(57)【要約】【課題】正極活物質の剥離、脱落を抑制することが可能な鉛蓄電池を提供する。【解決手段】鉛蓄電池は、正極板及び負極板がセパレータを介して交互に積層された極板群と、極板群を収容する電槽と、正極板の耳部を支持する正極接続体と、を備える。電槽は、前記電槽の底面に設けられ正極板と当接する鞍部と、電槽内を複数のセル室に区画する隔壁と、を有する。隔壁には、隣り合うセル室同士を接続する貫通孔が設けられている。正極接続体は、貫通孔の内側に位置する孔内接続部と、貫通孔の外側に位置する孔外接続部と、を有する。鞍部、耳部、孔内接続部、及び、孔外接続部の一部であって底面から遠い側に位置する端部は、極板群の積層方向からの正面視で一直線上に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板及び負極板がセパレータを介して交互に積層された極板群と、
前記極板群を収容する電槽と、
前記正極板の耳部を支持する正極接続体と、を備え、
前記電槽は、
前記電槽の底面に設けられ前記正極板に当接する鞍部と、
前記電槽内を複数のセル室に区画する隔壁と、を有し、
前記隔壁には、隣り合う前記セル室同士を接続する貫通孔が設けられ、
前記正極接続体は、
前記貫通孔の内側に位置する孔内接続部と、
前記貫通孔の外側に位置する孔外接続部と、を有し、
前記孔外接続部はストラップと中間極柱と、を有し
前記鞍部、前記耳部、前記孔内接続部、及び、前記ストラップの一部であって前記電槽の底面から遠い側に位置する端部は、前記極板群の積層方向からの正面視で一直線上に位置する、鉛蓄電池。
【請求項２】
前記極板群の積層方向からの正面視において、前記中間極柱の一部であって、前記電槽の底面から遠い側に位置する頂部から、前記孔内接続部の径の中心までの長さをＬ１とし、
前記積層方向における前記正極接続体の長さをＬ２とすると、
Ｌ２／Ｌ１≦４．１である、請求項１に記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記正極板は、
前記底面と交差する第１方向に延設された複数本の第１内骨と、前記第１方向と交差する第２方向に延設された複数本の第２内骨とを有し、複数本の前記第１内骨と複数本の前記第２内骨とが互いに交わる格子状の正極基板、を有し、
前記鞍部は前記積層方向に延設されており、
前記鞍部の幅をＷｒとし、
前記第１内骨の最大格子間隔をＷｉとし、
前記第１内骨の最大幅をＷｗとすると、
Ｗｒ≧Ｗｉ＋Ｗｗである、請求項１又は２に記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記セパレータは袋状セパレータであり、
前記袋状セパレータ内に前記負極板が収容される、請求項１から３のいずれか１項に記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記正極板は、
前記底面と交差する第１方向に延設された複数本の第１内骨と、前記第１方向と交差する第２方向に延設された複数本の第２内骨とを有し、複数本の前記第１内骨と複数本の前記第２内骨とが互いに交わる格子状の正極基板、を有し、
前記正極基板は鉛合金の圧延板からなる基板である、請求項１から４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】
鉛蓄電池の寿命要因のうち、正極板に因んだ劣化現象として正極基板のグロースが知られている（例えば、特許文献１参照）。グロースは、充電と放電を繰り返すうちに正極基板に腐食による伸びが生じて、正極板全体が膨張する現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８３２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉛蓄電池は自動車用として広く使用されている。鉛蓄電池の搭載位置はボンネット内であることが多く、エンジンによる高温環境にさらされやすい場所である。自動車に搭載される鉛蓄電池は通常６セルからなるが、特に内側に位置するセルは鉛蓄電池の外部への放熱がされにくくより高温状態になりやすい。鉛蓄電池が高温環境下におかれると、正極基板の腐食が進みやすくなり、グロースが顕著になる。グロースが進むと、セパレータが突き破られ、正極板と負極板とが短絡することがある。
