(57)【要約】【課題】部分充電状態で使用される場合に電解液の成層化が抑制されて、寿命が長くなることが期待できる新規な鉛蓄電池を提供する。【解決手段】本発明の鉛蓄電池は、正極板１、負極板２、およびセパレータ３からなる積層体１０を有する。セパレータの正極板１と対向する面に、セル室の上下方向に対応する第一方向（Ｚ方向）に延びる筋状の突起である縦リブ３２が、正極板１の幅方向に対応する第二方向に間隔を開けて複数形成され、セパレータ３の負極板２と対向する面に、縦リブ３２よりも突出高さが小さく第二方向に延びる線状の突起である横リブ３３が、第一方向に縦リブ３２の配置間隔よりも小さい間隔を開けて複数形成され、横リブ３３の突出高さＴ２は０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、積層体１０のセル室内での圧迫力は２．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル室と、前記セル室に電解液と共に収納された極板群と、を備え、
前記極板群は、交互に配置された正極板および負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有し、
前記セパレータの前記正極板と対向する面に、前記セル室の上下方向に対応する第一方向に延びる筋状の突起である縦リブが、前記正極板の幅方向に対応する第二方向に間隔を開けて複数形成され、
前記セパレータの前記負極板と対向する面に、前記縦リブよりも突出高さが小さく前記第二方向に延びる線状の突起である横リブが、前記第一方向に前記縦リブの配置間隔よりも小さい間隔を開けて複数形成され、
前記横リブの突出高さは０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、
前記積層体の前記セル室内での圧迫力は２．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下である鉛蓄電池。
【請求項２】
前記負極板は、負極合剤が格子状基板に保持されたものであり、
前記格子状基板を構成する複数の孔の前記第一方向の寸法の最大値は６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、
前記第一方向で一つの前記孔の範囲に存在する前記横リブの数は、平均で８本以上２４本以下である請求項１記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池には液式のものと制御弁式のものがあり、液式鉛蓄電池では、負極板および正極板がセパレータを介して交互に配置された極板群が、電解液の入った電槽のセル室内に収納されている。
従来のエンジン車に使用する液式鉛蓄電池は、十分な充電状態（充電率が高い状態、過充電状態を含む）で使用されることが多かった。しかし、近年、充電制御車やアイドリングストップ車両が主流になりつつある。また、地球環境問題や高齢ドライバーによる事故増加を背景に、エコ車両、衝突軽減ブレーキ、車両自動制御といった技術も注目され、この技術を備えた車両では、電装品の使用が増加している。このような事情から、近年の車両に搭載された液式鉛蓄電池は、不十分な充電状態である部分充電状態（ＰＳＯＣ：Ｐａｒｔｉａｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）で使用されることが多くなっている。
【０００３】
充電初期の液式鉛蓄電池では、充電反応により生じた硫酸イオンが、極板内部から極板近傍に存在する電解液に向けて絶え間なく放出されている。これに伴い、極板近傍に存在する電解液の硫酸濃度が高くなる。つまり、極板内部から外部（極板近傍）に絶え間なく濃硫酸が供給され続ける。この濃硫酸は、極板から離れた部分に存在する電解液（希硫酸）よりも比重が大きいため、重力に従って下降し、電槽の下部に溜まる。その結果、電槽内の電解液は上部と下部で比重差がある状態になる（電解液の成層化）。
【０００４】
充電初期では、液式鉛蓄電池に供給された電力のほとんどが充電反応に使用されて、電解液を構成する水の電気分解に使用される割合は少ない。しかし、充電率が高くなるに連れて、液式鉛蓄電池に供給された電力が電解液を構成する水の電気分解に使用される割合が高くなる。水の電気分解で生じたガスは、極板の内部から外部（極板近傍の電解液中）に放出される。
