図面 (/)

技術 鉛蓄電池用正極格子体及び鉛蓄電池

出願人 古河電池株式会社
発明者 川口祐太朗荻野由涼菅真也西村章宏竹本嵩清田井中亮古川淳
出願日 2018年2月28日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2018-035606
公開日 2019年9月12日 (6ヶ月経過) 公開番号 2019-153384
状態 未査定
技術分野 電池用電極の担体または集電体
主要キーワード 補助桟 寿命要因 伸び代 膨張度合い モノブロック構造 目切れ 有底角筒 宙吊り状態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

正極格子体グロースに起因する内部短絡を防止し、鉛蓄電池寿命を向上する。

解決手段

横方向に延びる第1の横枠骨及び第2の横枠骨と、縦方向に延びる第1の縦枠骨と第2の縦枠骨とを備える矩形枠状の枠骨;枠骨内に配置され、枠骨と接続して格子状に設けられる複数本横桟及び縦桟を備える内骨;枠骨と複数本の横桟及び縦桟とによって囲まれる領域、及び複数本の横桟及び縦桟によって囲まれる領域として規定される複数の開口部;及び第1の横枠骨と接続する正極集電耳;を備え、第1の縦枠骨及び第2の縦枠骨に隣接する複数の開口部の平均面積は、当該複数の開口部を除く残りの複数の開口部の平均面積と比較して小さく、複数の開口部の面積は、第1の横枠骨と第2の横枠骨とを縦断する同一垂線上で比較した場合、第2の横枠骨側から第1の横枠骨側に向けて段階的に小さくなる鉛蓄電池用の正極格子体。

概要

背景

近年の環境問題の深刻化と排出ガス規制に対応するため、停車時に一時的にエンジンを停止させるアイドリングストップ機能を搭載した自動車(以下、「ISS車」と表記する。)が普及しつつある。ISS車は、信号待ち等で停車した際のアイドリングによる燃料消費を抑制できるため、燃費が向上し、さらに排出ガス量も低減できる。

前記ISS車に搭載された鉛蓄電池は、早期寿命に至り易いことが知られている。この理由としては、ISS車では、信号待ち等でエンジンが停止した際、エアコンライトワイパーカーナビ等の機器電力を供給するため、鉛蓄電池が深い放電深度まで使用されること、発進時にエンジンを再始動するための放電オルタネーター回生ブレーキによる充電とを繰り返すことなどにより、鉛蓄電池に大きな負荷がかかることが挙げられる。

鉛蓄電池は、積層構造極板群電槽内収納した後、当該電槽内に電解液である希硫酸注液する工程を経て製造される。積層構造の極板群は、主として鉛又は鉛合金からなる格子体ペースト状の活物質充填された正極板及び負極板セパレータとが交互に積層されている。当該格子体は、例えば枠骨と当該枠骨に囲まれた内骨とを有する構造のものが知られている。枠骨は、上側に配置され集電耳が形成される第1の横枠骨と、下側に配置される第2の横枠骨と、第1,2の横枠骨の端部同士を接続する第1,2の縦枠骨とを有する。内骨は、複数本横桟及び縦桟を有する。格子体は少なくとも、枠骨と内骨とによって囲まれる領域として規定される開口部に活物質が充填されている。

このような鉛蓄電池の寿命要因の一つが、正極格子体腐食膨張に伴う正極格子体全体の膨張、変形である。このような正極格子体の変形は、グロースと呼ばれている。グロースが生じると、正極格子体の一部が湾曲して折損し、その折損端がセパレータを突き破り対向する負極板と接触する、又は上側へ膨張して負極ストラップ等の負極の一部に接触することにより内部短絡を起こし、鉛蓄電池が早期に寿命に至る虞がある。また、正極格子体のグロースは、正極活物質剥離又は脱落を招き、早期の容量低下の原因になる。このような事情から、鉛蓄電池を設計する際には正極格子体のグロースへの対策を講じる必要がある。

グロースが生じる機構は、次のように考えられる。鉛蓄電池における腐食は、充放電により正極格子体を形成する鉛又は鉛合金が主に電解液や活物質中に含まれる硫酸イオンと反応して、PbOx(x:1〜2)やPbSO4等からなる多層構造腐食反応生成物へと変化する酸化反応に起因する。当該腐食は充放電の繰り返しに伴って進行する。このとき、電解液と接触する正極格子体の表面近傍において、腐食反応生成物の層が成長する。当該腐食反応生成物の成長は、正極格子体の体積の増加を伴うため、腐食が進行すると正極格子体の表面近傍の腐食反応生成物と内部の正極格子体自体の膨張度合いの差により大きな応力が発生する。結果として、当該応力が正極格子体を延伸させる引張応力となり、正極格子体全体の膨張に伴うグロースを生じる。

鉛蓄電池の極板群は、ストラップから上側に延出するよう設けた極柱セル間の接続部材によって、蓋あるいは電槽の上部に固定されているため、グロースが生じると正極板はまず固定されていない左右側と下側に対して伸びる。初期のグロースでは、正極板の左右側への伸び代と比較して下側への伸び代は小さくなる場合が多い。これは、当該極板群を支持するために、当該極板群の下端が、電槽底面や当該底面に設けた鞍部に当接していることによる。従って、グロースが生じると正極板の下側への伸びは上側への伸びに転じるため、正極板の上端が負極ストラップ等の負極の一部に接触して内部短絡を生じる虞がある。

正極格子体の上側へのグロースによる内部短絡を防止する手段として、出願人は特許文献1及び特許文献2において、極板群を保持する電槽の鞍部をスポンジ発泡性樹脂で形成した鉛蓄電池を提案している。電槽の鞍部をスポンジや発泡性樹脂で形成することによって、正極格子体にグロースが生じた際、鞍部が潰れて下側への伸びを吸収するため、正極格子体の上側への伸びを抑制して負極ストラップ等への接触、内部短絡を防止できる。

これに対し、特許文献1,2の構成と異なる形態で正極格子体と負極格子体の内部短絡を抑制する発明が種々提案されている。特許文献3では、正極板を宙吊り状態とし、正極板の下側が電槽底部から離れた構造を有する鉛蓄電池が開示されている。この鉛蓄電池では、グロースが生じた際に正極板が下側へ優先的に伸びるため、上側への伸びとそれに伴う正極板と負極板との接触による内部短絡が抑制される。

特許文献4及び特許文献5には、グロースによる正極板と負極板の接触を抑制する手法として、正極格子体の所定の部分に切り欠やくびれ等の機械的強度の弱い箇所を設けた鉛蓄電池が開示されている。このように、正極格子体の一部に機械的強度の弱い箇所を形成することによって、グロースが生じた際に、機械的強度の低い箇所が優先的に折損又は変形し、正極格子体全体の膨張が抑制される。