【０００５】
また、グロースが進むと、正極基板の格子デザインが変形する。この変形に追従できなくなった正極活物質が、その劣化とは関係なく正極基板から剥離、脱落することがある。特に、耳部付近の充放電反応に寄与しやすい箇所から正極活物質が剥離、脱落すると、鉛蓄電池は、エンジンスタート時などの大電流を放電する際に、出力を維持できなくなる可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に着目してなされたものであって、正極活物質の剥離、脱落を抑制することが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、正極板及び負極板がセパレータを介して交互に積層された極板群と、前記極板群を収容する電槽と、前記正極板の耳部を支持する正極接続体と、を備え、前記電槽は、前記電槽の底面に設けられ前記正極板に当接する鞍部と、前記電槽内を複数のセル室に区画する隔壁と、を有し、前記隔壁には、隣り合う前記セル室同士を接続する貫通孔が設けられ、前記正極接続体は、前記貫通孔の内側に位置する孔内接続部と、前記貫通孔の外側に位置する孔外接続部と、を有し、前記孔外接続部はストラップと中間極柱と、を有し、前記鞍部、前記耳部、前記孔内接続部、及び、前記ストラップの一部であって前記電槽の底面から遠い側に位置する端部は、前記極板群の積層方向からの正面視で一直線上に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、正極活物質の剥離、脱落を抑制することが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、本発明の実施形態に係る正極板の構成例を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池の構成例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１から５、比較例１から３で作製した各鉛蓄電池の寿命サイクル数を評価した結果を示すグラフである。
【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及び実施例は本発明の一例を示したものであって、本発明は実施形態及び実施例に限定されるものではない。また、実施形態及び実施例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、後述する正極板の横方向である。Ｙ軸方向は、正極板の厚さ方向であり、後述する極板群の積層方向でもある。Ｚ軸方向は、正極板の縦方向であり、後述する電槽の深さ方向でもある。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】
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、電解液である希硫酸とを有する。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、前記隔壁には、隣り合うセル室同士を接続する貫通孔が設けられている。各セル室に１個の極板群が収容されている。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、正極接続体と、負極接続体とを有する。正極接続体は、正極ストラップと、正極ストラップから立ち上がる正極中間極柱または正極端子極柱とを有する。負極接続体は、負極ストラップと、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とを有する。６個のセル室のうちの両端を除くセル室の極板群において、一方のセルの極板群の正極接続体とこれと隣り合うもう一方のセル室の極板群の負極接続体とは、前記貫通孔を介して孔内接続部によって接続されている。なお、本明細書中において、正極接続体と負極接続体とは、それぞれ孔外接続部と読み替えても良い。
【００１４】
