7) 상기 다공층은 다공질의 합성 수지막 또는 유리제의 매트인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(8) 상기 다공층은 다공질의 합성 수지막인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(9) 상기 다공층은 유리제의 매트인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (8) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(10) 상기 정극 스트랩은 COS 법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (9) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(11) 상기 부극 스트랩은 COS 법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (10) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(12) 상기 유리제의 매트의 유리 섬유의 평균 섬유경은 1.2 ㎛ 이상인 것을 특징하는, (1) ∼ (11) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(13) 상기 유리제의 매트의 유리 섬유의 평균 섬유경은 25 ㎛ 이하인 것을 특징하는, (1) ∼ (12) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(14) 상기 다공층의 두께가 0.3 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (13) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(15) 상기 길이 (A) 는 상기 길이 (B) 보다 1 ㎜ 이상 작은 것을 특징으로 하는, 청구항 (1) ∼ (14) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(16) 상기 길이 (A) 는 상기 길이 (B) 보다 3 ㎜ 이상 작은 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (15) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(17) 상기 다공층이 상기 극판의 전체면에 맞닿는 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (16) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(18) 상기 다공층의 상기 극판에 맞닿는 면적의 50 ％ 를 초과하는 부분이, 상기 극판군의 상부 50 ％ 이내의 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는, (1) 에 기재된 납 축전지.

(19) 상기 다공층의 상기 극판에 맞닿는 면적의 50 ％ 를 초과하는 부분이, 상기 극판군의 상부 40 ％ 이내의 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는, (1) 에 기재된 납 축전지.

(20) 상기 세퍼레이터와 상기 정극판 사이 및 상기 세퍼레이터와 상기 부극판 사이의 양방에 상기 다공층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (19) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

(21) 아이들링 스톱차용 납 축전지인 것을 특징으로 하는, (1) ∼ (20) 중 어느 하나에 기재된 납 축전지.

산업상 이용가능성

본 발명은, 스트랩의 직하에 있어서의 귀군 길이 (A) 가, 상부 극판군 길이 (B) 보다 작은 경우에, 세퍼레이터와 극판의 거리를 떼어 놓고, 침투 단락을 억제할 수 있으므로, PSOC 로 사용될 기회가 많은 IS 용도의 납 축전지 등에 대한 적용이 기대된다.

A : 스트랩 직하의 귀군 길이
B : 양단에 위치하는 극판에 있어서의 상부 프레임 골격부의 적 방향 외단 사이의 길이 (상부 극판군 길이)

Claims (7)

1. 정극판과 부극판을 세퍼레이터를 개재하여 적층한 극판군과, 전해액과, 상기 극판군을 수납한 전조를 구비한 납 축전지로서,
   정극 스트랩 또는 부극 스트랩 중 적어도 일방의 스트랩 직하에 있어서의 양단의 귀의 외단 사이의 길이 (A) 가, 상기 적어도 일방의 스트랩에 접속된 극판 중 양단에 위치하는 극판에 있어서의 상부 프레임 골격부의 적층 방향 외단 사이의 길이 (B) 보다 작고,
   상기 세퍼레이터와 상기 정극판 사이 또는 상기 세퍼레이터와 상기 부극판 사이의 적어도 일방에 다공층으로서 다공질의 합성 수지막 또는 유리제의 매트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 납 축전지.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다공층이 상기 극판의 전체면을 덮는 것을 특징으로 하는 납 축전지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   불완전한 충전 상태 (Partial state of charge) 로 사용되는 것을 특징으로 하는 납 축전지.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 길이 (A) 는 상기 길이 (B) 보다 1 ㎜ 이상 작은 것을 특징으로 하는 납 축전지.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 다공층의 두께가 0.05 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 납 축전지.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 다공층으로서 다공질의 합성 수지막이 형성되어 있고,
   상기 다공질의 상기 합성 수지막은 수지를 주성분으로 하는 매트인 것을 특징으로 하는 납 축전지.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 다공층으로서 유리제의 매트가 형성되어 있고,
   상기 유리제의 매트의 유리 섬유의 평균 섬유경은 1.2 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 납 축전지.

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