充電率が１００％になった後も液式鉛蓄電池に電力を供給し続ける（過充電状態になる）と、供給された電力は充電反応には使用されず、電解液を構成する水の電気分解にのみ使用されるため、極板内部から大量のガスが発生する。そして、この大量のガスが、極板内部から極板近傍の電解液中へ放出されて、下部に溜まった濃硫酸を上方へ押し上げる作用を発揮し、電解液が攪拌されて、電槽内の電解液の成層化が解消される。
【０００５】
そのため、液式鉛蓄電池が十分な充電状態で使用される場合には、電解液の成層化はさほど大きな問題とならないが、充電率が低い状態で使用される場合には、上述のガスによる電解液の成層化の解消は期待できない。電解液の成層化が解消されないと、負極板下部のサルフェーションが進行して、液式鉛蓄電池の寿命が短くなる。
これに対して、特許文献１には、負極板の表面に、ガラス、パルプ及びポリオレフィンからなる材料群から選択された少なくとも１つの材料の繊維で構成された不織布を当接させることで、充電時に硫酸鉛から溶出してくる硫酸イオンの下降を防止して、成層化が起こるのを防ぐことが記載されている。
【０００６】
一方、特許文献２には、エキスパンド格子を正極格子に用いた鉛蓄電池において、急放電特性を向上するために、エキスパンド網目部の見掛の体積に対してエキスパンド網目体積が占める割合を増加させるとともに、袋状セパレータ表面（正極板と対向する面）に設けたリブの高さを低くすることが記載されている。また、この場合、正極板と袋状セパレータとの接触およびこれによるセパレータの劣化が生じやすくなるが、これを抑制し、寿命特性と急放電特性に優れた鉛蓄電池を提供するために、リブの高さを０．６ｍｍ以下とし、リブの間隔をエキスパンド格子のマス目幅寸法以下することが記載されている。
【０００７】
特許文献３には、液式鉛蓄電池のセパレータが記載され、このセパレータは、負極板に面する表面上に負極板の幅方向に沿って延びるリブ（横断リブ）を有し、正極板に面する表面上に縦のリブを有することが記載されている。さらに、横切ったリブ高さは、好ましくは約０．０２〜０．３０ｍｍ、最も好ましくは約０．０７５〜０．１５ｍｍである、との記載もある。
しかし、特許文献１〜３には、積層体のセル室内での圧迫力については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５５００３１５号公報
【特許文献２】特開２００６−１４００３４号公報
【特許文献３】特表２０１３−５４１１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、部分充電状態で使用される場合に電解液の成層化が抑制されて、寿命が長くなることが期待できる新規な鉛蓄電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様の鉛蓄電池は下記の構成(1)〜(6)を有する。
(1)セル室と、セル室に電解液と共に収納された極板群と、を備える。
(2)極板群は、交互に配置された正極板および負極板と、正極板と負極板との間に配置されたセパレータと、からなる積層体を有する。
(3)セパレータの正極板と対向する面に、セル室の上下方向に対応する第一方向に延びる筋状の突起の突起である縦リブが、正極板の幅方向に対応する第二方向に間隔を開けて複数形成されている。
(4)セパレータの負極板と対向する面に、縦リブよりも突出高さが小さく第二方向に延びる線状の突起である横リブが、第一方向に縦リブの配置間隔よりも小さい間隔を開けて複数形成されている。
(5)横リブの突出高さは０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
(6)積層体のセル室内での圧迫力は２．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、部分充電状態で使用される場合に電解液の成層化が抑制されて、寿命が長くなることが期待できる新規な鉛蓄電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の極板群を構成する袋状セパレータの外面（正極板と対向する面）を示す平面図である。
【図２】袋状セパレータを示す部分断面図であって、図１のＡ−Ａ断面図に対応する。
