(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極板下部に少なくとも一対の足を設け、この負極板と正極板およびセパレータから構成される極板群がその内底部に少なくとも一対の鞍を有する電槽に収納され、この極板群は負極板下部に設けた足で鞍上に載置されており、負極板の幅と電槽内寸との差が前記電槽の鞍幅と鞍に載る足の幅との和より小としたことを特徴とする密閉形鉛蓄電池。
【請求項２】
負極板の下部に設けた一対の足のピッチは一対の鞍のピッチより小としたことを特徴とする請求項１に記載の密閉形鉛蓄電池。
【請求項３】
極板群を構成する正極板の下部には一対の足を設け、この足のピッチは負極板に設けた足のピッチより小であるとともに、これら正極板に設けた足のうち、正極板に設けた耳と対角位置にある足が鞍に載置され、他方の足は鞍に載置されていないことを特徴とする請求項１または２に記載の密閉形鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池に関するもので、特にバックアップ用電源として使用される比較的大容量の縦長形状の密閉形鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池は、極板の下部に足と呼ばれる突起を設けて、この足が電槽の内底部に設けられた鞍に載置された構成を有しているものがある。このような構成は自動車用の鉛蓄電池等では一般的である。
【０００３】
また、遊離の電解液を豊富に有する鉛蓄電池は電槽から電解液の漏出を防止する目的で液口栓を上方向とした状態で使用している。
【０００４】
ところが、遊離の電解液を殆ど有しない密閉形鉛蓄電池は、前記のいわゆる正置状態のみならず横置きや斜め置き状態で使用されることがあり、このような場合、極板群や極板群を構成する極板が自重により重力方向へ移動する結果、極板下部の足が鞍からずれ落ちることがあった。また、この足は通常一対で設けられるが、特にその位置が重力方向に対してより下部にある足の方が他方の足に比較して極板群あるいは極板の自重がより一層かかるため、足が鞍上をすべるようにずれ落ちる危険性がある。このような場合、極板群の側面に極板群の自重がかかることによりセパレータが押し潰され正極板と負極板とが短絡しやすい状態に陥るとともに、これにより短寿命となる可能性があることが分かった。
【０００５】
特に大容量の縦長の電池にこのような傾向が顕著である。これは電池の大容量化により極板群自体の自重が増加していること、さらに縦長の電池の場合には極板の幅は１４０ｍｍ程度であって、従来の自動車用電池と余り変わらないにも拘わらず、極板の長さは３００ｍｍ以上にもなることによると考えられる。通常、極板は電槽収納状態では極板上部の極板耳と極板底部の足で電槽との位置が規定される。そして、同極性同士の極板耳が集合溶接され、電槽隔壁あるいは電槽蓋で不可動に固定される一方、極板底部の足は電槽底部の鞍に載置された状態であり、摺動可能である。このような構成では極板の固定端である極板耳を中心にして、回転するように極板底部の足にモーメントがかかり、足が鞍からずれ落ちることとなる。前記したように極板は長さが３００ｍｍ以上と長く、前記したモーメントの固定端から作用端の距離が長い場合、よりこの影響が出やすくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は密閉形鉛蓄電池に関して前記したような横置きあるいは斜め置き状態での極板群の電槽に対する位置ずれを抑制し、このことによるセパレータあるいは極板の変形と、これに起因する短寿命を抑制することによる電池の信頼性を向上させる効果を得ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決するために、負極板に少なくとも一対の足を設け、この負極板と正極板およびセパレータから構成される極板群がその内底部に少なくとも一対の鞍を有する電槽に収納され、その状態で負極板下部の足が鞍に載置された構成を有する密閉形鉛蓄電池において、負極板の幅と電槽内寸との差が鞍の幅と負極板下部の足の幅との和より小とした構成としたものである。また、特に本発明の効果をより顕著にするために負極板下部に設ける足のピッチは鞍のピッチよりも小であることが望ましく、さらに正極板の下部には一対の足を負極板下部に設けた足のピッチより小にして設けるとともに、これら正極板に設けた足のうち、正極板に設けた耳と対角位置にある足が鞍に載置され、他方の足は鞍に載置されない構成とすることが望ましい。