正極板は、正極活物質を含む合剤を保持する正極基板と、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を保持する負極基板と、負極基板から上側に突出する耳とを有する。上側とは、蓋に近い側を意味する。負極板および正極板は、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。
【００１５】
負極板は袋状セパレータ内に収納されている。そして、負極板を収納した袋状セパレータと正極板とが交互に重なることで、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。負極板が袋状セパレータに収納されることで、正極板のグロースによって活物質が格子基板から脱落して電槽下部に堆積した場合でも、電槽下部において係る堆積物による正極板と負極板の接触を袋状セパレータが防ぎ、内部短絡をより確実に防止可能である。
【００１６】
もし正極板を袋状セパレータに収納した場合、正極板がグロースした際の膨張を袋状セパレータが制限し、袋状セパレータの開口方向、すなわち上方への正極板の伸びを助長してしまう虞がある。そうでない場合でも、正極板が湾曲して破断した正極格子体の一部が袋状セパレータを突き破る虞があり、正極板と負極板の接触を防止できず短絡を生じる可能性がある。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る正極板１の構成例を示す正面図である。図１に示すように、正極板１は、正極基板２と、正極活物質を含む合剤（以下、正極合剤という）３と、を備える。正極基板２は、長方形の外周縁を形成する外枠２１と、複数本の横内骨２２と、複数本の縦内骨２３とで構成されている。
外枠２１は、縦方向（例えば、Ｚ軸方向）に延びる２本の縦部と、横方向（例えば、Ｘ軸方向）に延びる２本の横部とで構成されている。横内骨２２は、第２方向、すなわち横方向で互いに向かい合う２本の縦部間に渡されている。縦内骨２３は、第１方向、すなわち縦方向で互いに向かい合う２本の横部間に渡されている。複数本の横内骨２２と、複数本の縦内骨２３とが互いに交わることによって、正極基板２は格子状の基板となっている。正極基板２における格子の開口部２４及び正極基板２の表裏面の全体に、正極合剤３が保持されている。
【００１８】
また、正極板１は、正極基板２の外枠２１から上側へ突出する耳部４を備える。正極基板２と耳部４は、鉛合金の圧延板からなる基板に一体的に形成されている。圧延板からなる基板は、主として鉛を含む合金が圧延ロールによって圧延されてシート状の半製品を形成した後、形成された半製品がパンチングプレス機等で格子状に加工されることによって作製される。このような鉛合金の圧延板からなる基板は、一般的に鋳造による格子基板と比較して、量産性に優れる反面、鉛合金の結晶が配向しやすく、腐食による伸長の影響が大きいため、グロースが生じ易い。
したがって本発明の実施形態は、鉛合金の圧延板からなる基板において、より高いグロース抑制効果を発揮する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池１０の構成例を示す正面図であり、鉛蓄電池１０を任意のＸＺ平面で切断しＹ軸方向に正面視したものである。図３は、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池１０の構成例を示す平面図であり、鉛蓄電池１０を任意のＸＹ平面で切断しＺ軸方向に平面視したものである。図２及び図３は、鉛蓄電池１０の電槽９の内部であって、隔壁９４により区画された６個のセル室のうちの両端に位置しない１個のセル室内を示している。なお、図２及び図３は要部のみを図示したものであり、蓋や電解液等の構成は記載を省略している。
【００２０】
図２及び図３に示すように、鉛蓄電池１００は、正極板１と、袋状セパレータ８に収容された負極板と、正極板１を支持する正極接続体５と、負極板を支持する負極接続体６と、電槽９と、を備える。正極板１及び負極板は、袋状セパレータ８を介して交互に積層されて極板群７を構成している。セル室は、電槽９の側壁９２と隔壁９４とによって囲まれている。１個のセル室に１個の極板群７が配置されている。隔壁９４には貫通孔Ｈ９４が設けられている。貫通孔Ｈ９４を通して、隔壁９４を介して隣り合う一方のセル室に収容された極板群７と他方のセル室に収容された極板群７とが接続されている。