【図３】実施形態の極板群を構成する積層体を示す部分断面図であって、袋状セパレータは図１のＢ−Ｂ断面図に対応する。
【図４】実施形態の極板群を構成する負極板の格子状基板を示す正面図である。
【図５】横リブと格子状基板の孔との関係を示す図であって、図４の部分拡大図に対応する。
【図６】実施例の試験で得られた、積層体の圧迫力と成層化度合いとの関係を示すグラフである。
【図７】実施例の試験で得られた、横リブの数と放電持続時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。
［全体構成の説明］
実施形態の鉛蓄電池は、従来公知のモノブロックタイプの電槽と、蓋と、六個の極板群を有する。電槽は、隔壁により六個のセル室に区画されている。六個のセル室は電槽の長手方向に沿って配列されている。各セル室に一つの極板群が配置されている。各極板群は、積層体と、正極ストラップと、負極ストラップと、正極ストラップから立ち上がる正極中間極柱と、負極ストラップから立ち上がる負極中間極柱と、を有する。積層体は、複数枚の正極板および負極板と、複数の袋状セパレータからなる。
【００１４】
正極板は、正極活物質を含む合剤（正極合剤）が保持された正極基板と、正極基板から上側に突出する耳部を有する。負極板は、負極活物質を含む合剤（負極合剤）が保持された負極基板と、負極基板から上側に突出する耳部を有する。複数枚の正極板および負極板は、セパレータを介して交互に配置されている。積層体を構成する負極板の枚数Ｍnは正極板の枚数Ｍpよりも一枚多い。
負極板は袋状セパレータ内に収納されている。そして、負極板が入った複数の袋状セパレータと複数枚の正極板とを交互に重ねることで、正極板と負極板との間にセパレータが配置された状態の積層体となっている。この積層体の各セル室内での圧迫力は２．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下になっている。
【００１５】
［一態様の特徴部分について］
図１〜５を用いて特徴部分を説明する。これらの図においては、セル室の上下方向に対応する第一方向をＺで示し、セル室の配列方向をＸで示し、正極板の幅方向に対応する第二方向をＹで示す。また、図３には、正極板１、負極板２、およびセパレータ３からなる積層体１０の一部が示されている。
【００１６】
〔セパレータについて〕
図１〜３に示すように、袋状セパレータ３は、基部３１と、複数の縦リブ３２と、複数の横リブ３３と、複数の小突起３４とで構成されている。縦リブ３２は、基部３１の外面（正極板１と対向する面）３１１に形成され、Ｚ方向（第一方向）に延びている。複数の縦リブ３２は、Ｙ方向（第二方向）に間隔を開けて、互いに平行に配置されている。最も小突起３４に近い縦リブ３２とその隣の縦リブ３２との配置間隔Δ１１は、それ以外の縦リブ３２同士の配置間隔Δ１よりも大きい。
横リブ３３は、縦リブ３２よりも突出高さが小さい突起であって、基部３１の内面（負極板２と対向する面）３１２に形成され、Ｚ方向に間隔を開けてＹ方向に延びている。横リブ３３の配置間隔Δ２は、縦リブ３２の配置間隔Δ１よりも小さい。
なお、配置間隔は、図２に示すように隣り合うリブの頂部から頂部までの距離と定義する。
【００１７】
基部３３１の厚さ（Ｘ方向の寸法）ｔは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。縦リブ３２の突出高さ（Ｘ方向の寸法）Ｔ１は、０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。縦リブ３２の幅（Ｙ方向の寸法）Ｗ１は、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。縦リブ３２の配置間隔Δ１は８．０ｍｍである。横リブ３３の突出高さ（Ｘ方向の寸法）Ｔ２は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。横リブ３３の幅（Ｚ方向の寸法）Ｗ２は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。横リブ３３の配置間隔Δ２は、横リブ３３の幅Ｗ２以上とし、０．２４ｍｍ以上０．６２ｍｍ以下である。小突起３３４の突出高さ（Ｘ方向の寸法）は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
