(57)【要約】【課題】液リークの発生を抑制可能な鉛蓄電池を提供する。【解決手段】鉛蓄電池は、任意の第１のセル室に配置される第１の極板を前記第１のセル室と隔壁を介して隣り合う第２のセル室に配置される第２の極板に接続する接続体、を備える。接続体は、隔壁に設けられた貫通孔内に配置される孔内接続部と、貫通孔の外側に配置される孔外接続部と、を有する。孔外接続部は、孔内接続部よりも下側に脆弱部を有する。【選択図】図１
2020167095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の第１のセル室に配置される第１の極板を前記第１のセル室と隔壁を介して隣り合う第２のセル室に配置される第２の極板に接続する接続体、を備え、
前記接続体は、
前記隔壁に設けられた貫通孔内に配置される孔内接続部と、
前記貫通孔の外側に配置される孔外接続部と、を有し、
前記孔外接続部は、前記孔内接続部よりも下側に脆弱部を有する、鉛蓄電池。
【請求項２】
前記孔外接続部は、
前記第１の極板を支持するストラップと、
前記ストラップと前記孔内接続部とを接続する中間極柱と、を有し、
前記孔内接続部は、前記中間極柱において前記隔壁と向かい合う面から前記貫通孔内へ延設されている、請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記中間極柱は、前記孔内接続部と前記ストラップとの間の位置に凹部を有し、
前記中間極柱において前記凹部の近傍に位置する部位が前記脆弱部である、請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記中間極柱は、前記孔内接続部と前記ストラップとの間の位置に、前記中間極柱の長手方向と交差する方向に曲がった曲部を有し、
前記曲部が前記脆弱部である、請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記中間極柱は、
前記孔内接続部に接続する第１部位と、
前記第１部位と前記ストラップとの間に位置し、材料の組成及び結晶構造の少なくとも一方が前記第１部位とは異なる第２部位と、を有し、
前記第２部位が前記脆弱部である、請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記接続体は、
前記ストラップと前記中間極柱との接続を補強する補強部、をさらに有し、
前記ストラップは、
前記第１の極板を支持する第１面と、
前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、
前記補強部は、
前記中間極柱に接続する部位と、
前記第２面に接続する部位と、を有し、
前記中間極柱に接続する部位の第１の先端部は、前記孔内接続部よりも下側である前記中間極柱の長手方向の途中に位置し、
前記第２面に接続する部位の第２の先端部は、前記ストラップの長手方向の途中に位置し、
前記第１の先端部又は前記第２の先端部と隣り合う部位が前記脆弱部である、請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記中間極柱は、
前記孔内接続部に接続する第３部位と、
前記ストラップに接続する第４部位と、を有し、
前記第３部位の平均厚みは前記第４部位の平均厚みよりも薄く、
前記第３部位と前記第４部位との間に段差があり、
前記中間極柱において前記段差の近傍に位置する部位が前記脆弱部である、請求項２に記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記第１の極板及び前記第２の極板の少なくとも一方が圧延基板であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の鉛蓄電池。
【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、特に始動用鉛蓄電池は、正極板と負極板及びセパレータで構成された極板群が、電槽内の隔壁（中仕切り）によって区画されたセル室内に収納され、隣接するセル室間で極板群同士が中間極柱を介して接続された構造が一般的である（例えば、特許文献１を参照）。隣り合うセル室間で隣り合う一対の中間極柱は、隔壁に設けられた貫通孔を通して、抵抗溶接によって互いに接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０３４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中間極柱の抵抗溶接部に隔壁との密着性が低い部分があると、隣接するセル室間で気密性や液密性が損なわれる可能性がある。また、ポリプロピレン製の電槽は、鉛蓄電池を高温雰囲気で使用した場合に、隔壁にたわみが発生し易く、隔壁と抵抗溶接部との密着性が低下して隙間が発生し易い。この隙間を通して、一方のセル室内の電解液が隣り合う他方のセル室内に移動する現象（以下、液リークともいう）が発生する。液リークによって、一方のセル室の正極板と他方のセル室の負極板とがセルを構成すると、これら極板間でリーク電流が発生する。このリーク電流により、鉛蓄電池の内部抵抗が上昇し、電圧が低下する可能性がある。この液リークを解消するための方法として、特許文献１には、隔壁に改良を施すことが開示されている。
【０００５】
しかしながら、本発明者は、特許文献１に記載された隔壁のたわみとは異なる現象により、液リークが発生する可能性があることがわかった。