また、腐食による正極格子体のグロースを抑制する技術の他に、充放電サイクル中の活物質の膨張、収縮による変形を防止し鉛蓄電池の寿命を向上することも検討されている。

特許文献6では、正極格子体において、内骨を構成する横桟及び縦桟の配列間隔を中心部から周辺部に向かって小さくした鉛蓄電池が開示されている。このように横桟及び縦桟の配列間隔を中心部から周辺部に向かって小さくすることによって、正極格子体の周辺部ほど横桟及び縦桟が密に配置されるため、正極格子体の機械的強度が向上する。そのため、正極活物質が充電によって面方向に膨張した際の正極格子体の特に横方向への変形が抑制され、鉛蓄電池のサイクル特性が向上する。

概要

正極格子体のグロースに起因する内部短絡を防止し、鉛蓄電池の寿命を向上する。 横方向に延びる第1の横枠骨及び第2の横枠骨と、縦方向に延びる第1の縦枠骨と第2の縦枠骨とを備える矩形枠状の枠骨;枠骨内に配置され、枠骨と接続して格子状に設けられる複数本の横桟及び縦桟を備える内骨;枠骨と複数本の横桟及び縦桟とによって囲まれる領域、及び複数本の横桟及び縦桟によって囲まれる領域として規定される複数の開口部;及び第1の横枠骨と接続する正極集電耳;を備え、第1の縦枠骨及び第2の縦枠骨に隣接する複数の開口部の平均面積は、当該複数の開口部を除く残りの複数の開口部の平均面積と比較して小さく、複数の開口部の面積は、第1の横枠骨と第2の横枠骨とを縦断する同一垂線上で比較した場合、第2の横枠骨側から第1の横枠骨側に向けて段階的に小さくなる鉛蓄電池用の正極格子体。

目的

本発明は上記事情を鑑み、正極格子体のグロースに起因する内部短絡を防止でき、鉛蓄電池の寿命を向上し得る鉛蓄電池用正極格子体及び鉛蓄電池を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

鉛蓄電池用正極格子体であって、横方向に延びる第1の横枠骨及び第2の横枠骨と、縦方向に延びる第1の縦枠骨及び第2の縦枠骨とを備える矩形枠状の枠骨;前記枠骨内に配置され、前記枠骨と接続して格子状に設けられる複数本横桟及び縦桟を備える内骨;前記枠骨と複数本の前記横桟及び前記縦桟とによって囲まれる領域、及び複数本の前記横桟及び前記縦桟によって囲まれる領域、で規定される複数の開口部;及び前記第2の縦枠骨側に位置する前記第1の横枠骨と接続する正極集電耳;を備え、前記第1の縦枠骨及び前記第2の縦枠骨に隣接する複数の前記開口部を平面視した平均面積は、当該複数の開口部を除く残りの複数の開口部を平面視した平均面積と比較して小さく、かつ複数の前記開口部を平面視した面積は、前記第1の横枠骨と前記第2の横枠骨とを縦断する同一垂線上で比較した場合、前記第2の横枠骨側から前記第1の横枠骨側に向けて段階的に小さくなることを特徴とする鉛蓄電池用正極格子体。

請求項2

複数の前記開口部を平面視した面積は、前記内骨の中央側から前記第1の縦枠骨側に向けて段階的に小さくなり、前記内骨の中央側から前記第2の縦枠骨側に向けて段階的に小さくなることを特徴とする請求項1に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項3

前記第2の横枠骨側から前記第1の横枠骨側に向けて上下に連続した複数の開口部において、下側の前記開口部を平面視した面積に対する上側の前記開口部を平面視した面積の比は0.85倍以上、0.99倍を超えない範囲であることを特徴とする請求項1又は2に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項4

前記第1の横枠骨に隣接する複数の前記開口部のうち、鉛蓄電池の負極板に設けられる負極集電耳の直下、又は前記負極集電耳が接続された負極ストラップの直下に対応する前記開口部は、前記第1の縦枠骨及び前記第2の縦枠骨が延びる方向と同一方向に延びる補助桟によって分割されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項5

複数の前記開口部を平面視した四隅は、丸みRを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項6

前記枠骨に隣接する複数の前記開口部のうち、少なくとも当該枠骨の四隅に位置する前記開口部を平面視した四隅は、前記枠骨の四隅以外に位置する前記開口部と比較して大きな丸みRが少なくとも1つ以上設けられ、前記枠骨の四隅に位置する前記開口部において、当該開口部内の前記枠骨の角に最も近い隅の丸みRの大きさが最大になることを特徴とする請求項5に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項7

鉛又は鉛合金圧延板打ち抜き格子体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項8

前記鉛合金は、Caが0.02〜0.08質量%、Snが0.4〜2.5質量%、Alが0.005〜0.04質量%、Agが0.001〜0.0049質量%、及び残部がPbと不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項7に記載の鉛蓄電池用正極格子体。

請求項9

請求項1〜8のいずれか1項に記載の鉛蓄電池用正極格子体を備えることを特徴とする鉛蓄電池。

技術分野

0001

本発明は、鉛蓄電池用正極格子体及び鉛蓄電池に関する。

背景技術

0002

近年の環境問題の深刻化と排出ガス規制に対応するため、停車時に一時的にエンジンを停止させるアイドリングストップ機能を搭載した自動車(以下、「ISS車」と表記する。)が普及しつつある。ISS車は、信号待ち等で停車した際のアイドリングによる燃料消費を抑制できるため、燃費が向上し、さらに排出ガス量も低減できる。

0003

前記ISS車に搭載された鉛蓄電池は、早期寿命に至り易いことが知られている。この理由としては、ISS車では、信号待ち等でエンジンが停止した際、エアコンライトワイパーカーナビ等の機器電力を供給するため、鉛蓄電池が深い放電深度まで使用されること、発進時にエンジンを再始動するための放電オルタネーター回生ブレーキによる充電とを繰り返すことなどにより、鉛蓄電池に大きな負荷がかかることが挙げられる。

0004

鉛蓄電池は、積層構造極板群電槽内収納した後、当該電槽内に電解液である希硫酸注液する工程を経て製造される。積層構造の極板群は、主として鉛又は鉛合金からなる格子体にペースト状の活物質充填された正極板及び負極板セパレータとが交互に積層されている。当該格子体は、例えば枠骨と当該枠骨に囲まれた内骨とを有する構造のものが知られている。枠骨は、上側に配置され集電耳が形成される第1の横枠骨と、下側に配置される第2の横枠骨と、第1,2の横枠骨の端部同士を接続する第1,2の縦枠骨とを有する。内骨は、複数本横桟及び縦桟を有する。格子体は少なくとも、枠骨と内骨とによって囲まれる領域として規定される開口部に活物質が充填されている。