セパレータ３は袋状であり、基部３１のＹ方向の両端部がシール部３１１ａである。小突起３３４は、板状セパレータを袋状にするためのギヤシールの際に、シール部３３１ａに形成されたものである。
【００１８】
〔負極板と横リブとの関係について〕
図４に示すように、負極板２は、負極集電体２１と負極合剤２２で構成されている。負極集電体２１は、長方形のエキスパンドメタルからなる格子状基板２１１と、格子状基板２１１から上側に突出する耳部２１２と、で構成されている。格子状基板２１１は網目状の孔２１１ａを有する。負極集電体２１は、主として鉛を含む合金で形成されている。格子状基板２１１の全ての孔２１１ａの中および格子状基板２１１の表裏面の全体に、負極合剤２２が保持されている。なお、図４は、負極合剤２２を部分的に除去して、負極集電体２１の一部を露出させた図になっている。
図５に示すように、格子状基板２１１を構成する孔２１１ａのＺ方向の寸法の最大値Ｋは６ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲にある。また、Ｚ方向で各孔２１１ａの範囲に存在する横リブ３３の数は、平均で８本以上２４本以下である。
【００１９】
＜作用、効果＞
この実施形態の鉛蓄電池は、セパレータ３の負極板２と対向する面３１２に横リブ３３が存在することで、横リブ３３がないものと比較して、硫酸イオンの沈降が抑制されて成層化を抑制できる効果が得られるとともに、負極合剤２２と横リブ３３との間にも硫酸を保持できることで、鉛蓄電池の反応性を向上できる効果が得られる。
また、この実施形態の鉛蓄電池は、横リブ３３の突出高さが０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、積層体１０の各セル室内での圧迫力が２．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下になっている。さらに、格子状基板２１１を構成する複数の孔２１１ａのＺ方向の寸法の最大値Ｋが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であって、Ｚ方向で一つの孔２１１ａの範囲に存在する横リブ３３の数が、平均で８本以上２４本以下になっている。これらのことにより、この実施形態の鉛蓄電池は、部分充電状態で使用される場合に電解液の成層化が抑制される効果が高く、寿命が長くなることが期待できる。
【００２０】
これに対して、横リブ３３の突出高さが０．０５ｍｍ未満であると、硫酸イオンの沈降を抑制する作用が実質的に得られないとともに、負極板２と横リブ３３との間に存在する硫酸の量が著しく少なくなるため、反応性の向上効果も実質的に得られない。
横リブ３３の突出高さが高い（Ｘ方向の寸法が大きい）ほど、硫酸イオンの沈降を抑制する作用と硫酸を保持する作用は高くなる。しかし、０．５ｍｍを超えると、規格品の電槽を使用する場合には積層体１０の厚さ（Ｘ方向の寸法）が厚くなり過ぎて、セル室に積層体１０を挿入する際に、セパレータ３や正極板１に疵が生じるなどの挿入不良が発生し易くなる。
【００２１】
また、積層体１０の各セル室内での圧迫力が２．５ｋＰａ未満であると、硫酸イオンの沈降が抑制される作用が実質的に得られず、１０．０ｋＰａを超える値としても、硫酸イオンの沈降が抑制される作用は増加しない。
また、格子状基板２１１を構成する複数の孔２１１ａのＺ方向の寸法の最大値Ｋが６ｍｍ未満であると、負極合剤２２を複数の孔２１１ａに充填することが困難になり、１２ｍｍを超えると、各孔２１１ａに負極合剤２２が十分に充填された状態になりにくい。
【００２２】
そして、負極板２の格子状基板２１１として、Ｚ方向の寸法の最大値Ｋが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下の孔２１１ａを備えた格子状基板２１１を用いた場合、Ｚ方向で一つの孔２１１ａの範囲に存在する横リブ３３の数が平均で８本未満であると、硫酸イオンの沈降が抑制される作用が実質的に得られない。２４本を超えると、横リブ３３により孔２１１ａが塞がれる面積が大きくなり過ぎて、負極板２と横リブ３３との間に保持できる硫酸の量が極端に少なくなるため、硫酸イオンの沈降が抑制される作用が低下する。