【００２１】
正極接続体５は、貫通孔Ｈ９４の外側に配置される孔外接続部５１と、貫通孔Ｈ９４内に配置される孔内接続部（例えば、抵抗溶接部）５２とを有する。抵抗溶接部５２は、一方のセル室に配置された正極接続体５と、他方のセル室に配置された負極接続体６とを貫通孔Ｈ９４を通して抵抗溶接することによって形成される。孔外接続部５１は、複数枚の正極板１の各耳部４を支持する正極ストラップ５１１と、正極ストラップ５１１から立ち上がる正極中間極柱５１２とを有する。正極ストラップ５１１及び正極中間極柱５１２は、鉛又は鉛合金で構成されている。正極ストラップ５１１及び正極中間極柱５１２は、ＣＯＳ（キャストオン・ストラップ）方式の鋳造装置を用いて一体成型されている。
【００２２】
負極接続体６は、正極接続体５と同一の形状で、正極接続体５と同一の大きさを有し、正極接続体５と同一の材料で構成されている。ただし、本発明の実施形態はこれに限定されない。負極接続体６は、正極接続体５とは異なる形状を有しても良いし、正極接続体５とは異なる大きさを有しても良いし、正極接続体５とは異なる材料で構成されていても良い。
【００２３】
電槽９の底部９１であって、極板群７と向かい合う面（以下、底面という）９１ａには、正極板１と当接する複数の鞍部９３が設けられている。複数の鞍部９３の各々は、極板群７の積層方向（例えば、Ｙ軸方向）に延設されており、平面視で直線の形状を有する。一般に、正極活物質は、劣化し軟化が進行すると、電槽９の底部９１に沈殿しやすい性質を有する。この沈殿物が、鉛蓄電池の充電時のガス発生によって電解液中に拡散すると、極板群の上部や負極接続体上に蓄積されて短絡の原因となる。これを抑制するため、鉛蓄電池１０は、電槽９の底面９１ａに鞍部９３を備える。これにより、鉛蓄電池１０は、極板群７よりも下方へ沈殿物を堆積させて、極板群７からガスが発生しても沈殿物が拡散しにくいようにしている。
【００２４】
図１から図３に示すように、鉛蓄電池１０では、複数の鞍部９３のうちの１つと、耳部４と、抵抗溶接部５２と、正極ストラップ５１１の端部５１１Ａとが、Ｙ軸方向からの正面視で一直線ＳＬ上に位置する。端部５１１Ａは、孔外接続部５１の一部であって底面９１ａから遠い側に位置する部位である。この構造により、耳部４は、抵抗溶接部５２と鞍部９３とによって挟まれて固定される。これにより、正極基板２において耳部４に接続する部分（以下、耳部付近という）２Ａの変形が抑制され、耳部付近２Ａから正極合剤３が剥離、脱落することが抑制される。
【００２５】
上述したように、本発明の実施形態に係る鉛蓄電池１０によれば、充放電反応に寄与しやすい耳部付近２Ａからの正極合剤３の剥離、脱落が抑制されるため、充放電反応の低下が抑制される。これにより、鉛蓄電池１０は、大電流放電の際も出力を維持することができる。鉛蓄電池１０は、外部への放熱がされにくくより高温状態になりやすい内側のセルにおいても、グロースによる耳部付近２Ａの変形を防ぐことができ、正極合剤３の剥離、脱落を抑制することができる。
【００２６】
また、耳部付近２Ａは、正極合剤３の剥離、脱落が抑制されることによって、その基材（例えば、鉛合金）の露出が抑制される。これにより、耳部付近２Ａにおいて、グロースの進行がさらに抑制される。
なお、圧延基板から作製される正極基板は、鋳造基板から作製される正極基板よりも量産性に優れるが、上述の理由によりグロースが進行しやすい。本発明の実施形態によれば、正極基板に圧延基板を用いることで、正極基板を安価に作製することと、グロースの進行を抑制することの両方を実現することができる。
【００２７】
また、鉛蓄電池１０では、孔外接続部５１の頂部５１２Ａから孔内接続部（抵抗溶接部）５２の径の中心までの距離をＬ１とし、Ｙ軸方向に孔外接続部５１の長さをＬ２とすると、Ｌ１、Ｌ２は、以下の式（１）を満たす。
Ｌ２／Ｌ１≦４．１…（１）
これにより、後述の実施例で説明するように、頂部５１２Ａを支点に抵抗溶接部５２にかかるモーメントを小さくすることができ、抵抗溶接部５２において亀裂の発生を抑制することができる。これにより、抵抗溶接部５２に発生する亀裂から電解液が貫通孔Ｈ９４に浸透し、隣り合うセル室同士を液絡させることを防止でき、鉛蓄電池１０が長寿命化する。
