(57)【要約】      （修正有）【課題】電槽内で生じた沈殿物がストラップ又は電極群の上部に堆積しにくくした鉛蓄電池を提供する。【解決手段】電極群２の下面２ａ及び電槽３の底面３ａの間の沈殿物収容空間に、負極２２が接触又は接続される導電性部材５が設けられている。結果、沈殿物が上部に舞い上がることを防止し、しいては電極群の上部、或いは負極板又は正極板を集電するためのストラップに堆積することを防止し、短絡の原因を取り除ける。【選択図】図１
2014164816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極及びセパレータからなる電極群及び当該電極群を収容する電槽を有する鉛蓄電池において、
前記電極群の下面及び電槽の底面の間に、前記負極が接触又は接続される導電性部材が設けられている鉛蓄電池。
【請求項２】
前記負極の下部に足部が設けられており、当該足部が前記導電性部材に接触又は接続される請求項１記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記導電性部材が、前記電槽の底面に設けられた導電性シートである請求項１又は２記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記導電性部材が、前記電槽の底面及び内側側面に設けられた導電性シートである請求項１又は２記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
前記電槽の底面に前記電極群が載置される鞍又はリブが設けられており、
前記鞍又は前記リブによって、前記電極群の下面及び電槽の底面の間に沈殿物を収容する沈殿物収容空間が形成されており、
前記沈殿物収容空間に前記導電性部材が設けられている請求項１乃至４の何れかに記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記電極群の下面に、前記負極及び前記正極の短絡を防止する短絡防止部材が設けられている請求項１乃至５の何れかに記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記負極の足部の根元部分が絶縁体によって被覆されており、前記足部の先端部分が露出して前記導電性部材に接触又は接続される請求項１乃至５の何れかに記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記短絡防止部材が、前記電極群の下面と前記鞍又は前記リブとの間に設けられており、前記負極の足部が挿通される挿通部が形成された絶縁板である請求項６記載の鉛蓄電池。
【請求項９】
前記挿通部が、前記負極の足部それぞれに対向して設けられた貫通孔である請求項８記載の鉛蓄電池。
【請求項１０】
前記短絡防止部材が、前記正極それぞれの下面を被覆する複数の正極被覆部と、それら複数の正極被覆部を連結して前記電極群の積層方向に沿って延びる連結部とを有し、
互いに隣接する正極被覆部により形成される隙間によって前記挿通部が形成されている請求項８記載の鉛蓄電池。
【請求項１１】
前記セパレータが、前記正極を収容する袋状セパレータである請求項１乃至５の何れかに記載の鉛蓄電池。
【請求項１２】
前記セパレータが、前記負極を収容する袋状セパレータであり、
前記セパレータの下辺に前記負極の足部を挿通する挿通孔が形成されており、
前記挿入孔から延出した前記足部が、前記導電性部材に接触又は接続される請求項１乃至５の何れかに記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、充放電を繰り返すことによって、正極板又は負極板から活物質が脱落して、電槽内部に沈殿物（セジメント）が発生する。この沈殿物は、充電の際に発生するガス又は使用中の振動により、上部に舞い上がり、電極群の上部、或いは負極板又は正極板を集電するためのストラップに堆積して、短絡の原因となってしまう。
【０００３】
ここで、特許文献１に示すように、電極群の外側に負極板と電気的に接続された脱落活物質捕捉用の電極部材を設け、当該電極部材により、電解液中に沈殿した活物質等の沈殿物を捕捉するものが考えられている。
【０００４】
しかしながら、前記電極部材は、電極群の積層方向外側において電槽の内側面に対向して配置されており、一方で、沈殿物は電槽の底面に沈殿するため、前記電極部材では、沈殿物の捕捉効果を十分に得ることが難しい。このため、電槽の底面に沈殿した沈殿物が、充電の際に発生するガス又は使用中の振動により舞い上がり、電極群の上部又はストラップに堆積してしまうことを十分に抑制することが難しいという問題がある。