詳しく説明すると、鉛蓄電池を車両に搭載する際には、走行中に鉛蓄電池が振動することを抑制するために、蓋の上にステーと呼ばれる固定金具を載せて、その長さ方向両端のボルトを締め付けることにより、鉛蓄電池を車両に押さえつける。この締め付けは適切な力で行う必要がある。締め付け力が強過ぎると、電槽の外装や隔壁が弓状に変形するおそれがある。また、腐食による格子の伸び（グロース）により、正極板を支持する正極ストラップ及び正極中間極柱に反りが生じるおそれがある。これらの要因が重なると、中間極柱の抵抗溶接部と隔壁との間に隙間が生じる可能性があることがわかった。この隙間を通して液リークが発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題に着目してなされたものであって、液リークの発生を抑制可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る鉛蓄電池は、任意の第１のセル室に配置される第１の極板を前記第１のセル室と隔壁を介して隣り合う第２のセル室に配置される第２の極板に接続する接続体、を備え、前記接続体は、前記隔壁に設けられた貫通孔内に配置される孔内接続部と、前記貫通孔の外側に配置される孔外接続部と、を有し、前記孔外接続部は、前記孔内接続部よりも下側に脆弱部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液リークの発生を抑制可能な鉛蓄電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の構成例を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の塑性変形の例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の変形例１を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の変形例２を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の変形例３を示す側面図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の変形例４を示す側面図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の変形例５を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体の変形例６を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態に係る正極接続体の塑性変形の例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４実施形態に係る正極接続体の構成例を示す側面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第４実施形態に係る正極接続体の塑性変形の例を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第４実施形態に係る正極接続体の変形例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第５実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第５実施形態に係る正極接続体の構成例を示す側面図である。
【図１９】図１９は、本発明の第５実施形態に係る正極接続体の塑性変形の例を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の第５実施形態に係る正極接続体の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態＞
本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は実施形態に限定されるものではない。また、実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
【００１１】
以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。
【００１２】
以下の図面の記載では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を用いて、方向を示す場合がある。例えば、Ｘ軸方向は、後述する中間極柱１２の厚み方向である。Ｙ軸方向は、後述する中間極柱１２の幅方向である。Ｚ軸方向は、後述する中間極柱１２の長手方向である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹＺ軸は右手系をなす。
【００１３】
〔全体構成の説明〕
本発明の実施形態に係る鉛蓄電池は、従来公知のモノブロックタイプの電槽と、蓋と、６個の極板群とを有する。電槽は、隔壁により６個のセル室に区画されている。６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１個の極板群が収納されている。各極板群は、複数枚の正・負極板と、これら正・負極板を隔離するセパレータと、同極性の極板の耳群を接続したストラップと、ストラップから立ち上がる中間極柱とを有する。
【００１４】