【００２８】
また、鉛蓄電池１０では、図１に示すように、正極板１に当接する鞍部９３の幅（すなわち、Ｘ軸方向の長さ）をＷｒとし、縦内骨２３の最大格子間隔をＷｉとし、縦内骨２３の最大幅をＷｗとすると、Ｗｒ、Ｗｉ、Ｗｗは、下記の式（２）を満たす。
Ｗｒ≧Ｗｉ＋Ｗｗ…（２）
これにより、鞍部９３上に縦内骨２３が必ず配置されるため、正極基板２の構造が強固となる。なお、本発明の実施形態では、正極基板２において、電槽９の底部９１に最も近い側の端部（以下、最下列という）２Ｂと、それ以外の部位との間で、縦内骨２３の格子間隔が互いに異なっていても良い。この場合は、最下列２Ｂにおける縦内骨２３の最大格子間隔を、式（２）のＷｉとする。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の実施例を説明する。
＜実施例１＞
実施例１では、実施形態に係る鉛蓄電池１０と同じ構造の鉛蓄電池を、以下の方法で作製した。まず、Ｃａ系の鉛合金圧延板をパンチング法によって加工して、正極基板と耳部を一体的に作製した。正極基板の寸法は、縦方向（例えば、Ｚ軸方向）の長さが１１１ｍｍ、横方向（例えば、Ｘ軸方向）の長さが９９ｍｍ、厚み（例えば、Ｙ軸方向の長さ）は１．０ｍｍとした。縦方向に延びる縦内骨の幅Ｗｗ及び横方向に延びる横内骨の幅は１ｍｍとして、縦内骨の間隔Ｗｉと横内骨の間隔とをそれぞれ５ｍｍの間隔にて格子状に配列させた。耳部の幅（以下、耳幅という）は１０ｍｍとした。耳部は、耳幅の中心が正極基板の外枠の一部であって縦方向に縦枠から２２ｍｍの位置となるように配置した。正極基板に公知の方法からなる正極合剤を充填し、熟成乾燥させて正極板とした。
負極基板は連続鋳造にて作製し、公知の方法にて負極活物質を含む合剤（以下、負極合剤という）を充填し、熟成乾燥させて負極板とした。得られた負極板を袋状セパレータへ収納し、正極板と交互に積み重ねることで極板群とした。
【００３０】
ＣＯＳ方式の鋳造装置を用いて、極板群に含まれる正極板の耳部を正極接続体のストラップに溶接した。また、同様にして極板群に含まれる負極板の耳部を負極接続体のストラップに溶接した。これらの溶接工程では、耳部の幅方向（例えば、Ｘ軸方向）における中心の位置が、ストラップの幅方向（例えば、Ｘ軸方向）における中心の位置と一致するように、耳部をストラップに溶接した。
正極接続体及び負極接続体の各々において、ストラップの幅は２０ｍｍ、ストラップの長さＬ２（図３参照）は２８．７ｍｍ、中間極柱の頂部から抵抗溶接部の中心までの距離Ｌ１（図２参照）は７ｍｍとした。これにより、Ｌ２／Ｌ１は４．１とした。抵抗溶接部の直径は８ｍｍとした。
【００３１】
電槽はＢ２０サイズとして、電槽の各セル室間を仕切る隔壁には、隣接するセルと接続するための貫通孔を設けた。貫通孔の略鉛直上に位置する電槽の底部には、幅Ｗｒ（図３参照）が６ｍｍ、電槽の底面からの高さが５ｍｍの鞍部を設けた。鞍部は、電槽の幅方向（例えば、Ｘ軸方向）における中心を基準に、中心の位置と、中心よりも左側の位置と、中心よりも右側の位置の計３箇所に設けた。鞍部が設けられた電槽内へ極板群を挿入し、抵抗溶接にて各セル室間で正極中間極柱と負極中間極柱とを電気的に接続した。この後の組み立ては公知の方法にて行い、注液、化成をして目的の鉛蓄電池を得た。
【００３２】
＜実施例２＞
中間極柱の頂部から抵抗溶接部の中心までの距離Ｌ１を６ｍｍとして、Ｌ２／Ｌ１を４．８とした。これ以外は、実施例１と同様とした。
＜実施例３＞
中間極柱の頂部から抵抗溶接部の中心までの距離Ｌ１を５ｍｍとして、Ｌ２／Ｌ１を５．７とした。これ以外は実施例１と同様とした。
【００３３】
＜実施例４＞
鞍部の幅Ｗｒを２ｍｍとした。これ以外は実施例１と同様とした。
＜実施例５＞
中間極柱の頂部から抵抗溶接部の中心までの距離Ｌ１を８ｍｍとして、Ｌ２／Ｌ１を３．６とした。これ以外は実施例１と同様とした。
【００３４】
＜比較例１＞
電槽の幅方向において、貫通孔の位置を、実施例１よりも２０ｍｍ外側（電槽側）へずらした。これにより、抵抗溶接部の位置を、鞍部及び耳部を通る一直線上から外れた位置とした。これ以外は実施例１と同様とした。