【０００５】
また、前記電極部材は、電極群の積層方向外側に設けられており、その厚み分を考慮して、電極群を構成する正極板及び負極板の枚数や厚み、或いは、電槽のサイズを変更する必要があるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１３００３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、電槽内で生じた沈殿物が電極群の上部又はストラップに堆積しにくくすることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る鉛蓄電池は、正極、負極及びセパレータからなる電極群及び当該電極群を収容する電槽を有する鉛蓄電池において、前記電極群の下面及び電槽の底面の間に、前記負極が接触又は接続される導電性部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、沈殿物が沈殿して溜まる部分に導電性部材を設けて負極を接触又は接続し、当該導電性部材を負極と同電位となるように構成しているので、正極又は負極から脱落した活物質等の沈殿物を還元して導電性部材に固定することができ、或いは、沈殿物同士を結合させてその粒径を大きくすることができる。これにより、充電の際に発生するガス又は使用中の振動により沈殿物が電槽上部に舞い上がり難くすることができ、又はその舞い上がる沈殿物の量を低減することができる。したがって、電槽内部における短絡を防止することができる。
【００１０】
負極を導電性部材に接触又は接続させる具体的な構成としては、前記負極の下部に足部が設けられており、当該足部が前記導電性部材に接触又は接続されることが望ましい。これならば、従来の負極が有する足部の構成を活かして導電性部材を負極と同電位とすることができる。また、負極の足部を沈殿物固定部として機能させることができる。つまり、充電時の負極板の足部において生じる還元反応によって、沈殿物が還元されて負極板の足部により構成された沈殿物固定部に電着されるか、又は沈殿物が結合してその粒径が大きくなるため、舞い上がりにくくすることができる。
【００１１】
前記導電性部材が、前記電槽の底面に設けられた導電性シートであることが望ましい。特に導電性シートが電槽の底面の略全体に設けられていることが望ましい。このように電槽の底面に導電性シートを設けているので、上部から沈殿した沈殿物を効率良く固定することができる。
【００１２】
前記導電性部材が、前記電槽の底面及び内側面に設けられた導電性シートであることが望ましい。このように電槽の底面及び内側面に導電性シートを設けているので、上部から沈殿した沈殿物を効率良く固定することができるとともに、導電性シートの面積を大きくすることができる。
【００１３】
前記電極群の下面に前記負極及び前記正極の短絡を防止する短絡防止部材が設けられていることが望ましい。これならば、負極の足部に電着された沈殿物が正極と接触して生じる短絡を防止することができる。
【００１４】
前記負極の足部の根元部分が絶縁体によって被覆されており、前記足部の先端部分が露出して前記導電性部材に接触又は接続されることが望ましい。これならば、前記短絡防止部材を設けることなく、負極の足部に電着された沈殿物が正極と接触して生じる短絡を防止することができる。
【００１５】
前記電槽の底面に前記電極群が載置される鞍又はリブが設けられており、前記鞍又は前記リブによって、前記電極群の下面及び電槽の底面の間に沈殿物を収容する沈殿物収容空間が形成されており、前記沈殿物収容空間に前記導電性部材が設けられていることが望ましい。これにより、鞍又はリブが設けられる従来の鉛蓄電池の構成を活かして、沈殿物収容空間を形成し、当該沈殿物収容空間に導電性部材を配置しているので、導電性部材を配置する構成を簡便としつつ、沈殿物の舞い上がりを抑えることができる。
【００１６】
前記短絡防止部材が、前記電極群の下面と前記鞍又は前記リブとの間に設けられており、前記負極の足部が挿通される挿通部が形成された絶縁板であることが望ましい。これならば、短絡防止部材の挿通部に負極の足部を挿通させるだけで、負極の足部及び正極の間の短絡を防止することができる。
【００１７】
