(57)【要約】【課題】簡易な方法でモス状鉛が極板群上に堆積することを防ぐことができる、鉛堆積防止マットを提供する。【解決手段】状鉛が当該孔を下側から上側に向かって通過可能である一方、当該孔の上側から下側に向かって通過できないように、下側から上側に向かって狭くなるテーパー孔である。また、上記鉛堆積防止マットは、モス状鉛が上記孔を下側から上側を通過した後、当該鉛堆積防止マットの上面で、当該モス状鉛により正極板と負極板との間でブリッジが形成されるのを防止する短絡防止手段をさらに有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池の槽内の正極板および負極板の上部を覆う鉛堆積防止マットであって、
前記鉛堆積防止マットは、下面から上面にかけて貫通する孔を有し、
前記孔は、モス状鉛が当該孔を下側から上側に向かって通過可能である一方、当該孔の上側から下側に向かって通過できないように、下側から上側に向かって狭くなるテーパー孔であり、
前記鉛堆積防止マットは、モス状鉛が前記孔を下側から上側を通過した後、当該鉛堆積防止マットの上面で、当該モス状鉛により正極板と負極板との間でブリッジが形成されるのを防止する短絡防止手段をさらに有する、鉛堆積防止マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛堆積防止マットに関し、より具体的には、鉛蓄電池における電極上のモス状鉛の堆積を防止する、鉛堆積防止マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両にはヘッドライトやオーディオなどといった様々な電子機器が搭載されている。これらの電子機器へは、自動車に搭載された自動車用鉛蓄電池（以下、単に鉛蓄電池と称す）から電力を供給している。
【０００３】
鉛蓄電池は、正極活物質として二酸化鉛、負極活物質として鉛、電解液として硫酸を用いた二次電池である。鉛蓄電池は、放電時には、負極で鉛が酸化され陽イオンから硫酸鉛となり、正極では二酸化鉛が還元されて硫酸鉛となる。一方、充電時には、負極で硫酸鉛から鉛イオンが還元されて金属鉛となり、正極では鉛イオンが二酸化鉛になる。
【０００４】
ところで、近年、排気ガスの削減や燃費の節約からアイドリングストップを行う車両が増えてきている。そのため、自動車用鉛蓄電池の使用負荷は、以前より増して大きくなってきている。このような状況で鉛蓄電池が使用されると、極板表面に硫酸鉛（いわゆるモス状鉛）が発生する、サルフェーションと言われる現象によって極板間の短絡が起き、鉛蓄電池の短寿命に至るという問題がある。
【０００５】
以下、図９を参照して、モス状鉛によって極板間が短絡する過程を具体的に説明する。
【０００６】
図９は、モス状鉛によって極板間が短絡する過程を示した図である。まず、図９の（ａ）に示すように、鉛蓄電池は、高負荷で使用されると、活物質５が軟化し、格子体２に充填されている活物質５が当該格子体から脱落し、モス状鉛９となる。そして、鉛蓄電池が充電されると、当該充電（電気分解）により発生した気泡１０によって、モス状鉛９が舞い上がり、正極板３上に堆積する（図９の（ｂ）参照）。その後、正極板３上に堆積したモス状鉛９は、還元され、金属鉛１１となる。このような過程が繰り返されることによって、図９の（ｃ）に示すように、金属鉛１１によって、正極板３と負極板４との間にブリッジが形成され、短絡に至ることになる。
【０００７】
このような問題の解決策として、特許文献１に開示されている技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２２９１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示されている技術は、正極板、負極板および当該正極板と負極板との間に介在するセパレーターから構成される極板群を備える鉛蓄電池である。そして、上記特許文献１に開示されている技術は、セパレーターの上辺を正極板の上辺および負極板の上辺よりも上方に突出させる。これによって、モス状鉛による正極板と負極板との間のブリッジを防ぐものである。つまり、セパレーターを正極板および負極板より上方に長くし、モス状鉛により正極板と負極板との間でブリッジが形成されるのを当該セパレーターにより防ぐものである。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている鉛蓄電池は、正極板と負極板との間に大きなセパレーターを介在させるので、鉛蓄電池を作成する際に、重量が重くなると共に大型化し、また構造が複雑となって製造に手間がかかりコスト面で不利であった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な方法でモス状鉛が極板群上に堆積することを防ぐことができる、鉛堆積防止マットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するために、発明は以下の特徴を有している。すなわち、第１の発明は、鉛蓄電池の槽内の正極板および負極板の上部を覆う鉛堆積防止マットである。上記鉛堆積防止マットは、下面から上面にかけて貫通する孔を有する。上記孔は、モス状鉛が当該孔を下側から上側に向かって通過可能である一方、当該孔の上側から下側に向かって通過できないように、下側から上側に向かって狭くなるテーパー孔である。また、上記鉛堆積防止マットは、モス状鉛が上記孔を下側から上側を通過した後、当該鉛堆積防止マットの上面で、当該モス状鉛により正極板と負極板との間でブリッジが形成されるのを防止する短絡防止手段をさらに有する。