＜比較例２＞
電槽の幅方向において、ストラップに対する耳部の溶接位置を実施例１よりも５ｍｍ外側（電槽側）へずらした。これにより、耳部の位置を、鞍部及び抵抗溶接部を通る一直線上から外れた位置とした。これ以外は実施例１と同様とした。
＜比較例３＞
電槽の幅方向において、電槽底部の鞍部の位置を実施例１よりも１９ｍｍ外側（電槽側）へずらした。これにより、鞍部の位置を、耳部及び抵抗溶接部を通る一直線上から外れた位置とした。これ以外は実施例１と同様とした。
【００３５】
＜評価方法＞
実施例１から５、比較例１から３で作製した各鉛蓄電池について、７５℃雰囲気下でＪＩＳ  Ｄ５３０１を参考に、軽負荷寿命試験を行った。鉛蓄電池を２５Ａで２分間放電し、引き続き１４．８Ｖ（最大電流２５Ａ）で１０分間充電するサイクルを１サイクルとする。このサイクルを４８０回繰り返す毎に鉛蓄電池を５６時間、２５℃雰囲気下で放置し、その放置後に２８０Ａで５秒間連続放電を行い、放電５秒後の電圧を測定する。電圧測定後、上記を同じ条件で充電する。これらの操作を繰り返して行い、放電５秒目の放電電圧が７．２Ｖに低下するまでのサイクル数を寿命サイクル数とした。なお、試験中に電解液中の水分が減少するので、適宜精製水を補給した。寿命試験終了後は解体調査を行った。
【００３６】
＜評価結果＞
図４は、本発明の実施例１から５、比較例１から３で作製した各鉛蓄電池の寿命サイクル数を評価した結果を示すグラフである。図４に示すように、実施例１から５の鉛蓄電池は、比較例１から３の鉛蓄電池よりも長寿命となった。解体の結果、正極基板において、耳部と接続する部分の反対側の部分においてはグロースによる変形が生じていたが、最も電気化学反応に寄与する耳部付近においてはグロースによる変形は抑制されており、正極合剤の脱落が抑制されていた。
【００３７】
これは、電槽の底部の鞍部、正極板の耳部、正極ストラップ、抵抗溶接部、正極中間極柱の頂部が、極板群の積層方向からの正面視で一直線上に配置されており、耳部付近を上下方向から強力に押さえ込むことができるためと考えられる。
比較例１では、抵抗溶接部の位置が、鞍部及び耳部を通る一直線上から外れている。このため、正極基板は、耳部付近のグロースを抑制できず変形し、正極合剤の脱落が生じていた。正極接続体は、正極基板の上方へのグロースに耐えきれず、捩れるように変形していた。
比較例２は、耳部の位置が、鞍部及び抵抗溶接部を通る一直線上から、比較例１よりも大きく外れている。このため、正極基板は、耳部付近のグロースを抑制できず変形し、正極合剤の脱落が生じていた。正極接続体は、正極板の上方へのグロースに耐えきれず、捩れるように変形していた。変形量は比較例１よりも大きかった。
【００３８】
比較例３では、正極基板の上方へのグロースは押さえ込まれていたが、電槽の底部の鞍部間の隙間に向かうように正極基板の下方へのグロースが生じていた。正極基板は、耳部付近の変形を抑制できておらず、正極合剤の脱落が生じていた。これは、電槽の底部の鞍部が一直線上からずれた位置にあり、正極基板の下部であって耳部の鉛直下方に位置する部位は、電槽の底部から浮いた状態になっているためと考えられる。上方を押さえ込まれた正極基板は、電槽の底部の鞍部間の空間へと逃げるように下方へのグロースが進行し、電流が集中しやすい耳部付近の腐食が特に進んだことで、正極合剤の脱落をともなう変形が生じたものと考えられる。
【００３９】
なお、実施例２、３は、比較例１から３と比べて寿命サイクル数が大きく長寿命ではあるものの、実施例１と比べればグロースの抑制に改善の余地があり、抵抗溶接部の下部に亀裂が生じていた。この亀裂は、正極中間極柱の頂部を支点にして抵抗溶接部へモーメントがかかるために生じたものと考えられる。このモーメントは、グロースによる応力が同じである場合、正極ストラップの長さＬ２と、正極中間極柱の頂部から抵抗溶接部の径の中心までの距離Ｌ１に大きく左右される。実施例１ではＬ２／Ｌ１の値が適正な範囲であるため亀裂は生じなかったが、実施例２及び実施例３はＬ２／Ｌ１の値が高くなったため、抵抗溶接部へかかるモーメントが実施例１と比較して大きく、亀裂が生じたと考えられる。