正極板は、正極活物質を含む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とを有する。負極板は、負極活物質を含む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とを有する。複数枚の正極板及び負極板は、セパレータを介して交互に配置されている。極板群を構成する負極板の枚数Ｍｎは正極板の枚数Ｍｐよりも１枚多い。なお、正極板の枚数Ｍｐの方が負極板の枚数Ｍｎよりも１枚多くても良いし、負極板の枚数Ｍｎと正極板の枚数Ｍｐとは同枚数でも良い。
負極板は袋状セパレータ内に収納されている。そして、負極板が入った袋状セパレータと正極板とを交互に重ねることで、負極板と正極板との間にセパレータが配置された状態となっている。なお、正極板を袋状セパレータに収納して、負極板と交互に重ねても良い。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る鉛蓄電池１００の構成例を示す断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの構成例を示す側面図である。図１の断面図は、図２の側面図をＸ−Ｚ面で切断した断面に対応している。Ｘ−Ｚ面とは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に平行な面である。図１に示すように、第１実施形態に係る鉛蓄電池１００は、隔壁３を介して区画された６個のセル室１−１、１−２、…１−６（セル室１−１〜１−６は図示せず）を有する。セル室１−１〜１−６には、それぞれ、複数の正極板４Ａと、複数の正極板４Ａの各耳を支持する正極ストラップ１１Ａと、複数の負極板４Ｂと、複数の負極板４Ｂの各耳を支持する負極ストラップ１１Ｂとが配置されている。また、セル室１−１には、正極ストラップ１１Ａに接続する正極中間極柱１２Ａが配置されている。正極ストラップ１１Ａ及び正極中間極柱１２Ａは、鉛又は鉛合金で構成されている。正極ストラップ１１Ａ及び正極中間極柱１２Ａは、鋳型を用いて一体成型されており、１つの部品として正極接続体１１０Ａを構成している。
【００１６】
セル室１−１に隣接するセル室１−２には、負極ストラップ１１Ｂに接続する負極中間極柱１２Ｂが配置されている。負極ストラップ１１Ｂ及び負極中間極柱１２Ｂは、鉛又は鉛合金で構成されている。負極ストラップ１１Ｂ及び負極中間極柱１２Ｂは、鋳型を用いて一体成型されており、１つの部品として負極接続体１１０Ｂを構成している。正極接続体１１０Ａと、負極接続体１１０Ｂとは、互いに同一の形状で、且つ、互いに同一の大きさを有する。なお、正極接続体１１０Ａと負極接続体１１０Ｂは、互いに異なる形状を有しても良いし、互いに異なる大きさを有しても良い。
【００１７】
セル室１−１に配置された正極中間極柱１２Ａと、セル室１−２に配置された負極中間極柱１２Ｂとは、隔壁３を介して互いに隣り合い、且つ、セル室１−１とセル室１−２との間の隔壁３に設けられた貫通孔３Ｈを通して互いに接続されている。例えば、セル室１−１に配置された正極中間極柱１２Ａとセル室１−２に配置された負極中間極柱１２Ｂとは、貫通孔３Ｈを通して抵抗溶接されている。貫通孔３Ｈ内には、正極中間極柱１２Ａと負極中間極柱１２Ｂとが抵抗溶接されることにより、孔内接続部（以下、抵抗溶接部という）１２３が形成されている。
【００１８】
以下の説明では、セル室１−１〜１−６を区別して説明する必要がない場合は、これらをセル室１と総称する。
正極ストラップ１１Ａの長手方向（例えば、Ｘ軸方向）の一端に、正極中間極柱１２Ａが接続している。正極中間極柱１２Ａは、正極ストラップ１１Ａよりも隔壁３に近い側に位置し、且つ、隔壁３に沿って配置されている。正極中間極柱１２Ａは、おもて面１２ａと、おもて面の反対側に位置するうら面１２ｂとを有する。うら面１２ｂが、隔壁３と向かい合っている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、正極中間極柱１２Ａには、抵抗溶接部１２３と正極ストラップ１１Ａとの間の位置に凹部１２５が設けられている。凹部１２５は、正極中間極柱１２Ａのおもて面１２ａ側に設けられている。凹部１２５の形状は、例えば三角形の切り欠きである。
【００２０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの塑性変形の例を示す図である。図３に示すように、鉛蓄電池１００において、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらくと、正極ストラップ１１Ａは上方向に押圧される。力Ｆは、腐食による格子伸び（以下、グロースという）により正極板４Ａが電槽の底部に接触することにより発生する。上方向とは、鉛蓄電池１００の蓋体（図示せず）に近づく方向であり、例えばＺ軸の正方向である。抵抗溶接部１２３は貫通孔３Ｈ内の内周面に接しているため、正極中間極柱１２Ａは上方向への移動が制限されている。このため、正極ストラップ１１Ａが上方向に押圧されると、正極中間極柱１２Ａには曲げやねじりの力がはたらく。
【００２１】
正極中間極柱１２Ａにおいて、凹部１２５の近傍に位置する部位（例えば、凹部１２５の底面を構成する部位（以下、底部という）１２６）は、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆに対する剛性が低い脆弱部となっている。剛性とは、曲げやねじりの力に対する変形のしづらさの度合いを意味する。正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆが所定の大きさ以上の場合、図３に示すように、剛性が低い底部１２６が変形する。正極中間極柱１２Ａにおいて、底部１２６は、底部１２６の周囲に位置する他の部位よりも厚みが薄く、剛性が低い。
