(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、前記各小孔から前記溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上にシート状若しくはフィルム状の集電体本体を接触させ、かかる状態で前記集電体本体を引き上げることにより前記集電体本体に前記各突起が一体化された集電体を形成することを特徴とする密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法。
【請求項２】
シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、前記各小孔から前記溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に前記集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で前記集電体本体を引き上げることにより前記集電体本体に前記各突起が一体化された集電体を形成することを特徴とする密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法。
【請求項３】
シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所にゴム状板の各突起を当ててマスクしてこれら突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、前記各小孔から前記溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に前記集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で前記集電体本体を引き上げることにより前記集電体本体に前記各突起が一体化された集電体を形成することを特徴とする密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法。
【請求項４】
前記集電体本体を前記各突起に接触させる際に前記集電体本体の他の面を冷却手段で冷却することを特徴とする請求項１，２，３のいずれか１つに記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉形鉛蓄電池用集電体は、鋳型に鉛又は鉛合金を流し込んで形成した厚さ１〜６mm程度の鋳造格子体からなるもの、厚さ１〜２mm程度の鉛又は鉛合金シート若しくはフィルムの所々に切れ目を入れ、これら切れ目を延ばすことにより格子状にしたエキスパンド格子体からなるものであった。
【０００３】
しかしながら、エキスパンド格子体は鋳造格子体に比べると、構造材としての強度が小さく、延び（ｇｒｏｗｔｈ）が問題になるので、一般的に正極板に用いられることは少ない。
【０００４】
以上のような格子状の集電体に、主に一酸化鉛からなるペースト状物質を充填し、その後に熟成，化成工程を経ることによって発電に必要な活物質とした極板を得ることができる。この場合、集電体は、集電機能の他に、活物質保持機能が要求される。
【０００５】
一方、密閉形鉛蓄電池の小形、軽量化を図るには極板の薄型化が必要であるが、鋳造により厚さ１mm以下の格子の製造は非常に困難で、且つ製造工程上扱い難い。
【０００６】
そこで、格子状の集電体の代わりに、図６に示すように、薄いシート状若しくはフィルム状の集電体１ａ，１ｂを用い、この集電体１ａの表面を覆うように正極活物質２ａを配置して正極板３ａを構成し、また集電体１ｂの表面を覆うように負極活物質２ｂを配置して負極板３ｂを構成し、これら正極板３ａと負極板３ｂとをその正極活物質２ａと負極活物質２ｂとが向かい合うようにしてガラス繊維不織布からなる隔離体４を介して対向配置することにより極板群５を構成し、該極板群５をフィルム状若しくはシート状の樹脂からなる電槽６内に収容して密閉形鉛蓄電池を構成することが提案されている（特開平２−６００６８号公報）。
【０００７】
このようにシート状若しくはフィルム状の集電体１ａ，１ｂを用いると、密閉形鉛蓄電池の小形、軽量化を図る上で有利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにシート状若しくはフィルム状の集電体１ａ，１ｂを用いた場合、格子状の集電体を用いた場合に比べ、充放電中に集電体１ａ，１ｂから活物質２ａ，２ｂが剥離し易く、密閉形鉛蓄電池の寿命が短いという問題点がある。これは活物質２ａ，２ｂが充放電中に膨脹，収縮するので、シート状若しくはフィルム状のような平板状の集電体１ａ，１ｂでは、活物質２ａ，２ｂの膨脹，収縮時の動きを抑える作用がないためである。
【０００９】
本発明の目的は、シート状若しくはフィルム状をしていても活物質の剥離を防止できる密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、前記各小孔から前記溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上にシート状若しくはフィルム状の集電体本体を接触させ、かかる状態で前記集電体本体を引き上げることにより前記集電体本体に前記各突起が一体化された集電体を形成することを特徴とする。