【０００８】
前記した構成とすることにより、大容量の縦長の密閉形鉛蓄電池を横置きあるいは斜め置き状態で使用しても、極板下部に設けた足が鞍からずれ落ちることがなく、これにより極板群の側部、特にセパレータの変形の発生を抑制することにより正極板と負極板との短絡による短寿命を抑制し信頼性の高い電池を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について記載する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における密閉形鉛蓄電池を示す破截断面図である。
【００１１】
幅，長さがそれぞれ１４０ｍｍ，３００ｍｍの正極板１と負極板２をそれぞれ１３枚，１４枚とセパレータ３で極板群４を構成した。正極板１と負極板２の下部にはそれぞれ１５ｍｍ幅の一対の足５ａ，５ｂおよび６ａ，６ｂを設けている。正極板１の下部に設けた足５ａ，５ｂのピッチは５０ｍｍ、負極板２の下部に設けた足６ａ，６ｂのピッチは１００ｍｍとした。電槽７の底部には負極板２の下部に設けた足６ａ，６ｂに対応する一対の５ｍｍ幅の鞍８ａ，８ｂを１１０ｍｍピッチで設けた。正極板１の下部に設けた足５ａ，５ｂのうち、正極耳９の対角位置にある足５ａに対応する鞍１０を電槽底部に設ける一方で、他方の足５ｂには対応する鞍を設けない構成とした。
【００１２】
なお、極板幅に対応する電槽内寸は１５５ｍｍとし、この構成による電池を電池Ａとした。
【００１３】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における密閉形鉛蓄電池を示す破截断面図である。正極板１の下部に一対に設けた足５ａ，５ｂは両方とも鞍１０に載置された構成である他は図１に示した構成と同一である。
【００１４】
上記の実施の形態１および本実施の形態２において、電槽内寸と極板幅との差は１５ｍｍであり、鞍幅５ｍｍとこの鞍に載置される足幅１５ｍｍとの和である２０ｍｍより小である構成であり、この構成の電池を電池Ｂとした。
【００１５】
これらの実施の形態１および２で示した電池Ａおよび電池Ｂの構成により、電池が特に斜め置き状態で設置された場合において、負極板２の下部に設けた一対の足６ａ，６ｂのうち、少なくともより下方に位置する方の足は鞍からずれ落ちることが抑制できるので、極板群自体の自重による極板群、特にセパレータの変形を抑制し、このことによる正極・負極間の短絡発生を抑制できる。
【００１６】
【実施例】
前記した図１および図２に示した本発明の実施の形態１と２による密閉形鉛蓄電池を斜め置き状態とし、電池の過充電試験を行った。なお、比較のためにそれぞれ図３および図４に示した比較例および従来例の構成による密閉形鉛蓄電池も同時にこれらの試験を行った。
【００１７】
図３は比較例の密閉形鉛蓄電池の構成を示す破截断面図である。負極板２の下部に設けた足６ａ，６ｂのピッチを１００ｍｍ、これらの足６ａ，６ｂを載置する鞍８ａ，８ｂのピッチを９０ｍｍとし、図２に示した本発明の実施の形態２において極板下部の足のピッチと鞍のピッチとの大小関係を逆転させた構成である。この比較例の構成の電池を電池Ｃとした。
【００１８】
図４は従来例の密閉形鉛蓄電池の構成を示す破截断面図である。負極板２の下部に設けた足６ａ，６ｂのピッチと、これらの足６ａ，６ｂを載置する鞍８ａ，８ｂのピッチを同一の１００ｍｍとし、足６ａ，６ｂの幅を８ｍｍ、鞍８ａ，８ｂの幅を５ｍｍとした構成とした。この従来例の構成の電池を電池Ｄとした。
【００１９】
これら比較例および従来例とも、電槽内寸および極板幅は本発明例の実施の形態１，２と同一であり、それぞれ１５５ｍｍおよび１４０ｍｍである。ここで、従来例は電槽内寸と極板幅との差は足６ａ，６ｂの幅と鞍８ａ，８ｂの和より大とした構成である。
【００２０】
これらの本発明の実施の形態１，２，比較例および従来例の構成の各電池を、図５に示したように電池１１が水平に対して３０°の角度を為した状態でそれぞれ過充電試験を実施した。過充電試験条件は６０℃雰囲気下で▲１▼２．３Ｖ／セル定電圧充電を３週間、▲２▼０．１ＣＡ放電（放電終止電圧１．８Ｖ／セル）の過充電−放電のサイクルを行った。ここで▲２▼の放電での放電持続時間が試験前の１／２まで低下した時点で電池寿命とし、試験を終了した。この試験での過充電寿命期間を表１に示す。なお、過充電寿命期間は電池Ｄのそれを１００とした指数で示した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１に示したように本発明の電池Ａおよび電池Ｂは比較例の電池Ｃおよび従来例の電池Ｄに比較して電池寿命期間の伸長が認められ、過充電特性が改善されていることが確認できた。