【００２２】
力Ｆに対して、抵抗溶接部１２３よりも底部１２６が優先的に塑性変形し、凹部１２５よりも下側（すなわち、正極ストラップ１１Ａ側）に位置する部位が上方向へ屈曲する。これにより、グロースが原因で正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。
【００２３】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る鉛蓄電池１００は、任意の第１のセル室（例えば、セル室１−１）に配置される第１の極板（例えば、正極板４Ａ）をセル室１−１と隔壁３を介して隣り合う第２のセル室（例えば、セル室１−２）に配置される第２の極板（例えば、負極板４Ｂ）に接続する接続体、を備える。接続体は、隔壁３に設けられた貫通孔３Ｈ内に配置される孔内接続部（例えば、抵抗溶接部１２３）と、貫通孔３Ｈの外側に配置される孔外接続部（例えば、正極接続体１１０Ａ）を有する。正極接続体１１０Ａは、抵抗溶接部１２３よりも下側に脆弱部を有する。例えば、下側とは、正極ストラップ１１Ａの下面１１ａに近い側であり、換言すると、電槽底部に近い側である。
【００２４】
正極接続体１１０Ａは、正極板４Ａを支持するストラップ（例えば、正極ストラップ１１Ａ）と、正極ストラップ１１Ａと抵抗溶接部１２３とを接続する中間極柱（例えば、正極中間極柱１２Ａ）とを有する。抵抗溶接部１２３は、正極中間極柱１２Ａにおいて隔壁３と向かい合う面（例えば、うら面１２ｂ）から貫通孔３Ｈ内へ延設されている。
正極中間極柱１２Ａは、抵抗溶接部１２３と正極ストラップ１１Ａとの間の位置に凹部１２５を有する。正極中間極柱１２Ａにおいて凹部１２５の近傍に位置する部位が脆弱部である。
【００２５】
鉛蓄電池１００によれば、グロースによって正極板４Ａが電槽の底部と接触し、正極板４Ａが正極接続体１１０Ａを押し上げる場合でも、正極中間極柱１２Ａの抵抗溶接部１２３が変形する前に脆弱部が変形する。脆弱部が優先的に塑性変形することによって、抵抗溶接部１２３にはたらく力を低減し、抵抗溶接部１２３の変形を抑制することができる。これにより、鉛蓄電池１００は、抵抗溶接部１２３と隔壁３との間に隙間が生じることを抑制することができるので、隔壁３を介して隣り合うセル室１間での液リークの発生を抑制することができる。
【００２６】
隣り合うセル室間で液リークが発生すると、鉛蓄電池の内部抵抗が上昇し、電圧が低下する可能性ある。アイドリングストップ車の場合は、鉛蓄電池の電圧が低下すると、アイドリングストップが禁止される状態になる可能性がある。しかしながら、鉛蓄電池１００によれば、隔壁３を介して隣り合うセル室１間で、液リークの発生が抑制される。このため、鉛蓄電池１００は、内部抵抗の上昇と、電圧の低下を抑制することができる。本発明の第１実施形態によれば、液リークの発生を抑制可能であり、アイドリングストップ車に好適な信頼性の高い鉛蓄電池を提供することができる。
【００２７】
（変形例）
図４は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの変形例１を示す断面図である。第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａにおいて、凹部１２５は三角形の切り欠きに限定されない。例えば図４に示すように、凹部１２５は、四角形の溝であっても良い。また、凹部１２５は、例えば半円形の溝であっても良い。このような構成であっても、底部１２６が脆弱部として機能する。
【００２８】
図５は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの変形例２を示す側面図である。図５に示すように、凹部１２５は、正極中間極柱１２Ａの幅方向（例えば、Ｙ軸方向）に断続的に設けられていても良い。すなわち、複数の凹部１２５が正極中間極柱１２Ａの幅方向に並ぶように設けられていても良い。このような構成であっても、底部１２６が脆弱部として機能する。
【００２９】
図６は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの変形例３を示す側面図である。図６に示すように、凹部１２５は、正極中間極柱１２Ａの幅方向の一方の側に偏って設けられていても良い。このような構成であっても、底部１２６が脆弱部として機能する。
【００３０】
図７は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの変形例４を示す側面図である。図７に示すように、正極接続体１１０Ａにおいて、正極中間極柱１２Ａの凹部１２５は拡幅されていても良い。例えば、正極中間極柱１２Ａにおいて、凹部１２５の幅方向の寸法Ｗ１は、正極中間極柱１２Ａの幅方向の寸法Ｗ２よりも大きくても良い（Ｗ１＞Ｗ２）。なお、正極中間極柱１２Ａを形成した後、例えば、鉛又は鉛合金が溶ける程度の温度に熱した片や棒を厚み方向（Ｘ軸要項）へ押し当てることにより拡幅された凹部１２５を形成できる。これによれば、底部１２６の断面積Ｓ１を、底部１２６の周囲に位置する他の部位の断面積Ｓ２に近づけることができ、Ｓ１≒Ｓ２とすることができる。ここで、断面積Ｓ１、Ｓ２は、電流が流れる方向と直交する面（例えば、Ｘ−Ｙ平面）で切断した断面の面積である。これにより、正極中間極柱１２Ａにおいて、その長手方向の一端から他端までの電気抵抗を均一化することができる。
【００３１】