【００２３】
＜製法＞
実施形態の鉛蓄電池は、従来公知の方法によって、例えば以下の方法で製造することができる。
先ず、極板群を構成する化成前の正極板１と負極板２を作製する。正極板１は従来品と同じものを作製する。負極板２は、負極集電体２１として、格子状基板２１１の孔２１１ａのＺ方向の寸法の最大値Ｋ（以下、「寸法Ｋ」とも称する。）が６ｍｍ以上１２ｍｍ以下のものを用意する。
次に、上記構造および寸法の袋状のセパレータを入手するか、一面に縦リブ３２が形成され、他面に横リブ３３が形成された状態の板状のセパレータを入手して、袋状のセパレータ３を作製する。板状のセパレータの状態でのＺ方向の寸法は、負極板２の格子状基板２１１の二倍程度である。板状のセパレータを、基部３１の横リブ３３が形成されている面を内側にして、Ｚ方向の半分の位置で折り曲げて基部３１同士を重ね、基部３１のＹ方向の両端をギヤシールすることで、袋状のセパレータ３が得られる。
【００２４】
そして、化成前の負極板２を袋状のセパレータ３の中に入れたものと正極板１を交互に積層することで、積層体（ストラップ未形成の極板群）１０を得る。
次に、この積層体をＣＯＳ（キャストオンストラップ）方式の鋳造装置を用い、正極板の耳部同士を接続した正極ストラップ、負極板の耳部同士を接続した負極ストラップ、正極ストラップから立ち上がる正極中間極柱および正極端子極柱、負極ストラップから立ち上がる負極中間極柱または負極端子極柱を形成して極板群とする。この極板群を六個作製した後、各極板群を電槽の各セル室に収容する。
【００２５】
次に、極板群が電槽の各セル室に収容された状態で、セル室間の隔壁を介して隣り合う正極中間極柱および負極中間極柱に対して抵抗溶接を行って、隣接するセル室間を電気的に直列に接続する。次に、電槽の上面と蓋の下面を熱で溶かして蓋を電槽に載せ、熱溶着により電槽に蓋を固定する。なお、蓋を電槽に載せる際に、負極端子極柱および正極端子極柱を、それぞれインサート成形により蓋に一体に形成された鉛合金製のブッシングの貫通穴に挿入して溶接一体化し、端子とする。
その後、蓋を貫通する穴として設けた注液穴からセル室内に、電解液（硫酸水溶液に硫酸アルミニウムを添加することでアルミニウムイオンを含んでいる）を注入する。その後、注液穴を塞ぐことなどの通常の工程を行うことにより、未化成の鉛蓄電池を組み立てる。その後、通常の条件で電槽化成を行って、完成品とする。
【実施例】
【００２６】
［横リブの突出高さの違いによる効果を調べる試験］
＜試験電池の作製＞
実施形態の鉛蓄電池と同じ構造の鉛蓄電池として、サンプルNo.1-1〜No.1-7の鉛蓄電池を作製した。
サンプルNo.1-1〜No.1-7の鉛蓄電池はＤ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池であって、表1に示すように、それぞれ、セパレータ３の横リブ３３の突出高さＴ２が異なる積層体を有する。それ以外の構成は全て同じである。
先ず、サンプルNo.1-2〜No.1-7の鉛蓄電池では、セパレータ３として、基部３１の厚さｔが０．２ｍｍ、縦リブ３２の幅が０．６ｍｍ、縦リブ３２の突出高さＴ１が０．６ｍｍ、縦リブ３２の配置間隔が８．０ｍｍ、横リブ３３の幅が０．３ｍｍ、横リブ３３の配置間隔が０．５ｍｍ、横リブ３３の突出高さＴ２が各サンプルで表1に示す値のものを用意した。なお、横リブの突出高さは、セパレータを作製する際に横リブ形成用の溝の深さを変更することで変更できる。また、サンプルNo.1-1の鉛蓄電池では、横リブの無いセパレータを用意した。
【００２７】
次に、正極集電体として、ＪＩＳ−Ｄサイズのパンチング基板を用意した。そして、正極集電体の格子状基板に、通常の方法で作製した正極活物質を含む合剤（正極合剤）を充填し、熟成乾燥させて、化成前の正極板を得た。
負極集電体２１としては、エキスパンドメタルであって、格子状基板２１１の孔２１１ａの寸法Ｋが１０ｍｍであるものを用意した。寸法Ｋが１０ｍｍであって横リブ３３の幅が０．３ｍｍで横リブ３３の配置間隔が０．５ｍｍであることにより、Ｚ方向で一つの孔２２１ａに存在する横リブ３３の数の平均値が２０本となる。そして、格子状基板２１１に通常の方法で作製した負極活物質を含む合剤（負極合剤２２）を充填し、熟成乾燥させて、化成前の負極板２を得た。
【００２８】