0005

このような鉛蓄電池の寿命要因の一つが、正極格子体腐食膨張に伴う正極格子体全体の膨張、変形である。このような正極格子体の変形は、グロースと呼ばれている。グロースが生じると、正極格子体の一部が湾曲して折損し、その折損端がセパレータを突き破り対向する負極板と接触する、又は上側へ膨張して負極ストラップ等の負極の一部に接触することにより内部短絡を起こし、鉛蓄電池が早期に寿命に至る虞がある。また、正極格子体のグロースは、正極活物質剥離又は脱落を招き、早期の容量低下の原因になる。このような事情から、鉛蓄電池を設計する際には正極格子体のグロースへの対策を講じる必要がある。

0006

グロースが生じる機構は、次のように考えられる。鉛蓄電池における腐食は、充放電により正極格子体を形成する鉛又は鉛合金が主に電解液や活物質中に含まれる硫酸イオンと反応して、PbOx(x:1〜2)やPbSO4等からなる多層構造腐食反応生成物へと変化する酸化反応に起因する。当該腐食は充放電の繰り返しに伴って進行する。このとき、電解液と接触する正極格子体の表面近傍において、腐食反応生成物の層が成長する。当該腐食反応生成物の成長は、正極格子体の体積の増加を伴うため、腐食が進行すると正極格子体の表面近傍の腐食反応生成物と内部の正極格子体自体の膨張度合いの差により大きな応力が発生する。結果として、当該応力が正極格子体を延伸させる引張応力となり、正極格子体全体の膨張に伴うグロースを生じる。

0007

鉛蓄電池の極板群は、ストラップから上側に延出するよう設けた極柱セル間の接続部材によって、蓋あるいは電槽の上部に固定されているため、グロースが生じると正極板はまず固定されていない左右側と下側に対して伸びる。初期のグロースでは、正極板の左右側への伸び代と比較して下側への伸び代は小さくなる場合が多い。これは、当該極板群を支持するために、当該極板群の下端が、電槽底面や当該底面に設けた鞍部に当接していることによる。従って、グロースが生じると正極板の下側への伸びは上側への伸びに転じるため、正極板の上端が負極ストラップ等の負極の一部に接触して内部短絡を生じる虞がある。

0008

正極格子体の上側へのグロースによる内部短絡を防止する手段として、出願人は特許文献1及び特許文献2において、極板群を保持する電槽の鞍部をスポンジ発泡性樹脂で形成した鉛蓄電池を提案している。電槽の鞍部をスポンジや発泡性樹脂で形成することによって、正極格子体にグロースが生じた際、鞍部が潰れて下側への伸びを吸収するため、正極格子体の上側への伸びを抑制して負極ストラップ等への接触、内部短絡を防止できる。

0009

これに対し、特許文献1,2の構成と異なる形態で正極格子体と負極格子体の内部短絡を抑制する発明が種々提案されている。特許文献3では、正極板を宙吊り状態とし、正極板の下側が電槽底部から離れた構造を有する鉛蓄電池が開示されている。この鉛蓄電池では、グロースが生じた際に正極板が下側へ優先的に伸びるため、上側への伸びとそれに伴う正極板と負極板との接触による内部短絡が抑制される。

0010

特許文献4及び特許文献5には、グロースによる正極板と負極板の接触を抑制する手法として、正極格子体の所定の部分に切り欠やくびれ等の機械的強度の弱い箇所を設けた鉛蓄電池が開示されている。このように、正極格子体の一部に機械的強度の弱い箇所を形成することによって、グロースが生じた際に、機械的強度の低い箇所が優先的に折損又は変形し、正極格子体全体の膨張が抑制される。

0011

また、腐食による正極格子体のグロースを抑制する技術の他に、充放電サイクル中の活物質の膨張、収縮による変形を防止し鉛蓄電池の寿命を向上することも検討されている。

0012

特許文献6では、正極格子体において、内骨を構成する横桟及び縦桟の配列間隔を中心部から周辺部に向かって小さくした鉛蓄電池が開示されている。このように横桟及び縦桟の配列間隔を中心部から周辺部に向かって小さくすることによって、正極格子体の周辺部ほど横桟及び縦桟が密に配置されるため、正極格子体の機械的強度が向上する。そのため、正極活物質が充電によって面方向に膨張した際の正極格子体の特に横方向への変形が抑制され、鉛蓄電池のサイクル特性が向上する。

先行技術

0013

特開2001−351671号公報
実開平5−45901号公報
特開2012−079609号公報
特許第5103385号公報
特開2013−16499号公報
特開平2−281563号公報

発明が解決しようとする課題

0014

しかしながら、特許文献1乃至3に記載の鉛蓄電池は、静置した状態で使用される据置電源用の鉛蓄電池を想定したものであり、激しい振動が想定される用途、例えば車載用始動電源としては耐久性に改良すべき点があった。特許文献1乃至3に記載の鉛蓄電池では、重量の大きい極板群がほぼ上側のストラップと接続した集電耳のみで支持・保持された状態となるため、激しい振動が加わると極板群が集電耳の部分で破断する虞がある。
一方、特許文献4及び特許文献5に記載の鉛蓄電池では、正極格子体の一部に切り欠きやくびれを設けるため、当該部分において電気抵抗局所的に大きくなり、充放電時の電位分布不均一化して集電効率が低下し、出力特性等の低下を招く虞がある。また切り欠きやくびれ部分を設けると、正極格子体の製造に使用される金型の形状が複雑化し、製造コストの増大や歩留まりの悪化等を招く虞がある。特に、鋳造による正極格子体の製造においては、金型における溶融した鉛又は鉛合金の湯回り不良による目切れ等の鋳造欠陥も危惧される。

0015

特許文献6に記載の正極格子体のように、内骨を構成する横桟及び縦桟の配列間隔を、中心部から周辺部に向かって小さくすると、正極格子体の周辺部に位置する開口部は正極格子体の中心部に位置するものと比較して面積が小さくなり、正極格子体の中心部に位置する開口部の面積が大きくなる。一般的に、正極格子体における充放電時の電流密度は、上側の正極集電耳付近に位置するほど大きく、下側に位置するほど小さくなる。また正極活物質の膨張、収縮は充放電反応に伴って生じ、その充放電反応は電流密度に比例する。このため、正極格子体の上側では正極活物質の膨張、収縮が大きく、下側では小さくなる。その結果、特許文献6のように、開口部の面積の分布を正極格子体の中心部を基点として点対称的にすると、電流密度の分布を考慮した場合、必ずしも正極活物質の膨張、収縮を最も効率的に防ぐ方法とはいえず、改良の余地があった。また、特許文献6にも記載されるように、横桟及び縦桟の本数を増やすことは鉛蓄電池自体の重量の増加に繋がる。そのため、正極活物質の膨張、収縮の防止に対して寄与の小さい正極格子体の下側まで横桟及び縦桟の配列間隔を密にすることは、鉛蓄電池の軽量化が損なわれる。