上記の第１実施形態では、正極中間極柱１２Ａに脆弱部が設けられていることを説明した。しかしながら、第１実施形態において、脆弱部が設けられる位置はこれに限定されない。正極ストラップ１１Ａにおいて、抵抗溶接部１２３よりも下側であれば、任意の位置に脆弱部が設けられていても良い。
【００３２】
図８は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの変形例５を示す断面図である。図８に示すように、抵抗溶接部１２３よりも下側に正極ストラップ１１Ａが位置する正極接続体１１０Ａの変形例５では、正極ストラップ１１Ａの上面１１ｂに凹部１１５が設けられている。凹部１１５は、正極ストラップ１１Ａの長手方向の途中の位置に設けられている。凹部１１５の形状は、例えば三角形の切り欠きである。
【００３３】
この変形例５では、正極ストラップ１１Ａであって凹部１１５の近傍に位置する部位（例えば、凹部１１５の底部１１６）が脆弱部となっている。例えば、力Ｆ（図３参照）に対して、抵抗溶接部１２３よりも底部１１６が優先的に塑性変形し、ストラップ１１Ａが上方向へ屈曲する。これにより、グロースが原因で正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。
【００３４】
なお、正極ストラップ１１Ａの上面１１ｂに設けられる凹部１１５の形状は、三角形の切り欠きに限定されない。図９は、本発明の第１実施形態に係る正極接続体１１０Ａの変形例６を示す断面図である。図９に示すように、凹部１１５は、四角形の溝であっても良い。また、凹部１１５は、例えば半円形の溝であっても良い。このような構成であっても、底部１１６が脆弱部として機能する。
【００３５】
＜第２実施形態＞
本発明の実施形態において、脆弱部は、正極中間極柱１２Ａに設けられた曲部であっても良い。図１０は、本発明の第２実施形態に係る鉛蓄電池２００の構成例を示す断面図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る鉛蓄電池２００は、貫通孔３Ｈの外側に配置される孔外接続部として、正極接続体２１０Ａを備える。正極接続体２１０Ａは、正極ストラップ１１Ａと正極中間極柱１２Ａとを有する。正極接続体２１０Ａが有する正極中間極柱１２Ａは、正極中間極柱１２Ａの長手方向（例えば、Ｚ軸方向）に平行な直線部１２７と、Ｚ軸方向と交差する方向に曲がった曲部１２８と、を有する。
【００３６】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る正極接続体２１０Ａの塑性変形の例を示す図である。図１１に示すように、鉛蓄電池２００においても、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらくと、正極ストラップ１１Ａは上方向に押圧される。抵抗溶接部１２３は貫通孔３Ｈ内の内周面に接しているため、正極中間極柱１２Ａは上方向への移動が制限されている。このため、正極ストラップ１１Ａが上方向に押圧されると、正極中間極柱１２Ａには曲げやねじりの力がはたらく。
【００３７】
正極中間極柱１２Ａにおいて、曲部１２８は、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆに対する剛性が低い脆弱部となっている。正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆが所定の大きさ以上の場合、図１１に示すように、直線部１２７に対して剛性が低い曲部１２８が変形する。正極中間極柱１２Ａにおいて、曲部１２８は、直線部１２７よりも曲げの力がはたらき易く、剛性が低い。
【００３８】
力Ｆに対して、抵抗溶接部１２３よりも曲部１２８が優先的に塑性変形し、曲部１２８が上方向へ屈曲する。これにより、グロースが原因で正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。鉛蓄電池２００は、抵抗溶接部１２３と隔壁３との間に隙間が生じることを抑制することができるので、隔壁３を介して隣り合うセル室１間での液リークの発生を抑制することができる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
本発明の実施形態においては、材料の違いや、結晶構造の違いによって脆弱部を設けるようにしても良い。図１２は、本発明の第３実施形態に係る鉛蓄電池３００の構成例を示す断面図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る鉛蓄電池３００は、貫通孔３Ｈの外側に配置される孔外接続部として、正極接続体３１０Ａを備える。正極接続体３１０Ａは、正極ストラップ１１Ａと正極中間極柱１２Ａとを有する。正極接続体３１０Ａが有する正極中間極柱１２Ａは、抵抗溶接部１２３に接続する上側部位１３１と、正極ストラップ１１Ａに接続する下側部位１３２とを有する。第３実施形態において、上側部位１３１は本発明の第１部位の一例であり、下側部位１３２は本発明の第２部位の一例である。
【００４０】
抵抗溶接部１２３は、上側部位１３１において、隔壁３と向かい合ううら面１３１ｂから貫通孔３Ｈ内へ延設されている。抵抗溶接部１２３は、上側部位１３１と同じ組成で且つ同じ結晶構造を有する材料で構成されている。
上側部位１３１と下側部位１３２は、互いに異なる組成の材料で構成されている。例えば、上側部位１３１及び下側部位１３２を構成する鉛合金の添加物の添加量を変化させれば良く、上側部位１３１を添加物であるアンチモンを５質量％以上添加した鉛合金とし、下側部位１３２はアンチモンを５質量％未満添加した鉛合金とすれば良い。