次に、負極板２を袋状のセパレータ３の中に入れた後、正極板７枚と負極板が入ったセパレータ８枚を、交互に積層して積層体１０を得た。この積層体１０を六個用意し、ＣＯＳ（キャストオンストラップ）方式の鋳造装置を用いて、各積層体１０の正極板１および負極板２にストラップおよび中間極柱、またはストラップおよび端子極柱を形成することで、各セル用の極板群を得た。得られた各極板群を電槽の各セル室に収容した。また、積層体１０のセル室内での圧迫力は７．０ｋＰａとした。
【００２９】
なお、極板群を各セル室に収容する際に、サンプルNo.1-1〜1-6の鉛蓄電池では積層体の挿入不良が生じなかったが、サンプルNo.1-7の鉛蓄電池では積層体１０の挿入不良が生じた。
次に、隣接するセル室間の中間極柱同士の抵抗溶接、電槽と蓋の熱溶着、注液穴から各セル室内への電解液の注入、および注液穴を液口栓で塞ぐなどの通常の工程を行うことにより、Ｄ２３型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池を組み立てた。その後、通常の方法で電槽化成を行うことで、電槽化成後の比重を１．２８５（２０℃換算値）とした。
【００３０】
＜試験および評価＞
得られた各鉛蓄電池について、以下の方法で試験を行った。
（高率放電特性試験）
電池工業会規格  ＳＢＡ  Ｓ  ０１０１  ８．４．３  コールドクランキング電流試験に則り、各鉛蓄電池を−１８℃雰囲気下で２４時間静置した後、６１０Ａの定電流放電を行い、３０秒目の電圧値を読み取った。そして、この電圧値がサンプルNo.1-1の鉛蓄電池の電圧値よりも高かった場合は、横リブを設けたことによる高率放電特性向上効果が得られたと判断して、表１に「○」と表示し、サンプルNo.1-1の鉛蓄電池の電圧値以下であった場合は、横リブを設けたことによる高率放電特性向上効果が得られなかったと判断して、表１に「×」と表示した。
また、上述の積層体１０の挿入性能の結果も、不良の場合は「×」で良好な場合は「○」と表１に表示した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１に示すように、本発明の実施例に相当する横リブ３３の突出高さＴ２が０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であるセパレータ３を用いたNo.1-3〜No.1-6の鉛蓄電池では、積層体１０の挿入性能が良好であるとともに、高率放電特性向上効果も得られた。
これに対して、横リブ３３の突出高さＴ２が０．０３ｍｍであるセパレータ３を用いたNo.1-2の鉛蓄電池では、積層体１０の挿入性能は良好であったが、高率放電特性向上効果は得られなかった。また、横リブ３３の突出高さＴ２が０．０７ｍｍであるセパレータ３を用いたNo.1-7の鉛蓄電池では、高率放電特性向上効果は得られたが、積層体１０の挿入性能が不良であった。
【００３３】
［積層体の圧迫力の違いによる効果を調べる試験］
＜試験電池の作製＞
実施形態の鉛蓄電池と同じ構造の鉛蓄電池として、サンプルNo.2-1〜No.2-30の鉛蓄電池を作製した。なお、積層体１０のセル室内での圧迫力を異なるものとするために、セル室と積層体１０との間に厚さの異なるスペーサーを設けた。
サンプルNo.2-1〜No.2-10の鉛蓄電池は、Ｄ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池であって、横リブ３３の高さＴ２が０．０５ｍｍのセパレータを用いている。また、サンプルNo.2-1〜No.2-10の鉛蓄電池は、表２に示すように、積層体１０の圧迫力が異なるが、それ以外の構成は全て同じである。
サンプルNo.2-11〜No.2-20の鉛蓄電池は、Ｄ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池であって、横リブ３３の突出高さＴ２が０．５０ｍｍであるセパレータを用いている。また、サンプルNo.2-11〜No.2-20の鉛蓄電池は、表３に示すように、積層体１０の圧迫力が異なるが、それ以外の構成は全て同じである。
サンプルNo.2-21〜No.2-30の鉛蓄電池は、Ｄ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池であって、横リブの無いセパレータを用いている。また、サンプルNo.2-21〜No.2-30の鉛蓄電池は、表４に示すように、積層体１０の圧迫力が異なるが、それ以外の構成は全て同じである。