0016

また、発明者等が見出した、グロースが助長されるメカニズムについて以下に述べる。グロースにより正極格子体が拡張するように変形すると、正極活物質が枠骨や内骨から剥離したり、開口部から脱落したり、隙間を生じたりする。当該隙間に電解液が侵入して正極格子体と接触すると、充放電に伴う正極格子体の腐食が促されるため、グロースが加速的に進行する。以下、このような正極格子体の縦枠骨に接した正極活物質の剥離又は脱落に伴うグロースの著しい進行を「加速的グロース」と表記する。一般的に、正極格子体の断面積が大きいほど、腐食時のグロース度合も大きくなることが知られている。従って、正極格子体の縦枠骨が外側に湾曲することにより正極活物質との剥離又は脱落を生じた場合、放電容量や出力特性のような電池性能の低下のみならず、上下方向への加速的グロースを招く。

0017

加えて、正極活物質と正極格子体が密着した状態であれば、当該正極活物質と正極格子体表面との間に結合に必要な腐食層が形成される。正極活物質と正極格子体の間に腐食層が介在されると、正極活物質が正極格子体を引っ張る力が働くため、正極格子体のグロースを抑制する。しかしながら、剥離又は脱落が生じた状態では前記作用が働かず、加速的グロースが助長される。

0018

本発明は上記事情を鑑み、正極格子体のグロースに起因する内部短絡を防止でき、鉛蓄電池の寿命を向上し得る鉛蓄電池用正極格子体及び鉛蓄電池を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0019

上記の課題を解決するために、一つの実施形態によると、横方向に延びる第1の横枠骨及び第2の横枠骨と、縦方向に延びる第1の縦枠骨と第2の縦枠骨とを備える矩形枠状の枠骨;枠骨内に配置され、枠骨と接続して格子状に設けられる複数本の横桟及び縦桟を備える内骨;枠骨と複数本の横桟及び縦桟とによって囲まれる領域、並びに複数本の横桟及び縦桟によって囲まれる領域として規定される複数の開口部;及び第1の横枠骨と接続する正極集電耳;を備え、第1の縦枠骨に隣接する複数の開口部及び第2の縦枠骨に隣接する複数の開口部を平面視した平均面積は、当該複数の開口部を除く残りの複数の開口部を平面視した平均面積と比較して小さく、複数の開口部は、第1の横枠骨と第2の横枠骨とを縦断する同一垂線上で比較した場合、第2の横枠骨側から第1の横枠骨側に向けて段階的に平面視した面積が小さくなることを特徴とする鉛蓄電池用正極格子体が提供される。

0020

上記の課題を解決するために、別の実施形態によると、上述する鉛蓄電池用正極格子体を備えることを特徴とする鉛蓄電池が提供される。

発明の効果

0021

本発明によれば、正極格子体のグロースに起因する内部短絡を防止でき、鉛蓄電池の寿命を向上し得る鉛蓄電池用の正極格子体及び鉛蓄電池を提供できる。

図面の簡単な説明

0022

図1は、第1の実施形態に係る正極格子体の平面図である。
図2は、第2の実施形態に係る正極格子体の平面図である。
図3は、第3の実施形態に係る正極格子体の備える開口部を拡大して示す平面図である。
図4は、第4の実施形態に係る正極格子体の備える開口部を拡大して示す平面図である。
図5は、第5の実施形態に係る正極格子体の一部を拡大して示す平面図である。
図6は、第6の実施形態に係る正極格子体の一部を拡大して示す平面図である。
図7は、第7の実施形態に係る正極格子体の一部を拡大して示す平面図である。

実施例

0023

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る鉛蓄電池用の正極格子体1の平面図を示す。

0024

正極格子体1は、枠骨と、当該枠骨内に配置される内骨と、正極集電耳11Aとを備えている。枠骨は、矩形枠状であって、横方向Xに延び当該横方向Xの中間からずれた位置に正極集電耳11Aが接続される第1の横枠骨13a、及び第2の横枠骨13bと、縦方向Yに延びる第1の縦枠骨14aと第2の縦枠骨14bとを備えている。なお本明細書中では、図1に示すように、第1の横枠骨13a及び第2の横枠骨13bが延びる方向を横方向X、第1の縦枠骨14a及び第2の縦枠骨14bが延びる方向を縦方向Yと定義する。また、第1の横枠骨13aが配置される部位を上側、第2の横枠骨13bが配置される部位を下側、第1の縦枠骨14aが配置される部位を左側、第2の縦枠骨14bが配置される部位を右側と定義する。

0025

枠骨内には、枠骨と接続して、格子状に配列される複数本の横桟15a及び縦桟15bを備える内骨が配置されている。複数本の横桟15aは、例えば、第1の縦枠骨14a及び第2の縦枠骨14bにそれぞれ接続して、横方向Xに延びている。また複数本の前記横桟15aは、例えば縦方向Yに互いに離間して平行に配列されている。複数本の縦桟15bは、第1の横枠骨13a及び第2の横枠骨13bにそれぞれ接続して縦方向Yに延びている。また複数本の前記縦桟15bは、例えば横方向Xに互いに離間して平行に配列されている。これら複数本の横桟15a及び複数本の縦桟15bは、例えば互いに直角に交差して配置されている。

0026

正極格子体1において、複数の開口部16は枠骨と複数本の横桟15a及び縦桟15bとによって囲まれる領域、並びに複数本の横桟15a及び縦桟15bによって囲まれる領域、で規定される。複数の開口部16は、例えばそれぞれ矩形状を有する。

0027

複数本の縦桟15bは、第1,2の縦枠骨14a,14bにそれぞれ隣接する縦桟15bと当該第1,2の縦枠骨14a,14bとの間隔と、他の複数本の縦桟15b同士の間隔とを比較した際、第1,2の縦枠骨14a,14bとそれらに隣接する縦桟15bとの間隔が他の複数本の縦桟15b同士の間隔よりも狭くなるように配列されている。従って、第1の縦枠骨14aに隣接している複数の開口部16及び第2の縦枠骨14bに隣接している複数の開口部16を平面視した平均面積は、それ以外の複数の開口部16を平面視した平均面積と比較して小さくなる。

0028

また、複数本の横桟15aは、例えば、第2の横枠骨13b側(すなわち図1における下側)から第1の横枠骨13a側(すなわち図1における上側)に向けて、段階的に間隔が狭くなるように配列されている。従って、複数の開口部16は、第2の横枠骨13b側から第1の横枠骨13a側に向けて、段階的に平面視した面積が小さくなる。このとき、複数の開口部16を平面視した面積は、第2の横枠骨13b側から第1の横枠骨13a側に向けて、第2の横枠骨13b側の開口部16の面積に対して0.85倍以上、0.99倍を超えない範囲で段階的に小さくすることが好ましい。例えば、図1に示す例では上側から数えてy+1行目に位置する開口部16の面積に対して、同じ列のy行目に位置する1つの開口部16の面積比は、最小で0.85倍、最大で0.99倍である。