【００４１】
上側部位１３１と下側部位１３２が、互いに同じ組成の材料で構成されている場合は、結晶の平均粒径（以下、結晶平均粒径ともいう）の違いにより脆弱部を設けても良い。例えば、下側部位１３２に対して、上側部位１３１をより高温で熱処理する（又は、より長時間熱処理する）ことによって、上側部位１３１の結晶平均粒径を大きくすることが可能である。結晶平均粒径の違いにより、上側部位１３１と下側部位１３２との間では剛性に差が生じ、この部分が脆弱部となる。
【００４２】
第３実施形態では、上側部位１３１と下側部位１３２との間が、力Ｆ（例えば、図３参照）に対する剛性が低い脆弱部となっている。力Ｆが所定の大きさ以上の場合、抵抗溶接部１２３が貫通孔３Ｈの内周面に押圧されて変形するよりも前に、下側部位１３２が屈曲する。力Ｆに対して、抵抗溶接部１２３よりも下側部位１３２が優先的に塑性変形する。
これにより、グロースが原因で正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。鉛蓄電池３００は、抵抗溶接部１２３と隔壁３との間に隙間が生じることを抑制することができるので、隔壁３を介して隣り合うセル室１間での液リークの発生を抑制することができる。
【００４３】
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態に係る鉛蓄電池４００の構成例を示す断面図である。図１４は、本発明の第４実施形態に係る正極接続体４１０Ａの構成例を示す側面図である。図１３の断面図は、図１４の側面図をＸ−Ｚ面で切断した断面に対応している。Ｘ−Ｚ面とは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に平行な面である。図１３及び図１４に示すように、第４実施形態に係る鉛蓄電池４００は、貫通孔３Ｈの外側に配置される孔外接続部として、正極接続体４１０Ａを備える。正極接続体４１０Ａは、正極ストラップ１１Ａと、正極中間極柱１２Ａと、正極ストラップ１１Ａと正極中間極柱１２Ａとの接続を補強する補強部１５とを有する。
【００４４】
図１３に示すように、正極ストラップ１１Ａは、正極板４Ａを支持する面（以下、下面という）１１ａと、下面１１ａの反対側に位置する上面１１ｂと、を有する。補強部１５は、正面から見た形状が三角形である。補強部１５は、正極中間極柱１２Ａのおもて面１２ａに接続する部位１５１と、正極ストラップ１１Ａの上面１１ｂに接続する部位１５２と、を有する。正極ストラップ１１Ａの上面１１ｂに接続する部位１５２の先端部１５２ｔは、正極ストラップ１１Ａの長手方向（例えば、Ｘ軸方向）の途中に位置する。補強部１５は、鉛又は鉛合金で構成されている。例えば、正極ストラップ１１Ａ、正極中間極柱１２Ａ及び補強部１５は、鋳型を用いて一体成型されており、１つの部品として正極接続体４１０Ａを構成している。
【００４５】
図１５は、本発明の第４実施形態に係る正極接続体４１０Ａの塑性変形の例を示す図である。図１５に示すように、鉛蓄電池４００においても、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらくと、正極ストラップ１１Ａは上方向に押圧される。抵抗溶接部１２３は貫通孔３Ｈ内の内周面に接しているため、正極中間極柱１２Ａは上方向への移動が制限されている。このため、正極ストラップ１１Ａが上方向に押圧されると、正極中間極柱１２Ａには曲げやねじりの力がはたらく。
【００４６】
正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらくと、正極ストラップ１１Ａにおいて補強部１５の先端部１５２ｔと隣り合う部位に力がかかる。このため、正極ストラップ１１Ａにおいて、補強部１５の先端部１５２ｔと隣り合う部位は、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆに対する剛性が低い脆弱部となっている。すなわち、補強部１５の先端部１５２ｔが、脆弱部の位置を規定している。力Ｆが所定の大きさ以上の場合、抵抗溶接部１２３が貫通孔３Ｈの内周面に押圧されて変形するよりも前に、図１５に示すように、先端部１５２ｔが支点となって正極ストラップ１１Ａが変形する。
【００４７】
力Ｆに対して、抵抗溶接部１２３よりも正極ストラップ１１Ａが優先的に塑性変形する。これにより、グロースが原因で正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。鉛蓄電池４００は、抵抗溶接部１２３と隔壁３との間に隙間が生じることを抑制することができるので、隔壁３を介して隣り合うセル室１間での液リークの発生を抑制することができる。
【００４８】
（変形例）
上述の第４実施形態では、補強部１５の先端部１５２ｔが、正極ストラップ１１Ａにおける脆弱部の位置を規定していることを説明した。しかしながら、第１実施形態において、補強部１５が規定する脆弱部の位置は正極ストラップ１１Ａに限定されない。補強部１５が規定する脆弱部の位置は、抵抗溶接部１２３よりも下側であれば任意の位置でよく、例えば、抵抗溶接部１２３よりも下側であって正極中間極柱１２Ａの長手方向の途中の位置であっても良い。
【００４９】