【００３４】
＜試験および評価＞
得られた各鉛蓄電池について、以下の方法で試験を行った。
（ＰＳＯＣサイクル試験）
１０．４Ａでの定電流放電（ＣＣ放電）を１時間行った後、５０Ａ、１４．３Ｖでの定電流定電圧充電（ＣＣ−ＣＶ充電）を３０分行う。これを一回の工程として、この工程を１５０回繰り返す試験を行った。
この試験後に、各鉛蓄電池の成層化度合いの違いを調べた。具体的には、先ず、各鉛蓄電池の各セル室において、上部と下部での電解液の比重を測定し、両測定値から比重差を算出し、全セル室での比重差の平均値を算出して、その値を成層化度合いとした。次に、横リブの無いセパレータを用い、積層体１０の圧迫力が０．０ｋＰａであるNo.2-21の成層化度合いを１００として、各鉛蓄電池の成層化度合いの相対値を算出した。その結果も表２〜４に示す。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
【表３】
2020202025.tif 000005
【００３７】
【表４】
2020202025.tif 000006
【００３８】
表４に示すように、横リブの無いセパレータを用いた場合、積層体１０の圧迫力が０．０ｋＰａ〜１４．０ｋＰａのいずれの場合でも、成層化度合いは１００で同じであった。また、横リブ３３の突出高さＴ２が０．０５ｍｍのセパレータ３を用いたサンプルNo.2-1〜No.2-10の鉛蓄電池と、横リブ３３の突出高さＴ２が０．５０ｍｍのセパレータ３を用いたサンプルNo.2-11〜No.2-20の鉛蓄電池について、積層体１０の圧迫力と成層化度合いとの関係を、図６にグラフで示す。
【００３９】
図６のグラフから分かるように、横リブの突出高さが０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であるセパレータを用いたNo.2-1〜No.2-20の鉛蓄電池において、本発明の実施例に相当する積層体１０のセル室内での圧迫力が２．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下である鉛蓄電池では、成層化度合いの低減効果が高かった。積層体１０のセル室内での圧迫力が２．５ｋＰａ未満では成層化度合いの低減効果がほとんど得られず、１０．０ｋＰａを超えても成層化度合いの低減効果は飽和する。積層体１０のセル室内での圧迫力は５．５ｋＰａ以上１０．０ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００４０】
［寸法Ｋの違いによる効果を調べる試験］
実施形態の鉛蓄電池と同じ構造の鉛蓄電池として、サンプルNo.3-1〜No.3-7の鉛蓄電池を作製した。
Ｄ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池を構成する負極板として、図４に示す形状の負極板２であって、格子状基板２１１の孔２１１ａのＺ方向の寸法の最大値Ｋ（寸法Ｋ、図５を参照）が異なるもの（サンプルNo.3-1〜No.3-6）を用意して、負極合剤２２の充填性およびコマ落ち性を調べる試験を行った。
具体的に、充填性については、通常の方法で負極合剤２２を格子状基板２１１に充填した際に、充填されていない孔２１１ａが一つもなければ良好（○）と判断し、一つでもあれば不良（×）と判断した。コマ落ち性については、全ての孔２１１ａに負極合剤２２が充填されている状態とした負極板２を、鉛蓄電池の搬送時の振動状態に応じた条件で振動を付与する試験を行い、充填された負極合剤２２の物が一部でも落ちてしまった孔２１１ａが一つでもあれば、不良（×）と判断し、負極合剤２２の落下が全くないものを良好（コマ落ちしない、○）と判断した。
各負極板の寸法Ｋと試験結果を表５に示す。
【００４１】
【表５】
2020202025.tif 000007
【００４２】
表５から分かるように、寸法Ｋが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下である格子状基板２１１を用いたサンプルNo.3-2〜No.3-5の負極板２は、負極合剤２２の充填性に優れるとともにコマ落ちしないものであった。これに対して、寸法Ｋが４ｍｍである格子状基板２１１を用いたサンプルNo.3-1の負極板２は、負極合剤２２の充填性が不良であった。また、寸法Ｋが１４ｍｍである格子状基板２１１を用いたサンプルNo.3-6の負極板２は、負極合剤２２がコマ落ちするものであった。