0029

第1の横枠骨13aには、正極格子体1を外部に接続するための正極集電耳11Aが接続されている。正極集電耳11Aは、例えば矩形板状であり、図1における第1の横枠骨13aの右側から上側に延びるように接続されている。後述するように正極板と負極板とを積層して極板群を構成すると、正極集電耳11Aと負極集電耳11Bとは、極板群の積層方向に向かって透視した時、第1の横枠骨13aの長さ方向に互いにずれて配置される。図1に示す例では、正極集電耳11Aと負極集電耳11Bとは、正極格子体1の横方向Xにおける中心線を基準にして互いに左右対称の位置に配置されている。

0030

次に、第1の実施形態に係る正極格子体1の作用を説明する。

0031

第1の縦枠骨14aに隣接する複数の開口部16及び第2の縦枠骨14bに隣接する複数の開口部16を平面視した平均面積は、当該複数の開口部16を除く残りの複数の開口部16の平均面積よりも小さい。このように、少なくとも前記第1の縦枠骨14aに隣接する複数の開口部16及び第2の縦枠骨14bに隣接する複数の開口部16を平面視した平均面積を、当該複数の開口部16を除く残りの複数の開口部16の平均面積よりも小さくすることによって、当該複数の開口部16に充填された正極活物質は、正極格子体1の一定の面積当たりに接する割合が他の複数の開口部16に充填された正極活物質と比べて大きくなる。そのため、当該複数の開口部16に充填された正極活物質と正極格子体1との密着性が他の部分よりも向上し、当該正極活物質の剥離又は脱落を抑制できる。従って、当該複数の開口部16に充填された正極活物質の剥離又は脱落に伴う、放電容量や出力特性などの電池性能の低下を抑制できる。同時に、前記正極格子体1の第1の縦枠骨14a及び第2の縦枠骨14bの加速的グロースを防止することが可能となる。

0032

なお、正極格子体1の開口部16を平面視した際の面積を小さくするには、例えば当該開口部16を形成する枠骨、横桟15a又は縦桟15bの幅を拡大したり、同一面積における横桟15a又は縦桟15bの本数を増やしたりするなどの方法が考えられる。しかしながら、いずれも正極格子体1の重量増加トレードオフの関係にあるため、開口部を平面視した平均面積の縮小箇所を第1の縦枠骨14a及び第2の縦枠骨14bに隣接する部分に限定することが望ましい。

0033

複数の開口部16は、第1の横枠骨13aと第2の横枠骨13bとを縦断する同一垂線上で比較した場合に、第2の横枠骨13b側から第1の横枠骨13a側に向けて、平面視した面積を段階的に小さくする。このように正極格子体1の上側に位置する、面積が小さい開口部16では、正極格子体1の下側に位置する面積が大きい開口部16に比べて、正極格子体1の一定の面積当たりに接する正極活物質の割合が増加する。このため、当該開口部16に充填された正極活物質と正極格子体1との密着性が向上し、正極格子体1の加速的グロースを防止することが可能となる。ここで、上下に連続した複数の開口部16の面積比は、下側の開口部16に対して上側の開口部16の面積が0.85倍以上、0.99倍を超えない範囲、すなわち、(上側の開口部)/(下側の開口部)の面積比=0.85〜0.99倍、にすることが加速的グロースの防止においてより望ましい。面積比が0.99倍を超える場合は、正極格子体1の上側と下側とでの面積差が小さいため、前記正極格子体1の上側の補強を選択的に高める効果が小さくなる。また、面積比が0.85倍未満の場合は、正極格子体1の上側の開口部16を小さくしたことにより正極活物質の充填性が向上するものの、下側の開口部16の面積が相対的に大きくなって出力特性や正極活物質の保持性の低下を招く虞がある。

0034

前述した複数の開口部16において、第1の横枠骨13aと第2の横枠骨13bとを縦断する同一垂線上で比較した場合に、第2の横枠骨13b側から第1の横枠骨13a側に向けて平面視した面積を段階的に小さくすることによって、正極活物質の膨張、収縮による正極格子体1のグロースが抑制される作用について説明する。

0035

充放電により正極活物質が膨張、収縮した際に、その膨張、収縮力は正極格子体1の中央部から外周部に向かって伝搬される。発明者等の研究により、当該伝搬の総和として特に第1,第2の縦枠骨14a,14bに大きな伸びが生じ、当該第1,第2の縦枠骨14a,14bに隣接する開口部において正極活物質の剥離又は脱離を生じやすくなることが判った。剥離又は脱落は、第1,第2の縦枠骨14a,14bに隣接する複数の開口部16を平面視した面積を小さくすることによって、ある程度まで抑制可能である。さらに、同一垂線上で上下に連続して並ぶ開口部16を平面視した面積差(正極格子体1の厚みが一定である場合は体積差)を小さくすることによって、前記上下に連続した開口部16同士の正極活物質の膨張力と収縮力の差により当該開口部16間に生じる界面応力緩和し、正極活物質の剥離又は脱落をより顕著に抑制できることが判った。

0036

このようなことから、同一垂線上で下側の第2の横枠骨13b側から上側の第1の横枠骨13a側に近づくに従って、複数の開口部16を平面視した面積を小さくすることによって、加速的グロースが生じやすく、正極活物質の膨張、収縮が著しい正極格子体1の上側において、開口部16間での正極格子体1表面と正極活物質との間に生じる界面応力を緩和し、正極活物質の剥離又は脱落を防止できる。

0037

さらに、前記構成では正極格子体1の上側に位置するほど、正極格子体1に占める横桟15aと縦桟15bの本数が相対的に多くなるため、正極格子体1の上側の機械的強度が向上する。従って、上向きにグロースが生じても、正極格子体1の上側に位置する横桟15aほど、上側への湾曲が抑えられ、正極板の上部と負極板又は負極ストラップ等の負極の一部との接触による内部短絡を抑制できる。また、正極活物質の膨張、収縮の影響の少ない正極格子体1の下側において、正極格子体1に占める横桟15aと縦桟15bの本数が相対的に少なくなるため、鉛蓄電池の軽量化が損なわれない。

0038

なお、正極格子体1を構成する枠骨、複数本の横桟15a及び縦桟15bを備える内骨、及び正極集電耳11Aは、例えば鉛又は鉛合金からなり、鉛合金に添加する金属元素は限定されず、公知のものを使用できる。特に、Ca、Sn、Al又はAgを所定量添加した場合は、正極格子体1の機械的強度及び耐腐食性を向上できるため、グロースによる変形の抑制においてより好ましい。

0039

上述した正極格子体1は、例えばCaが0.02〜0.08質量%、Snが0.4〜2.5質量%、Alが0.005〜0.04質量%、Agが0.001〜0.0049質量%、及び残部がPbと不可避不純物からなる鉛合金から形成されている。