図１６は、本発明の第４実施形態に係る正極接続体４１０Ａの変形例を示す断面図である。図１６に示すように、補強部１５の先端部１５１ｔは、正極中間極柱１２Ａのおもて面１２ａに接続する部位１５１の先端に位置する部位であり、抵抗溶接部１２３よりも下側である正極中間極柱１２Ａの長手方向（例えば、Ｚ軸方向）の途中に位置する。この変形例では、補強部１５の先端部１５１ｔが脆弱部の位置を規定しており、正極中間極柱１２Ａにおいて、補強部１５の先端部１５１ｔと隣り合う部位が脆弱部となっている。
【００５０】
力Ｆが所定の大きさ以上の場合、抵抗溶接部１２３が貫通孔３Ｈの内周面に押圧されて変形するよりも前に、先端部１５１ｔが支点となって正極中間極柱１２Ａが変形する。正極中間極柱１２Ａにおいて、抵抗溶接部１２３よりも下側であり、正極中間極柱１２Ａの長手方向の途中に位置する部位が優先的に塑性変形する。これにより、グロースが原因で正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。
【００５１】
＜第５実施形態＞
図１７は、本発明の第５実施形態に係る鉛蓄電池５００の構成例を示す断面図である。図１８は、本発明の第５実施形態に係る正極接続体５１０Ａの構成例を示す側面図である。図１７の断面図は、図１８の側面図をＸ−Ｚ面で切断した断面に対応している。Ｘ−Ｚ面とは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に平行な面である。
図１７及び図１８に示すように、鉛蓄電池５００は、貫通孔３Ｈの外側に配置される孔外接続部として、正極接続体５１０Ａを備える。正極接続体５１０Ａは、正極ストラップ１１Ａと正極中間極柱１２Ａとを有する。正極接続体５１０Ａにおいて、正極中間極柱１２Ａは、正極ストラップ１１Ａに接続する下側部位１２１と、抵抗溶接部１２３に接続する上側部位１２２と、を有する。第５実施形態において、上側部位１２２は本発明の第３部位の一例であり、下側部位１２１は本発明の第４部位の一例である。上側部位１２２の平均厚み（すなわち、厚みの平均値）をＡとし、下側部位１２１の平均厚みをＢとすると、ＡはＢよりも薄い（Ａ＜Ｂ）。
【００５２】
下側部位１２１と上側部位１２２との間には段差１２４がある。段差１２４の大きさは、平均厚みＡ、Ｂの差（＝Ｂ−Ａ）である。段差１２４は、正極中間極柱１２Ａのおもて面１２ａ側に位置する。正極中間極柱１２Ａのうら面１２ｂ側には、段差は存在しない。正極中間極柱１２Ａのうら面１２ｂ側は、下側部位１２１と上側部位１２２との間で面一となっている。なお、平均厚みＡ、Ｂの差がわずかでもあれば段差１２４となり、平均厚みＡは平均厚みＢの１／２以上が好ましい。
【００５３】
図１９は、本発明の第５実施形態に係る正極接続体５１０Ａの塑性変形の例を示す図である。図１９に示すように、鉛蓄電池５００において、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらくと、正極ストラップ１１Ａは上方向に押圧される。力Ｆは、グロースにより正極板４Ａが電槽の底部に接触することにより発生する。抵抗溶接部１２３は貫通孔３Ｈ内の内周面に接しているため、正極中間極柱１２Ａは上方向への移動が制限されている。このため、正極ストラップ１１Ａが上方向に押圧されると、正極中間極柱１２Ａには曲げやねじりの力がはたらく。
【００５４】
正極中間極柱１２Ａにおいて、段差１２４の近傍に位置する部位（例えば、上側部位１２２であって、下側部位１２１に近い側の端部）は、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆに対する剛性が低い脆弱部となっている。正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆが所定の大きさ以上の場合、抵抗溶接部１２３が貫通孔３Ｈの内周面に押圧されて変形するよりも前に、図１９に示すように脆弱部が変形する。力Ｆに対して、抵抗溶接部１２３よりも脆弱部が優先的に塑性変形し、下側部位１２１が上方向へ屈曲する。これにより、グロースが原因で正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と隔壁３の貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。これにより、隔壁３を介して隣り合うセル室１間での液リークの発生を抑制することができる。
【００５５】
上述の第５実施形態では、正極中間極柱１２Ａにおいて、段差１２４の近傍に位置する部位が脆弱部となることを説明した。しかしながら、第５実施形態において、脆弱部の位置は、正極中間極柱１２Ａに限定されない。脆弱部の位置は、抵抗溶接部１２３よりも下側であれば任意の位置でよく、例えば、正極ストラップ１１Ａの長手方向の途中の位置であっても良い。
【００５６】
図２０は、本発明の第５実施形態に係る正極接続体５１０Ａの変形例を示す断面図である。図２０に示すように、この変形例では、正極ストラップ１１Ａは、正極中間極柱１２Ａに接続する部位（以下、厚肉部という）１１１と、厚肉部１１１を挟んで正極中間極柱１２Ａの反対側に位置する部位（以下、薄肉部という）１１２とを有する。厚肉部１１１の平均厚みは、薄肉部１１２の平均厚みよりも大きい。厚肉部１１１と薄肉部１１２との間には段差１１４がある。段差１１４の大きさは、厚肉部１１１と薄肉部１１２との厚さの差である。段差１１４は、正極ストラップ１１Ａの上面１１ｂ側に位置する。
【００５７】