前記挿通部が、前記負極の足部それぞれに対向して設けられた貫通孔であることが望ましい。これならば、電極群の下面における足部以外の部分は、短絡防止部材である絶縁板により覆われることになるため、短絡をより一層防止することができる。但し、電槽上部から下部に沈殿する沈殿物を沈殿物収容空間に到達させるために、前記貫通孔の開口サイズは、前記足部の基端部の断面サイズよりも、短絡防止機能が発揮される程度に大きくする必要がある。
【００１８】
前記短絡防止部材が、前記正極それぞれの下面を被覆する複数の正極被覆部と、それら複数の正極被覆部を連結して前記電極群の積層方向に沿って延びる連結部とを有し、互いに隣接する正極被覆部により形成される隙間によって前記挿通部が形成されていることが望ましい。これならば、互いに隣接する正極被覆部の間により挿通部が形成されているため、負極の足部の挿入が容易となり、組み立て作業の作業性を向上させることができる。一方、前記貫通孔により挿通部が形成されている場合には、各貫通孔に各足部を挿入させる必要があり、この作業が面倒である。
【００１９】
前記セパレータが、前記正極を収容する袋状セパレータであることが望ましい。これならば、前記短絡防止部材を設けることなく、負極の足部及び正極の間の短絡を防止することができる。
【００２０】
また、前記セパレータが、前記負極を収容する袋状セパレータであり、前記セパレータの下辺に前記負極の足部を挿通する挿通孔が形成されており、前記挿通孔から延出した前記足部が、前記導電性部材に接触又は接続されることが望ましい。これならば、負極から脱落する活物質をセパレータ内に捕捉することができるとともに、正極から脱落した活物質を沈殿物収容空間に沈殿させて、導電性部材により固定することができる。
【発明の効果】
【００２１】
このように構成した本発明によれば、導電性部材を負極に接触又は接続させることによって、当該導電性部材に沈殿物が電着され、又は沈殿物同士を結合させて粒径を大きくできるので、電槽内で沈殿物が舞い上がりにくくし又は電槽内で舞い上がる沈殿物の量を低減することができる。したがって、電槽内で生じた沈殿物がストラップ又は電極群の上部に堆積しにくくなり、電槽内部における短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の鉛蓄電池の構成を模式的に示す断面図。
【図２】同実施形態の電極群下部の具体的な構成を模式的に示す断面図。
【図３】同実施形態の負極板の平面図。
【図４】同実施形態の短絡防止部材の具体的な構成を模式的に示す底面図。
【図５】導電性部材の変形例を模式的に示す断面図。
【図６】短絡防止部材の変形例を模式的に示す底面図。
【図７】短絡防止部材のその他の変形例を模式的に示す底面図。
【図８】負極板の足部に絶縁体を設けた変形例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明に係る鉛蓄電池の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態の鉛蓄電池１は、例えば自動車に搭載されて用いられるものであり、図１に示すように、正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３からなる電極群２と、当該電極群２を収納する電槽３と、当該電槽３内において電極群２を浸漬する電解液（不図示）とを備える液式鉛蓄電池である。なお、電極群２の上部には、正極板２１を集電する正極ストラップ２４及び負極板２２を集電する負極ストラップ２５が設けられている。
【００２５】
そして、この鉛蓄電池１においては、図１及び図２に示すように、電極群２の下面２ａ及び電槽３の底面３ａの間に、正極板２１又は負極板２２から脱落した活物質等の鉛化合物からなる沈殿物（セジメント）を収容する沈殿物収容空間Ｓが形成されている。
【００２６】
本実施形態の沈殿物収容空間Ｓは、電槽３の底面３ａに設けられた鞍４により形成されている。この鞍４は、その上端面４ａに前記電極群２が載置される枠形状をなすものであり、その内部に沈殿物収容空間Ｓを形成するものである。これにより、鞍４が設けられる従来の鉛蓄電池の構成を活かして、沈殿物収容空間Ｓを構成することができる。
【００２７】
また、前記沈殿物収容空間Ｓには、沈殿物固定用の導電性部材５が設けられている。この導電性部材５は、前記負極板２２が直接接触することにより、負極板２２と同電位となる。これにより、鉛蓄電池１の充電時に導電性部材５において還元反応が生じ、沈殿物が還元されて導電性部材５に電着され、或いは、沈殿物同士の結合が促進されて沈殿物の粒径が大きくなる。
【００２８】