0040

Ca、Sn、Al、Agの成分元素を特定の範囲で添加すると、得られる鉛合金の耐食性と機械的強度の双方を向上させることが可能になる。Caの添加は正極格子体1の機械的強度を向上させる。Caの配合量が0.02質量%未満ではその効果が少なく、0.08質量%を超えると耐食性が低下する虞がある。Snの添加は鉛合金の溶湯湯流れ性を向上させるとともに、正極格子体1の機械的強度を向上させる。Snの配合量が0.4質量%未満ではその効果が少なく、2.5質量%を超えると耐食性が低下する虞がある。Alの添加は溶湯の酸化によるCaの損失を防止し、さらに正極格子体1の機械的強度を向上させる。Alの添加量が0.005質量%未満ではその効果が少なく、0.04質量%を超えるとAlがドロスとして析出し易くなる。Agの添加は機械的強度を向上し、特に高温での耐クリープ特性を高める。Agの添加量が0.001質量%未満ではその効果が少なく、0.0049質量%を超えると添加量の増加に伴う効果の増大を期待できない。

0041

正極格子体1は、例えば、鉛又は鉛合金からなる圧延板打ち抜き格子体エキスパンド格子体、または圧延板を放電ワイヤーカット法等により切り抜いて作製できる。また、ブックモールド法等により鋳造格子体として作製してもよい。特に、正極格子体1のグロースは鉛又は鉛合金を含む結晶粒配向した圧延板から成形される格子体で生じやすいため、グロースを抑制する効果は、打ち抜き格子体やエキスパンド格子体、または放電ワイヤーカット法等により圧延板から作製された格子体の場合、顕著に得られる。

0042

以下、他の実施形態に係る正極格子体1に関して、図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の符号を付して説明を省略する。

0043

<第2の実施形態>
図2は、第2の実施形態に係る正極格子体1を示す平面図である。この正極格子体1は、第1の実施形態で説明した構成に加えて、内骨の中央側から第1の縦枠骨14a側に向けて、及び内骨の中央側から第2の縦枠骨14b側に向けて段階的に間隔が狭くなるように複数本の縦桟15bが配置されている。このため、複数の開口部16を平面視した面積は、内骨の中央側から第1の縦枠骨14a側に向けて、及び内骨の中央側から第2の縦枠骨14b側に向けて段階的に小さくなる。

0044

第2の実施形態に係る正極格子体1では、第1の実施形態と同様の効果を奏する。正極格子体1における正極活物質の膨張、収縮によって発生する応力は、正極格子体1の内骨の中央側から枠骨側に向けて伝搬される。また、正極格子体1の横方向Xにおいて、内骨の中央側から枠骨側に向けて複数の開口部16を平面視した面積を段階的に小さくすることによって、正極格子体1の横方向Xにおける機械的強度を向上できる。その結果、第2の実施形態に係る正極格子体1によれば、正極格子体1の横方向Xへのグロース、及び正極活物質の剥離又は脱落をより効果的に防止できる。

0045

<第3の実施形態>
図3(a),(b)は、第3の実施形態に係る正極格子体1の備える開口部16を拡大して示す平面図である。図3(a)に示すように、正極格子体1に形成された複数の開口部16を平面視した四隅は、丸みR1が形成されている。丸みR1の大小は、例えば、丸みR1の曲率半径で規定してよい。

0046

また、枠骨に隣接する複数の開口部16のうち、少なくとも枠骨の四隅に位置する開口部16を平面視した四隅には、枠骨の四隅以外に位置する開口部16と比較して大きな丸みRが少なくとも1つ以上設けられている。枠骨の四隅に位置する前記開口部16において、当該開口部16内の前記枠骨の角に最も近い隅の丸みRの大きさを最大にする。図3の(b)は、正極格子体1において、第1の横枠骨13a及び第1の縦枠骨14aで規定される左上側の隅に配置される開口部16を示している。枠骨の左上側の隅に配置される開口部16は、枠骨の角に最も近い左上の隅の丸みをR2、開口部16内のその他の3つの隅の丸みをR1として示している。丸みR1,R2の大小は、例えば、丸みRの曲率半径で規定され、丸みR2は丸みR1よりも大きくしている。

0047

枠骨の他の3つの隅に配置される開口部16もまた、図3の(b)と同様に、枠骨の角に最も近い隅に大きな丸みR2を設けている。枠骨の4つの隅に配置される開口部16以外では、図3の(a)と同様に開口部16内の4つの隅に小さな丸みR1が設けられている。

0048

このように第3の実施形態に係る正極格子体1では、図3の(a)に示すように開口部16を平面視した四隅に丸みR1を形成することによって、当該開口部16への正極活物質の充填性が向上し、未充填領域が減少するため、正極格子体1と正極活物質との密着性を向上できる。また、当該開口部16内の四隅の機械的強度が向上するため、正極格子体1のグロースを防止でき、正極板と負極板又は負極ストラップ等の負極の一部との接触による内部短絡や、正極活物質の剥離又は脱落とそれに伴う加速的グロースを防止できる。

0049

さらに、図3の(b)に示す正極格子体1では複数の開口部16のうち、正極活物質の剥離又は脱落しやすい枠骨の四隅に配置される開口部16内の四隅に選択的に大きな丸みR2を設けている。このため、正極格子体1の不必要な重量の増加を生じることなく、正極格子体1からの正極活物質の剥離又は脱落、及び正極格子体1のグロースをより効果的に防止できる。

0050

なお、複数の開口部16に設ける丸みR1は、図3の(a)に示す例に限定されず、その配置や大きさを正極活物質の剥離又は脱落のしやすさに応じて適宜選択してもよい。また、丸みR1の大小が曲率半径で規定し得ることを述べたが、丸みRは円弧であるものに限定されない。例えば、円弧に近い多角形としてもよい。丸みR1の大小は、例えば、開口部16が矩形状である場合と比較して、丸みR1による面積変化の割合で規定してもよい。

0051

複数の開口部16に設ける丸みR1,R2は、図3の(b)に示す例に限定されず、その配置や大きさを正極活物質の剥離又は脱落のしやすさに応じて適宜選択してもよい。また、開口部16内の四隅に2種類以上の丸みRを設けてもよい。例えば、開口部16内の四隅のうち、一隅と残りの三隅の丸みRを互いに異ならせる、開口部16内の四隅のうち、二隅と二隅の丸みRを互いに異ならせる、開口部16内の四隅のうち、全ての隅の丸みRを互いに異ならせる、開口部16内の四隅のうち、二隅又は三隅の丸みRを互いに異ならせ、残りの一隅又は二隅に丸みRを設けない等の形態にしてもよい。四隅全てが丸みRを有さない開口部16が内骨の一部に配置する形態にしてもよい。丸みR1又はR2の大小が曲率半径で規定し得ることを述べたが、丸みR1又はR2は円弧であるものに限定されない。例えば、円弧に近い多角形としてもよい。さらに、丸みR1又はR2の大小は、例えば、開口部16が矩形状であった場合と比較して、丸みR1又はR2によって面積がどの程度縮小するかという方法で規定してもよい。

0052

<第4の実施形態>
図4の(a),(b)は、第4の実施形態に係る正極格子体1の備える開口部16を拡大して示す平面図である。第4の実施形態に係る正極格子体1は、複数の開口部16のそれぞれの四隅に設ける丸みRの大きさを変更した以外、第3の実施形態と同様の構成を有する。