正極ストラップ１１Ａにおいて、段差１１４の近傍に位置する部位は、正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆに対する剛性が低い脆弱部となっている。正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａにはたらく力Ｆが所定の大きさ以上の場合、抵抗溶接部１２３が貫通孔３Ｈの内周面に押圧されて変形するよりも前に、脆弱部が変形する。力Ｆに対して、抵抗溶接部１２３よりも脆弱部が優先的に塑性変形し、薄肉部１１２が上方向へ屈曲する。これにより、グロースが原因で正極板４Ａから正極ストラップ１１Ａに力Ｆがはたらく場合でも、抵抗溶接部１２３にはたらく力を緩和することができ、抵抗溶接部１２３と隔壁３の貫通孔３Ｈとの間に隙間が生じることを防ぐことができる。
【００５８】
なお、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池は、鉛又は鉛合金を圧延して成形した圧延基板を少なくとも正極基板に用いた場合により効果を奏する。圧延基板は鋳造基板と比較し、結晶粒界が大きく、反応に伴うグロースが大きいため、抵抗溶接部１２３で液リークが発生しやすい。圧延基板としては例えば、エキスパンド加工や打ち抜き加工によって格子を成形できる。なお、圧延基板を正極基板だけでなく、負極基板に用いても良い。
【実施例】
【００５９】
（試験電池）
第１から第５実施形態に係る鉛蓄電池と同じ構造の鉛蓄電池として、実施例１から５の鉛蓄電池を従来公知の方法で作製した。また、比較例として、脆弱部がない構造の鉛蓄電池を従来公知の方法で作製した。具体的には、電池サイズはＭ−４２型とし、負極基板及び正極基板はエキスパンド格子とし、極板群を構成する正極板の枚数を６枚、負極板の枚数を７枚とした。鉛蓄電池は、実施例１から５と比較例とについて、それぞれ３つずつ作製した。以下、実施例１から５と比較例とを、水準と称することもある。
【００６０】
（良否判定）
同水準３つの鉛蓄電池について、抵抗溶接後に全てのセルで不良が発生しなかった場合を良：〇とし、不良が１つでも発生した場合を不良：×と判定した。
【００６１】
（過充電寿命試験）
上記の良否判定で良：〇と判定された水準について、以下の方法で過充電寿命試験を実施した。
処理１；水槽内での放電後充電の繰り返し及び休止
鉛蓄電池を、７５℃の水槽内に入れて、電流２５Ａでの４分間の放電と、その後の制御電圧１４．８Ｖ及び最大電流２５Ａの条件での１０分間の充電を、４８０回繰り返す。次に、水槽から鉛蓄電池を取り出して、２５℃の雰囲気で５６時間静置する。
処理２：水槽外での一回の放電及び充電
２５℃の雰囲気で、電流３４０Ａで３０秒間の放電を行う。なお、３０秒目の終止電圧が７．２Ｖ以下となった場合は、液リークが発生したと判断して、その時点で試験を停止する。次に、制御電圧１４．８Ｖ及び最大電流２５Ａの条件での１０分間の充電を行う。
上記処理１の後に上記処理２を行うことを４回繰り返した後、上記処理１を１回行った。これにより、水槽内での放電後充電は２４００回繰り返したことになり、２４００回の充放電が終了した時点で隔壁を介して隣接するセル室間で、液リークが発生しなかった場合を良：〇と判定し、液リークが発生した場合を不良：×と判定した。
【００６２】
（総合判定）
良否判定及び過充電寿命試験について、いずれも良：〇と判定された水準を総合判定で良：〇と評価した。
【００６３】
（結果）
良否判定、過充電寿命試験及び総合判定の結果を表１に示す。
【表１】
2020167095.tif 000003
【００６４】
表１に示すように、実施例１から５の鉛蓄電池は、良否判定の結果が良、過充電寿命試験の結果が良であり、総合判定が良であった。実施例１から５の鉛蓄電池は、製造不良は発生せず、液リークを防止できることがわかった。これに対して、比較例の鉛蓄電池は、良否判定の結果が不良、過充電寿命試験の結果が不良、総合判定が不良であった。
【符号の説明】
【００６５】
１  セル室
３  隔壁
３Ｈ  貫通孔
４  極板
４Ａ  正極板
４Ｂ  負極板
１１  ストラップ
１１ａ  下面
１１Ａ  正極ストラップ
１１ｂ  上面
１１Ｂ  負極ストラップ
１２ａ  おもて面
１２Ａ  正極中間極柱
１２ｂ  うら面
１２Ｂ  負極中間極柱
１５  補強部
１００、２００、３００、４００、５００  鉛蓄電池
１１０Ａ、２１０Ａ、３１０Ａ、４１０Ａ、５１０Ａ  正極接続体
１１０Ｂ、５１０Ｂ  負極接続体
１５１ｔ、１５２ｔ  先端部
【図１】
2020167095.tif 000004
【図２】
2020167095.tif 000005
【図３】
2020167095.tif 000006
【図４】
2020167095.tif 000007
【図５】
2020167095.tif 000008
【図６】
2020167095.tif 000009
【図７】
2020167095.tif 000010
【図８】
2020167095.tif 000011
【図９】
2020167095.tif 000012
【図１０】
2020167095.tif 000013
【図１１】
2020167095.tif 000014
【図１２】
2020167095.tif 000015
【図１３】
2020167095.tif 000016
【図１４】
2020167095.tif 000017
【図１５】
2020167095.tif 000018
【図１６】
2020167095.tif 000019
【図１７】
2020167095.tif 000020
【図１８】
2020167095.tif 000021
【図１９】
2020167095.tif 000022
【図２０】
2020167095.tif 000023