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、鉛蓄電池の極群上に鉛堆積防止マットを設置するだけで、生成するモス状鉛を極板上から取り除くことができる。そして、当該モス状鉛によって、鉛蓄電池の槽内の正極と負極との間にブリッジが形成されることを防ぐことができる。したがって、簡易な方法でモス状鉛が極板群上に堆積することを防ぐことができる。また、上記鉛堆積防止マット上にモス状鉛が堆積しても、上記鉛堆積防止マットの上面で正極と負極とがブリッジするのを防ぐことができ、短絡に至ることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的な鉛蓄電池１の内部の構造の一例を示す図
【図２】図１の正極板３と負極板４とセパレーター６との構成の一例を示す図
【図３】第１の実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１が極板群７の上部を覆っている様子を示した図
【図４】図３の断面Ａ−ＡをＢ方向からみた断面図
【図５】極板群７の上部に生成したモス状鉛９が、孔１２を通過し当該鉛堆積防止マットＭ１の内側から外側へ逃げる様子を示した図
【図６】図１に示す一般的な鉛蓄電池１に鉛体積防止マットＭ１を設置したとき、断面Ｃ−ＣをＤ方向からみた断面図
【図７】第２の実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ２が極板群７の上部を覆っている様子を示した図
【図８】図１に示す一般的な鉛蓄電池１に鉛体積防止マットＭ２を設置したとき、断面Ｃ−ＣをＤ方向からみた断面図
【図９】モス状鉛によって極板間が短絡する過程を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しつつ、第１の実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１を説明する。
【００１６】
まず、一般的な鉛蓄電池の構造について、簡単に説明した後、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１について説明する。
【００１７】
図１は、一般的な鉛蓄電池１の内部の構造の一例を示す図であり、図２は、図１の内部に設置されている、正極板３と負極板４とセパレーター６の構成の一例を示す斜視図である。なお、図１および図２で示した鉛蓄電池１を構成する各部品において、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１の説明に必要のない箇所のは説明および図示は省略する。
【００１８】
図１および図２に示すように、鉛蓄電池１は、格子体２に活物質５が充填さた正極板３および負極板４を有している。そして、正極板３と負極板４とセパレーター６とを組合せ、同極性の極板を正極ストラップ３１、負極ストラップ４１でそれぞれ接合し、極板群７としている。また、極板群７は、鉛蓄電池１の外装の一部である電槽８に収納され、当該電槽８内の電解液に浸されている。
【００１９】
次に本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１について説明する。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１が極板群７の上部を覆っている様子を示した図である。本実施形態に係る鉛堆積防止マットは、図３に示すように、鉛蓄電池１の極板群７の上部を覆っている。
【００２１】
図４は、図３の断面Ａ−ＡをＢ方向からみた断面図である。図４に示すように、鉛堆積防止マットＭ１は、極板群７の上部と鉛堆積防止マットＭ１の下面との間に生成したモス状鉛９を当該鉛堆積防止マットＭ１の上方に逃がすものである。そのため、鉛堆積防止マットＭ１には、当該鉛堆積防止マットＭ１の下面から上面に向けて貫通する複数の孔１２が開いている。以下、図５を参照し、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１について、より具体的に説明する。
【００２２】
図５は、極板群７の上部に生成したモス状鉛９が、鉛堆積防止マットＭ１の孔１２を通過し当該鉛堆積防止マットＭ１の下方から上方へ、モス状鉛９が押し出される様子を示した図である。具体的には、まず、図５の（ａ）に示すように、鉛蓄電池１が充電されることによって発生する気泡１０によって、極板群７の上部に生成したモス状鉛９は極板群７の上部（鉛堆積防止マットＭ１の下面近傍）まで舞い上がる。そして、気泡１０によって押し上げられたモス状鉛９は、鉛堆積防止マットＭ１の孔１２を通り、鉛堆積防止マットＭ１の下側から上側へ押し上げられ（図５の（ｂ））、最終的には鉛堆積防止マットＭ１の上方に押し出されるようになっている（図５の（ｃ））。
【００２３】
なお、孔１２の形状は、下側から上側に向けて先細り（テーパー）になっている。また、モス状鉛９は、柔らかく弾力性に富んでいる。そのため、下側から上側に向けて先細りになっている孔１２を通過することは可能であるが、孔１２を通過した後（上方に押し出された後）のモス状鉛９は、下側に再び戻ることはない。なお、孔１２の口径の一例として、孔１２の下部口径は１．５ｍｍ程度、孔１２の下部口径は１．０ｍｍ程度が好ましい。
【００２４】
なお、孔１２は、鉛堆積防止マットＭ１全体に設けてもよいし、モス状鉛９が生成すると想定される箇所に設けてもよい。