請求項２に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、前記各小孔から前記溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に前記集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で前記集電体本体を引き上げることにより前記集電体本体に前記各突起が一体化された集電体を形成することを特徴とする。
請求項３に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所にゴム状板の各突起を当ててマスクしてこれら突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、前記各小孔から前記溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に前記集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で前記集電体本体を引き上げることにより前記集電体本体に前記各突起が一体化された集電体を形成することを特徴とする。
請求項４に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、請求項１，２，３のいずれか１つにおいて、前記集電体本体を前記各突起に接触させる際に前記集電体本体の他の面を冷却手段で冷却することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
請求項１に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上にシート状若しくはフィルム状の集電体本体を接触させ、かかる状態で集電体本体を引き上げることにより該集電体本体に各突起が一体化された集電体を形成する方法をとるので、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出すことにより、溶融した鉛又は鉛合金は表面張力により球状の形をとり、このため球状の各突起が付いた集電体の形成を容易に行うことができる。
請求項２に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で集電体本体を引き上げることにより該集電体本体に各突起が一体化された集電体を形成する方法をとるので、集電体本体に酸化被膜を設けたところでは溶融した鉛又は鉛合金の濡れ性が悪くなり、このため表面張力で球状をなしている溶融状態の各突起を集電体本体に接触させて一体化するときに、これら溶融状態の各突起が平面状に広がってしまうのを防止しつつ、球状の各突起が付いた集電体の形成を容易に行うことができる。
請求項３に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所にゴム状板の各突起を当ててマスクしてこれら突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で集電体本体を引き上げることにより該集電体本体に各突起が一体化された集電体を形成する方法をとるので、集電体本体の突起を設ける各予定箇所にゴム状板の各突起を当てつつ該集電体本体の他の表面に酸化被膜を形成ことにより、突起を設ける各予定箇所に酸化被膜が形成されるのを防止でき、このため表面張力で球状をなしている溶融状態の各突起を集電体本体に接触させて一体化するときに、これら溶融状態の各突起が平面状に広がってしまうのを防止しつつ、突起を設ける各予定箇所に確実に球状の各突起を一体化させて、球状の突起が付いた集電体の形成を容易に行うことができる。
請求項４に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法では、集電体本体を各突起に接触させる際に該集電体本体の他の面を冷却手段で冷却する方法をとるので、各突起の冷却速度が速くなり、球状の各突起を球状のまま確実に集電体本体と一体化させることができる。
【００１２】
【実施例】
図１は、本発明に係る密閉形鉛蓄電池用集電体７の一実施例を示したものである。
【００１３】
本実施例の密閉形鉛蓄電池用集電体７は、鉛又は鉛合金よりなるシート状若しくはフィルム状の集電体本体８の片側表面の複数箇所に鉛又は鉛合金よりなる突起９が一体に設けられた構造になっている。この場合、各突起９は、図示のようにおおむね球状をしていることが好ましい。
【００１４】
このような密閉形鉛蓄電池用集電体７は、集電体本体８の表面に複数の突起９が設けられているので、これら突起９側で該集電体本体８に配置される活物質の剥離をこれら突起９で抑制することができ、サイクル寿命性能の優れた電池を得ることができる。また、これら突起９は、集電能力の向上にも寄与するので、この面でも電池性能を向上させることができる。
【００１５】
図２は、本発明に係る密閉形鉛蓄電池用極板１０の一実施例を示したものである。
【００１６】
本実施例の密閉形鉛蓄電池用極板１０は、鉛又は鉛合金よりなるシート状若しくはフィルム状の集電体本体８の片側表面の複数箇所に鉛又は鉛合金よりなる突起９が一体に設けられている集電体７に、各突起９が埋没するように活物質１１が配置された構造になっている。この場合も、各突起９は、図示のようにおおむね球状をしていることが好ましい。