0053

図4の(a)は、第1の横枠骨13aに隣接して配置される開口部16において、第1の横枠骨13aに隣接する2つの隅には丸みR3が設けられ、その他の2つの隅には丸みR1が設けられている。

0054

図4の(b)は、正極格子体1において、第1の横枠骨13a及び第1の縦枠骨14aで規定される左上側の隅に配置される開口部16を示している。枠骨の左上側の隅に配置される開口部16には、枠骨の角に最も近い左上の隅に丸みR2を、丸みR2に対向する隅に丸みR1を、その他の2つの隅に丸みR3を、それぞれ設けている。丸みR1〜R3の大小は、例えば、丸みRの曲率半径で規定され、R1、R3、及びR2の順番で大きくなっている。

0055

枠骨に隣接しない開口部16は、図4の(a)と同様の構成を有する。すなわち、枠骨と隣接しない4つの隅には丸みR1が設けられている。

0056

また、図示しないが、正極格子体1の他の3つの隅に配置される開口部16も、図4の(b)と同様の構成を有する。すなわち、正極格子体1の4つの隅に配置される4つの開口部は、枠骨の角に最も近い隅に丸みR2、丸みR2に対向する隅には丸みR1、その他の2つの隅には丸みR3が設けられている。

0057

第4の実施形態に係る正極格子体1では、第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。正極格子体1は、枠骨に隣接して配置される複数の開口部16、特に枠骨の4つの隅に位置する開口部16、において正極活物質が剥離又は脱落しやすい。そのため、第4の実施形態に係る正極格子体1では、枠骨の4つの隅に位置する開口部16内において、枠骨の角と最も近接するに隅に最大の丸みR2を設け、さらに図4の(a),(b)に示すように開口部16の枠骨に隣接する隅においても、比較的大きな丸みR3を設ける構成にしている。このような構成によれば、第3の実施形態に比べて正極格子体1に対する正極活物質の密着性をさらに向上して正極格子体1からの正極活物質の剥離又は脱落、及び正極格子体1のグロースに伴う内部短絡をより一層効果的に防止できる。

0058

<第5の実施形態>
図5は、第5の実施形態に係る正極格子体1の一部を拡大して示す平面図である。第5の実施形態に係る正極格子体1は、第1の横枠骨13aに隣接する複数の開口部16のうち、負極集電耳11Bの直下に対応する1つの開口部16、すなわち正極板と負極板とをセパレータを介して積層して極板群とし、当該極板群を積層方向に透視した際に、負極集電耳11Bの両端からそれぞれ正極格子体1上に垂下させた直線に囲まれる領域と少なくとも一部で重なる開口部16に、第1の縦枠骨14a及び第2の縦枠骨14bが延びる方向、すなわち縦方向Yに延びる、補助桟17を配置し、当該開口部16を2つに分割する以外、第1の実施形態と同様の構成を有する。補助桟17で分割された開口部16を平面視した面積は、隣接する他の開口部16の面積と比較して約1/2になっている。

0059

第5の実施形態に係る正極格子体1では、第1の実施形態に係る正極格子体1と同様の効果を得ることができる。正極格子体1において、上側に向かうグロースが生じると、第1の横枠骨13aが正極格子体1と対向する負極格子体の上側に位置する負極集電耳11B又は負極ストラップ等の負極の一部に接触して内部短絡し、鉛蓄電池が早期に寿命となる虞がある。

0060

図5に示すように、第1の横枠骨13aに隣接する複数の開口部16のうち、負極集電耳11Bの直下に対応する開口部16に縦方向Yに延びる補助桟17を配置することによって、この領域における開口部16の面積が小さくなり、正極格子体1に占める内骨の本数が相対的に多くなるため、当該箇所の正極格子体1の機械的強度が増加する。その結果、補助桟17が配置された開口部16において、正極格子体1と正極活物質との間の密着性が向上して、正極活物質の剥離又は脱落による正極格子体1の加速的なグロースを抑制できる。また、補助桟17が配置された開口部16において、正極格子体1の機械的強度が増加するため、正極格子体1の上側に向かうグロースを抑制でき、正極と負極との接触による内部短絡を効果的に抑制できる。

0061

なお、補助桟17は、開口部16を縦方向に分割するものに限定されず、横方向、斜め方向、十字等に分割するものであっても同様の効果を得られる。また、補助桟17は、開口部16を分割しないものであってもよく、例えば当該箇所の枠骨又は内骨の断面積を部分的に大きくすることで、開口部16の面積を小さくするものであっても同様の効果を得られる。

0062

<第6の実施形態>
図6は、第6の実施形態に係る正極格子体1の一部を拡大して示す平面図である。第6の実施形態に係る正極格子体1は、第1の横枠骨13aに隣接する複数の開口部16のうち、負極集電耳11Bの直下に対応する2つの開口部16に第1の縦枠骨14a及び第2の縦枠骨14bが延びる方向、すなわち縦方向Yに延びる、補助桟17をそれぞれ配置し、当該2つの開口部16をそれぞれ2つに分割する以外、第5の実施形態と同様の構成を有する。補助桟17は、図6に示すように負極集電耳11Bの直下に対応する第1の横枠骨13aに隣接して配置される開口部16に正極格子体1の補強の必要性に応じて複数配置してよい。補助桟17で分割された開口部16を平面視した面積は、隣接する他の開口部16の面積と比較してそれぞれ約1/2になっている。

0063

第6の実施形態に係る正極格子体1においても、第5の実施形態と同様な効果を得ることができる。第6の実施形態のように、負極集電耳11Bの直下に対応する位置に適宜複数の補助桟17を配置することで、正極格子体1の上側に向かうグロースを抑制することができ、正極と負極との接触による内部短絡をより効果的に抑制できる。

0064

<第7の実施形態>
図7は、第7の実施形態に係る正極格子体1の一部を拡大して示す平面図である。第7の実施形態に係る正極格子体1は、鉛蓄電池の負極板に設けられる負極集電耳11Bの直下に対応する開口部16だけではなく、当該負極集電耳11Bが接続された負極ストラップ12Bの直下に対応する開口部16、すなわち正極板と負極板とをセパレータを介して積層して極板群とし、当該極板群を積層方向に透視した際に、負極ストラップ12Bの両端からそれぞれ正極格子体1上に垂下させた直線に囲まれる領域と少なくとも一部で重なる開口部16に対して補助桟17を配置する以外、第5の実施形態と同様の構成を有している。補助桟17で分割されたこの開口部16の面積は、隣接する他の開口部16と比較して約1/2の面積になっている。

0065

第7の実施形態に係る正極格子体1においても、第5の実施形態と同様な効果を得ることができる。第7の実施形態のように、負極ストラップ12Bの直下に対応する開口部16に複数の補助桟17を配置することによって、正極格子体1の上側に向かうグロースを抑制することができ、正極と負極との接触による内部短絡をより効果的に抑制できる。