【００２５】
このように、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１によれば、生成したモス状鉛９を極板群７上から取り除くことができるので、当該モス状鉛９によって、正極板３（正極ストラップ３１）と負極板４（負極ストラップ４１）との間にブリッジが形成されることを防ぐことができる。
【００２６】
なお、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１の上部には、当該鉛堆積防止マットＭ１の上方に押し出されたモス状鉛９が堆積することになる。しかしながら、図６に示すように、鉛堆積防止マットＭ１の中央は、凸に（具体的には、壁Ｍ１１によって正極ストラップ３１と負極ストラップ４１との間が仕切られている格好）になっているため、鉛堆積防止マットＭ１の上方に押し出されたモス状鉛９が、当該鉛堆積防止マットＭ１上で堆積し、当該堆積したモス状鉛９によって正極板３（正極ストラップ３１）と負極板４（負極ストラップ４１）とがブリッジするのを防ぐことができ、短絡に至ることはない。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、図面を参照しつつ、第２の実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ２を説明する。なお、以下の説明において、上述した第１の実施形態と同様の構成要素は同じ参照符号を付する。
【００２８】
図７は、鉛堆積防止マットＭ２が極板群７の上部を覆っている様子を示した図である。上述した第１の実施形態では、鉛堆積防止マットＭ１の中央が凸に（具体的には、壁Ｍ１１によって正極ストラップ３１と負極ストラップ４１との間が仕切られている格好）になっていた。そして、鉛堆積防止マットＭ１の中央が凸になっていることによって、当該鉛堆積防止マットＭ１の外側に押し出されたモス状鉛９による正極板３（正極ストラップ３１）と負極板４（負極ストラップ４１）とのブリッジを防ぐものであった。
【００２９】
一方、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ２は、正極板３（正極ストラップ３１）と負極板４（負極ストラップ４１）との間に傾斜を設けることによって、当該鉛堆積防止マットＭ２の外側に押し出されたモス状鉛９による正極板３と負極板４とのブリッジを防ぐものである。
【００３０】
つまり、図７に示すように、上述した第１の実施形態と異なる点は、鉛堆積防止マットＭ２の正極板３、負極板４が位置する部分を低くし、正極板３と負極板４の間の部分が高くなるように、鉛堆積防止マットＭ２の上面に傾斜をつけている点である。なお、第２の実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ２は、上述した異なる点を除いては、第１の実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ１と同様（具体的には、孔１２の口径等）である。したがって、上述した第１の実施形態と同様の構成要素については、説明を省略する。
【００３１】
図８は、図１に示す一般的な鉛蓄電池１に第２の実施形態に係る鉛体積防止マットＭ２を設置したとき、図１の断面Ｃ−ＣをＤ方向からみた断面図である。
【００３２】
図８に示すように、鉛堆積防止マットＭ２の外側に押し出されたモス状鉛９は、当該鉛堆積防止マットＭ２上に堆積しても、正極板３と負極板４との間に設けられた傾斜により（例えば、鉛蓄電池１が車両に設置された場合、車両振動などによって）、電槽８の下方に落ちることになる。したがって、鉛堆積防止マットＭ２の外側に押し出されたモス状鉛９が、当該鉛堆積防止マットＭ２上で堆積することによって、正極板３（正極ストラップ３１）と負極板４（負極ストラップ４１）とがブリッジするのを防ぐことができ、短絡に至ることはない。
【００３３】
このように、本実施形態に係る鉛堆積防止マットＭ２によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
上述した実施形態で説明した各態様は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。よって、本願の効果を奏する範囲において任意の構成を採用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る鉛堆積防止マットは、簡易な方法でモス状鉛が極板群上に堆積することを防ぐことができる、鉛蓄電池における鉛堆積防止マット等として有用である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｍ１    第１の実施形態に係る鉛堆積防止マット
Ｍ１１  壁
Ｍ２  第２の実施形態に係る鉛堆積防止マット
１    鉛蓄電池
２    格子体
３    正極板
２１  正極ストラップ
４    負極板
４１  負極ストラップ
５    活物質
６    セパレーター
７    極板群
８    電槽
９    モス状鉛
１０  気泡
１１  金属鉛
１２  孔
【図１】
2010182454.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010182454.tif 000008
【図７】
2010182454.tif 000009
【図８】
2010182454.tif 000010
【図９】
2010182454.tif 000011