【００１７】
このような密閉形鉛蓄電池用極板１０は、集電体本体８の表面に各突起９が一体に設けられている集電体７に、これら突起９が埋没するように活物質１１が配置された構造になっているので、これら突起９で活物質１１の剥離を抑制することができ、サイクル寿命性能の優れた電池を得ることができる。また、これら突起９は、集電能力の向上にも寄与するので、この面でも電池性能を向上させることができる。
【００１８】
図３は、本発明に係る密閉形鉛蓄電池の一実施例を示したものである。
【００１９】
本実施例の密閉形鉛蓄電池は、鉛又は鉛合金よりなるシート状若しくはフィルム状の集電体本体８ａ，８ｂの片側表面の複数箇所に鉛又は鉛合金よりなる突起９ａ，９ｂが一体に設けられている集電体７ａ，７ｂを用い、この集電体７ａに各突起９ａが埋没するように正極活物質１１ａが配置されて正極板１０ａが構成され、また集電体７ｂに各突起９ｂが埋没するように負極活物質１１ｂが配置されて負極板１０ｂが構成され、これら正極板１０ａと負極板１０ｂとがその正極活物質１１ａと負極活物質１１ｂとが向かい合うようにしてガラス繊維不織布からなる隔離体４を介して対向配置されることによりして極板群５が構成され、該極板群５がフィルム状若しくはシート状の樹脂からなる電槽６内に収容された構造になっている。
【００２０】
このような密閉形鉛蓄電池は、集電体本体８ａ，８ｂの表面の複数箇所に突起９ａ，９ｂが一体に設けられている集電体７ａ，７ｂに、これら突起９ａ，９ｂが埋没するように活物質１１ａ，１１ｂが配置された構造になっている極板１０ａ，１０ｂを用いて形成されているので、これら突起９ａ，９ｂで活物質１１ａ，１１ｂの剥離を抑制することができ、サイクル寿命性能の優れた電池を得ることができる。また、これら突起９ａ，９ｂは、集電能力の向上にも寄与するので、この面でも電池性能を向上させることができる。
【００２１】
次に、本発明に係る密閉形鉛蓄電池の構造の一例を図３を参照してより具体的に説明する。
【００２２】
集電体本体８ａ，８ｂは、Ｐｂ−Ｓｎ合金からなる厚さ 200μｍ、縦 140mm，横66mmのシート状のもので、その表面にＰｂ−Ｓｎ合金からなる直径約１mmの球状の突起９ａ，９ｂを一定間隔で32個設けて集電体７ａ，７ｂを構成している。集電体７ａには各突起９ａが埋め込まれるように正極活物質１１ａが充填されて正極板１０ａが構成されている。また、集電体７ｂには各突起９ｂが埋め込まれるように負極活物質１１ｂが充填されて負極板１０ｂが構成されている。これら正極板１０ａと負極板１０ｂとは、ガラス繊維不織布からなる隔離体４を介して正極活物質１１ａと負極活物質１１ｂとが向かい合うように配置されて極板群５が構成され、該極板群５がフィルム状若しくはシート状の樹脂からなる電槽６内に収容されて２Ｖ，３Ａｈの密閉形鉛蓄電池が構成されている。この密閉形鉛蓄電池を本発明品と称する。
【００２３】
この本発明品と、図６に示すような表面に突起を設けてない従来の集電体１ａ，１ｂを用いた密閉形鉛蓄電池（これを従来品と称する。）とのサイクル寿命試験を行った。
【００２４】
図４は、そのサイクル寿命試験結果を示したものである。試験条件は、１ＣＡの定電流で、1.6 Ｖ／セルまで放置し、その後制限電流0.6 ＣＡ，2.5 Ｖ／セルの定電圧で3.5 ｈ充電を行うパターンを１サイクルとした。該図に示したとおり、本発明品のサイクル寿命性能が従来品に比べ良くなっているのがわかる。従来品が寿命になった時点で本発明品と共に解体し、正極板断面を観察してみると、本発明品の場合は集電体から活物質の剥離が従来品に対し10％以下に抑えられていた。
【００２５】
図５は、本発明に係る密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法を示したものである。まず、溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２を容器１３に入れる。該容器１３は一方側の平坦な上面板１４に、集電体本体８に設ける突起９の数と同じだけの数の小孔１５を設ける。この容器１０の他方には、絞り部１６を介して上向きの筒状の加圧部１７を設ける。この筒状の加圧部１７の上向き開口部にはピストンよりなる加圧手段１８を設ける。
【００２６】
かかる構造で、加圧手段１８により溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２に圧力をかけ、各小孔１５から溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２を上面板１４の表面に押し出すと、溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２は表面張力によりそれぞれおおむね球状の突起９となる。
【００２７】
次に、これら突起９の上に集電体本体８を接触させ、加圧手段１８で容器１３内の溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２に圧力をかけながら集電体本体８を上方に引き上げることにより集電体本体８上に突起９を一体に形成する。
【００２８】
しかし、ただ単に溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２の突起９を集電体本体８に接触した場合、溶融状態のＰｂ−Ｓｎ合金１２の突起９が集電体本体８の表面に濡れ広がって球状とはならない。