0066

<第8の実施形態>
以下、第8の実施形態に係る鉛蓄電池の構造を説明する。第8の実施形態に係る鉛蓄電池の構成は、少なくとも正極板に第1〜第7のいずれかの実施形態に係る正極格子板を用いる点を除き、特に限定されるものではない。

0067

詳細には図示しないが、鉛蓄電池は有底角筒形状の樹脂からなる電槽内において、隔壁によって6つに区切られたセル室にそれぞれ極板群を収納したモノブロック構造である。極板群は、正極板と、袋状のセパレータに挿入された負極板とが、ガラス繊維製リテーナマット等を介して交互に積層されている。一例としては、前記極板群は7枚の正極板と、8枚の負極板とを有する。

0068

正極板は、上述する第1〜第7の実施形態のいずれかの正極格子体1に常法に従って調整した正極活物質を充填し、常法に従って熟成・乾燥して製造される。負極板は、負極格子体に常法に従って調整した負極活物質を充填し、常法に従って熟成・乾燥して製造される。負極格子体の構造は、例えば、負極集電耳11Bが上述する正極格子体と対称位置に配置されるラジアル形状を有する。当該極板群において、正極板の正極集電耳11Aと負極板の負極集電耳11Bとは、積層方向に向けて透視した時、互いに第1の横枠骨13aの長手方向における中心線を基準にして互いに左右対称の位置に配置されている。当該極板群は、正極集電耳11A及び負極集電耳11Bを上方に向けて電槽の6つのセル室内にそれぞれ配置される。前記複数の負極板の負極集電耳11Bは、極板群ごとに共通の負極ストラップ12Bによって電気的に接続され、固定されている。同様に前記複数の正極板の正極集電耳11Aは、極板群ごとに共通の正極ストラップによって電気的に接続され、固定されている。更に、前記正極ストラップ及び負極ストラップ12Bには、セル間の隔壁を貫通して設けられ極板群同士を直列に接続するセル間接続部材、または上方に延出する極柱が接続されている。

0069

極板群が収容された電槽は、その開口部16に蓋が嵌合されている。前記蓋の所定の位置には、中空正極端子及び負極端子が設けられている。正極ストラップ及び負極ストラップ12Bは、正極極柱及び負極極柱を介して正極端子及び負極端子に接続され、固定されている。比重1.240の硫酸水溶液(希硫酸)からなる電解液を、蓋に設けられた柱液口を通して電槽に注入し、電槽化成を行うことで、正極端子及び負極端子間から電圧を供給可能になる。

0070

以上説明するように、第1〜第7のいずれかの実施形態に係る正極格子体を用いた第8の実施形態に係る鉛蓄電池は、正極格子体のグロースに起因する内部短絡及び電池容量の低下が防止され、寿命が向上する。

0071

また、第1〜第8の各実施形態では、正極格子体の横枠骨13a,13b及び複数本の横桟15aが平行に配置され、横枠骨13a,13b及び複数本の横桟15aが縦枠骨14a,14b及び複数本の縦桟15bに対して直角に配置された例を説明したが、これに限定されない。例えば、横枠骨13a,13b及び複数本の横桟15aは互いに平行に配置されなくてもよく、互いに所望の角度をなして配置されていてもよい。同様に、縦枠骨14a,14b及び複数本の縦桟15bは互いに平行に配置されなくてもよく、互いに所望の角度をなして配置されていてもよい。また、枠骨を構成する横枠骨13a,13b及び縦枠骨14a,14b、及び内骨を構成する複数本の横桟15a及び縦桟15bは、それぞれ直線状であるものを例に説明したが、これに限定されず曲線状や折れ線状でもよく、また分岐を有していてもよい。また、複数本の横桟15a及び複数本の縦桟15bは、同一の太さのものが一定間隔で配置されている例を説明したが、これに限定されずその太さ、配置される間隔は適宜変更されてよい。補助桟17についても同様である。

0072

なお、各実施形態では、複数の開口部16の形状が矩形状又は四隅に丸みRを備えた矩形状である例を示したが、これに限定されない。複数の開口部16の形状は、例えば他の多角形状、円形状であってもよい。

0073

また、各実施形態では、正極格子体の開口部16の面積を小さくする方法として、当該開口部16を規定する枠骨及び内骨を構成する複数の横桟15a及び縦桟15bを配置する間隔を狭くしたものを説明したが、これに限定されない。開口部16の面積を小さくするには、例えば、矩形状の開口部16の四隅に丸みRを設けてもよい。当該丸みRの曲率半径を適宜変更させることで、当該開口部16の面積を調節できる。あるいは開口部16の面積を小さくするため、当該開口部16を規定する枠骨及び内骨を構成する複数本の横桟15a及び縦桟15bの太さをその部分のみ太くしてもよい。また、上述する開口部16の面積小さくする方法は、適宜組み合わせてもよい。

0074

更に、各実施形態では、正極集電耳11Aは矩形板状である例を説明したが、これに限定されない。正極集電耳11Aの形状は、集電性能及び強度を考慮して適宜変更されてよく、例えば、扇型三角形、又は角が丸みRを帯びた矩形状であり得る。また、正極集電耳11Aの幅は適宜変更されてよい。負極集電耳11Bについても同様である。

0075

なお、第1〜第7の実施形態で説明した正極格子体1の構成は相互に組み合わせることができる。以上、本発明の各実施形態について具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく種々の変更が可能である。

0076

1…正極格子体、13a…第1の横枠骨、13b…第2の横枠骨、14a…第1の縦枠骨、14b…第2の縦枠骨、15a…横桟、15b…縦桟、16…開口部、R1,R2…丸みR、17…補助桟、11A…正極集電耳、11B…負極集電耳、12B…負極ストラップ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三洋化成工業株式会社の「 樹脂集電体、及び、リチウムイオン電池」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】 液滲み防止性、低抵抗性を備え、かつ、薄膜化が可能な成形性を有する樹脂集電体を提供すること。【解決手段】導電性炭素フィラーとポリオレフィン樹脂(P)とを含む樹脂集電体であって、上記ポリオレフ... 詳細

  • 古河電池株式会社の「 鉛蓄電池用正極格子体及び鉛蓄電池」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】 正極格子体のグロースに起因する内部短絡を防止し、鉛蓄電池の寿命を向上する。【解決手段】 横方向に延びる第1、第2の横枠骨と、縦方向に延びる第1、第2の縦枠骨とを備える矩形枠状の枠骨;枠骨... 詳細

  • 古河電池株式会社の「 鉛蓄電池用正極格子体及び鉛蓄電池」が 公開されました。( 2019/09/12)

    【課題】 正極格子体のグロースに起因する内部短絡を防止し、鉛蓄電池の寿命を向上する。【解決手段】 鉛蓄電池用正極格子体であって、横方向に延びる第1の横枠骨及び第2の横枠骨と、縦方向に延びる第1の縦... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