【００４０】
また、実施例４は、比較例１から３と比べて寿命サイクル数が大きく長寿命ではあるものの、正極基板の下側の横枠（以下、下枠という）が電槽の底部の鞍部に食い込むようにグロースしており、実施例１と比べればグロースの抑制に改善の余地があった。また、実施例４は、実施例１と比べて、正極基板の耳部付近の変形が大きく、正極合剤の脱落抑制に改善の余地があった。これは、鞍部の幅Ｗｒが小さいため、正極基板の下枠であって縦内骨との接続がない範囲が鞍部と当接したためである。
【００４１】
実施例１では、正極基板の下枠が鞍部に食い込むようなことはなかった。これは電槽の底部の鞍部の幅Ｗｒと、正極基板の下端部（最下列）の最大格子間隔Ｗｉと、縦内骨の最大幅Ｗｗとが、上記の式（２）を満たしたことによる。これにより、正極基板の下枠において、鞍部と当接する範囲には少なくとも１本の縦内骨が接続される。このため、下枠において鞍部と当接する範囲は、正極基板の内部から縦内骨が支えられ、正極基板はより強固な構造となるためである。
【００４２】
実施例５は、実施例１から５の中で最も長寿命となった。解体の結果においても、正極基板の耳部付近でのグロースによる変形が抑制されており、正極合剤の脱落が抑制されていた。これは、Ｌ２／Ｌ１の値が実施例１よりもさらに適正な範囲側へシフトしたためであると考えられる。実施例５では、グロースが生じた際の正極中間極柱の頂部を支点にした抵抗溶接部へかかるモーメントが小さくなり、より強固にグロースを抑制できたためと考えられる。
【００４３】
（その他の実施形態）
上記の実施形態では、パンチング法によって正極基板を作製することを説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばエキスパンド法によって正極基板を作製しても良い。エキスパンド法で作製した正極基板では、垂直な縦内骨がない代わりに、内骨が斜めに交差して交わり、複数の交差部を有する形状となる。このような場合でも、複数の鞍部のうちの１つと、耳部と、抵抗溶接部と、中間極柱の頂部とが、極板群の積層方向からの正面視で一直線上に位置するように鉛蓄電池を設計することにより、正極基板において耳部付近の変形を抑制することができ、正極合剤の脱落を抑制することができる。また、エキスパンド法で作製した正極基板のように、内骨が斜めに配列する場合は、電槽底面に対し平行に正極基板を切断した切断面において、格子の開口部幅寸法の最大格子間隔をＷｉとし、第１方向の内骨の最大幅をＷｗとする。
【００４４】
また、エキスパンド法で作製した正極基板は、圧延シートの切断位置によっては、基板１枚毎に内骨の位置がずれることがある。このような場合でも、上述の式（２）を満たすように鉛蓄電池を設計することにより、電槽の底部の鞍部上に縦内骨を必ず配置することができ、正極基板の構造を強固にすることができる。さらに、正極基板に下枠がないデザインの場合においても、内骨が正極基板の下側の端部まで到達している場合には、正極合剤だけが鞍部上に当接するということがないため、効果が大きいと考えられる。
このように、本発明は上述した実施形態及び各実施例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１  正極板
２  正極基板
２Ａ  耳部付近
２Ｂ  最下列
３  正極合剤
４  耳部
５  正極接続体
６  負極接続体
７  極板群
８  袋状セパレータ
９  電槽
１０  鉛蓄電池
２１  外枠
２２  横内骨
２３  縦内骨
２４  開口部
５１  孔外接続部
５２  孔内接続部（抵抗溶接部）
９１  底部
９１ａ  底面
９２  側壁
９３  鞍部
９４  隔壁
１００  鉛蓄電池
５１１  正極ストラップ
５１１Ａ  端部
５１２  正極中間極柱
５１２Ａ  頂部
Ｈ９４  貫通孔
Ｌ１  距離
Ｍｎ  負極板の枚数
Ｍｐ  正極板の枚数
ＳＬ  一直線
Ｗｉ  縦内骨の最大格子間隔
Ｗｒ  鞍部の幅
Ｗｗ  縦内骨の最大幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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