【００２９】
そこで、次のような手段をとることにより、集電体本体８の表面に球状の突起９を形成させる。まず、集電体本体８の突起９が設けられる各予定箇所の表面をマスクして、例えば突起を有するゴム状板を集電体本体８に当て、その後高温，高湿度雰囲気に集電体本体８を放置する。これにより集電体本体８の突起９を設ける予定箇所以外の表面に酸化被膜が形成されて、突起９を設ける際の溶融したＰｂ−Ｓｎ合金１２の濡れ性が悪くなり、突起９を設ける予定箇所のみは濡れ性が良いため、その部分に球状の突起９を確実に設けることができる。
【００３０】
また、集電体本体８の突起９を設けない方の面に冷却板よりなる冷却手段１９を当てることにより冷却速度を速め、球状のまま突起９を凝固させる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法によれば、下記のような優れた効果を得ることができる。
【００３２】
請求項１に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上にシート状若しくはフィルム状の集電体本体を接触させ、かかる状態で集電体本体を引き上げることにより該集電体本体に各突起が一体化された集電体を形成する方法をとるので、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出すことにより、溶融した鉛又は鉛合金は表面張力により球状の形をとり、このため球状の各突起が付いた集電体の形成を容易に行うことができる。
請求項２に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で集電体本体を引き上げることにより該集電体本体に各突起が一体化された集電体を形成する方法をとるので、集電体本体に酸化被膜を設けたところでは溶融した鉛又は鉛合金の濡れ性が悪くなり、このため表面張力で球状をなしている溶融状態の各突起を集電体本体に接触させて一体化するときに、これら溶融状態の各突起が平面状に広がってしまうのを防止しつつ、球状の各突起が付いた集電体の形成を容易に行うことができる。
請求項３に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法は、シート状若しくはフィルム状の集電体本体の突起を設ける予定箇所にゴム状板の各突起を当ててマスクしてこれら突起を設ける予定箇所以外の表面に予め酸化被膜を形成し、上部に複数個の小孔を有する容器の中に溶融した鉛又は鉛合金を入れ、各小孔から溶融した鉛又は鉛合金を押し出して突起をそれぞれ形成し、これら突起の上に集電体本体をその各突起を設ける予定箇所を対応させて接触させ、かかる状態で集電体本体を引き上げることにより該集電体本体に各突起が一体化された集電体を形成する方法をとるので、集電体本体の突起を設ける各予定箇所にゴム状板の各突起を当てつつ該集電体本体の他の表面に酸化被膜を形成ことにより、突起を設ける各予定箇所に酸化被膜が形成されるのを防止でき、このため表面張力で球状をなしている溶融状態の各突起を集電体本体に接触させて一体化するときに、これら溶融状態の各突起が平面状に広がってしまうのを防止しつつ、突起を設ける各予定箇所に確実に球状の各突起を一体化させて、球状の突起が付いた集電体の形成を容易に行うことができる。
請求項４に記載の密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法では、集電体本体を各突起に接触させる際に該集電体本体の他の面を冷却手段で冷却する方法をとるので、各突起の冷却速度が速くなり、球状の各突起を球状のまま確実に集電体本体と一体化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る密閉形鉛蓄電池用集電体の一実施例を示した横断面図である。
【図２】  本発明に係る密閉形鉛蓄電池用極板の一実施例を示した横断面図である。
【図３】  本発明に係る密閉形鉛蓄電池の一実施例を示した横断面図である。
【図４】  本発明に係る密閉形鉛蓄電池と従来の密閉形鉛蓄電池とのサイクル寿命特性の比較図である。
【図５】  本発明に係る密閉形鉛蓄電池用集電体の製造方法を示した横断面図である。
【図６】  従来の密閉形鉛蓄電池の横断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  集電体
２ａ  正極活物質
２ｂ  負極活物質
３ａ  正極板
３ｂ  負極板
４  隔離体
５  極板群
６  電槽
７，７ａ，７ｂ  集電体
８，８ａ，８ｂ  集電体本体
９，９ａ，９ｂ  突起
１０  密閉形鉛蓄電池用極板
１１  活物質
１１ａ  正極活物質
１１ｂ  負極活物質
１２  Ｐｂ−Ｓｎ合金
１３  容器
１４  上面板
１５  小孔
１６  絞り部
１７  加圧部
１８  加圧手段
１９  冷却手段
【図１】
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【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】
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