【００４３】
［横リブの本数の違いによる効果を調べる試験］
実施形態の鉛蓄電池と同じ構造の鉛蓄電池として、サンプルNo.4-1〜No.4-16の鉛蓄電池を作製した。サンプルNo.4-1〜No.4-16の鉛蓄電池は、横リブ３３の突出高さＴ２が０．０８ｍｍ、横リブ３３の幅が０．２ｍｍのセパレータ３を用い、積層体１０のセル室内での圧迫力を５ｋＰａとしている。
サンプルNo.4-1〜No.4-8の鉛蓄電池は、Ｄ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池であって、表６に示すように、横リブ３３の本数が異なるが、それ以外の構成は全て同じである。サンプルNo.4-1〜No.4-8の鉛蓄電池は、負極板２を構成する格子状基板２１１の寸法Ｋが６ｍｍである。
サンプルNo.4-9〜No.4-16の鉛蓄電池は、Ｄ３２型のアイドリングストップ用液式鉛蓄電池であって、表６に示すように、横リブ３３の本数が異なるが、それ以外の構成は全て同じである。サンプルNo.4-9〜No.4-16の鉛蓄電池は、負極板２を構成する格子状基板２１１の寸法Ｋが１２ｍｍである。
【００４４】
＜試験および評価＞
得られた各鉛蓄電池について、以下の方法で試験を行った。
先ず、ＰＳＯＣサイクル試験として、１０．４Ａでの定電流放電（ＣＣ放電）を１時間行った後、５０Ａ、１４．３Ｖでの定電流定電圧充電（ＣＣ−ＣＶ充電）を３０分行う工程を、１５０回繰り返した。次に、高率放電試験として、電池工業会規格  ＳＢＡ  Ｓ  ０１０１  ８．４．３  コールドクランキング電流試験に則り、各鉛蓄電池を−１８℃雰囲気下で２４時間静置した後、６１０Ａの定電流放電を行い、この放電が終わるまでの時間（高率放電持続時間）を調べた。
そして、サンプルNo.4-1〜No.4-8の鉛蓄電池では、サンプルNo.4-1の鉛蓄電池の高率放電持続時間を１００として、サンプルNo.4-9〜No.4-16の鉛蓄電池では、サンプルNo.4-9の鉛蓄電池の高率放電持続時間を１００として、各鉛蓄電池の高率放電持続時間の相対値を算出した。その結果も表６に示す。
【００４５】
【表６】
2020202025.tif 000008
【００４６】
また、サンプルNo.4-1〜No.4-8の鉛蓄電池サンプルおよびサンプルNo.4-9〜No.4-16の鉛蓄電池について、それぞれ、横リブ３３の数と放電持続時間（相対値）との関係を、図７にグラフで示す。
図７のグラフから分かるように、負極板２を構成する格子状基板２１１の寸法Ｋが６ｍｍの場合も１２ｍｍの場合も、本発明の実施例に相当するセパレータ３の横リブ３３の数が８以上２４以下である鉛蓄電池は、横リブの無いセパレータを用いた鉛蓄電池に対する高率放電持続時間の向上効果が高かった。セパレータの横リブの数が８未満である鉛蓄電池は、横リブの無いセパレータを用いた鉛蓄電池に対する高率放電持続時間の向上効果がほとんど得られず、２４を超えても高率放電持続時間の向上効果は飽和する。セパレータ３の横リブ３３の数は１０以上２４以下であることが好ましく、１６以上２４以下であることがより好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
１  正極板
２  負極板
２１  負極集電体
２１１  負極板の格子状基板
２１１ａ  負極板の格子状基板の孔
２１２  負極板の耳部
２２  負極合剤
３  セパレータ
３１  セパレータの基部
３２  セパレータの縦リブ
３３  セパレータの横リブ
３４  セパレータの小突起
１０  積層体
【図１】
2020202025.tif 000009
【図２】
2020202025.tif 000010
【図３】
2020202025.tif 000011
【図４】
2020202025.tif 000012
【図５】
2020202025.tif 000013
【図６】
2020202025.tif 000014
【図７】
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