【００２３】
次にこれらの電池Ａ，Ｂ，ＣおよびＤについて前記の試験終了後、各電池の分解調査を行った。その結果、本発明の実施の形態１における電池Ａおよび実施の形態２における電池Ｂについては負極板下部に一対に設けた足はそれぞれ鞍上に載置状態にあった。なお、正極板に過充電による極板の伸びが認められたが、本発明の実施の形態１における電池Ａはすべての方向へほぼ均等な伸びが認められたのに対し、本発明の実施の形態２における電池Ｂについては極板の厚み方向および幅方向への伸びが他の方向に比較して顕著であった。これは電池Ｂにおいては正極板が三点で支持された構成であるため、極板の伸びやすい方向がより選択的になったことによると考えられる。
【００２４】
比較例の電池Ｃについては本発明の実施の形態１における電池Ａおよび実施の形態２における電池Ｂと同様、負極板下部の足はいずれも鞍上に載置状態にあるものの、図６に示したように、これらの足のうち、特に斜め置き状態としたことによって下になる方の足が極板の幅方向の中心へ向かって変形を受けていた。この時の鞍は足のより極板の幅方向へずれた部位で足と接触していた。また、極板群４のうち、正極板１と電槽内壁とが接触状態にあり若干の変形を受けていた。これらのことから、極板群４は重力方向へずれるとともに、正極板１が過充電により伸び、電槽７と接触状態になったと考えられる。
【００２５】
従来例の電池Ｄについては図７に示したように、負極板下部の足は鞍から完全にずれ落ちていたとともに、正極板１，負極板２，セパレータ３ともに電槽７の内壁と接触状態にあり、セパレータ３が押し潰された状態にあって、さらには正極板１が押し潰されたセパレータ３を回り込んで負極板２と短絡状態にあった。この短絡により電池が使用寿命に至ったと考えられる。
【００２６】
また従来例の電池Ｄで発生した正極板と負極板との短絡状態から、正極板の下部に設けた足のうち、正極耳の対角位置の足のみを鞍に載置した構成（電池Ａ）にした方が過充電による正極板の伸びが極板幅方向へ選択的に発生しないので本発明の効果を達成するにはより効果的である。
【００２７】
【発明の効果】
前記のように本発明の鉛蓄電池は大容量，縦長の形状を有するも、横置き、特に斜め置きの状態においても極板下部の足が電槽底部に設けた鞍からずれ落ちることを抑制するとともに、この鞍からずれ落ちることによる極板群、とりわけセパレータの変形を抑制し、この変形部分で発生する正極板と負極板との短絡を抑制することにより短寿命を抑制し、信頼性の高い電池を提供できるものである。
【００２８】
本発明のような据え置きの鉛蓄電池は常時充電されることにより、過充電使用となりやすいが、特にこのような場合において本発明の効果が得られ、工業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電池Ａの構成を示す破截断面図
【図２】本発明の実施の形態２における電池Ｂの構成を示す破截断面図
【図３】比較例における電池Ｃの構成を示す破截断面図
【図４】従来例における電池Ｄの構成を示す破截断面図
【図５】試験状態での電池の設置姿勢を示す説明図
【図６】比較例における電池Ｃの過充電試験終了後の状態を示す要部断面図
【図７】（ａ）従来例における電池Ｄの過充電試験終了後の状態を示す要部断面図
（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ’要部を拡大して示した要部断面図
【符号の説明】
１  正極板
２  負極板
３  セパレータ
４  極板群
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ  足
７  電槽
８ａ，８ｂ，１０  鞍
９  正極耳
１１  電池
【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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【図７】
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