具体的に導電性部材５は、電槽３の底面３ａに設けられた導電性シートである。つまり、この導電性シート５は、前記鞍４の下面及び電槽３の底面３ａの間に設けられている。また、導電性シート５は、電槽３の底面３ａの略全体に敷き設けられており、電槽３の底面３ａと略同一形状の平面視略矩形状をなすものである。さらに、導電性シート５は、鉛又は鉛合金製のものである。その他、導電性カーボン等からなる導電性シートを用いても良い。
【００２９】
そして、この導電性シート５には、負極板２２に設けられた足部２２１が直接接触するように構成されている。具体的には、電極群２は、その下面２ａから、負極板２２の足部２２１が延出する構成とされており、この足部２２１が、前記鞍４の上端面４ａよりも下側（電槽３の底面３ａ側）に延出して、沈殿物収容空間Ｓの下面に位置する導電性シート５に接触する。本実施形態では、足部２２１の下面が導電性シート５に接触するように構成している。なお、複数の負極板２２の足部２２１の全てが１枚の導電性シート５に接触する必要はなく、少なくとも１つの足部２２１が１枚の導電性シート５に接触していれば良い。
【００３０】
また、負極板２２の足部２２１は、前記沈殿物収容空間Ｓに沈殿した沈殿物を固定する沈殿物固定部２２ｘとして機能する。この沈殿物固定部２２ｘは、鉛蓄電池１の充電時において還元反応が生じ、沈殿物が還元されて沈殿物固定部２２ｘに電着され、或いは、沈殿物同士の結合を促進して沈殿物の粒径を大きくする機能を発揮する。このように本実施形態では、導電性部材５及び沈殿物固定部２２ｘの両方により、沈殿物を電着するとともに、沈殿物同士の結合を促進して沈殿物の粒径を大きくすることができる。
【００３１】
負極板２２は、特に図３に示すように、その下辺２２ａに左右に２つの足部２２１が設けられており、それら２つの足部２２１それぞれが沈殿物収容空間Ｓ内に位置して導電性部材５に接触するように構成されている。
【００３２】
また、本実施形態の鉛蓄電池１においては、図２及び図４に示すように、電極群２の下面２ａに負極板２２及び正極板２１の短絡を防止する短絡防止部材６が設けられている。
【００３３】
この短絡防止部材６は、電極群２の下面２ａと鞍４の上端面４ａとの間に設けられており、負極板２２の足部２２１が挿通される挿通部６１が形成された絶縁板である。前記挿通部６１は、複数の負極板２２の足部２２１それぞれに対向して設けられた貫通孔により構成されている。なおこの貫通孔の開口サイズは、正極板２１等から脱落した活物質を沈殿物収容空間Ｓに到達させるために、前記足部２２１の基端部の断面サイズよりも、短絡防止機能が発揮される程度に大きくしている。このように構成された短絡防止部材６は、平面視において概略碁盤目状をなすものとなる（図４参照）。この短絡防止部材６は、負極板２２の足部２２１と正極板２１との間に介在することになり、負極板２２の足部２２１に電着された沈殿物が正極板２１に接触して短絡を起こすことを防ぐことができる。
【００３４】
このように構成した本実施形態の鉛蓄電池１によれば、沈殿物収容空間Ｓ内に沈殿した沈殿物が、鉛蓄電池１の充電時において、負極板２２の足部２２１及び当該足部２２１が接触する導電性部材５により還元されて、足部２２１及び導電性部材５に電着されるか、或いは、その粒径が大きくなる。これによって、充電時に発生するガスや使用中の振動により、沈殿物が舞い上がることを抑制して、電極群２の上部に設けられたストラップ又は電極群２の上部に堆積する沈殿物の量を低減することができる。したがって、沈殿物が舞い上がることにより生じる電槽３内部における短絡を防止することができる。
【００３５】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３６】
例えば、前記実施形態では導電性部材５が導電性シートであり、電槽３の底面３ａの略全体を覆うものであったが、底面３ａの一部を覆うものであっても良い。また、導電性シートが電槽３の底面３ａだけでなく、沈殿物収容空間の周囲を囲む内側面を覆うものであっても良い。さらに、電槽３の底面３ａ又は内側面に複数枚の導電性シートを設けたものであっても良い。
【００３７】
また、前記導電性部材５は、平板状をなす導電性シートの他、パンチング等により多数の孔が形成されたものであっても良いし、格子状をなすものであっても良いし、メッシュ状をなすものであっても良い。或いは、導電性部材５が、その表面の面積を大きくすべく、表面にエンボス加工が施される等により凹凸形状を有するものであっても良いし、表面が波形状をなすものであっても良い。
【００３８】
さらに、前記実施形態では、負極板２２の足部２２１が導電性部材５に接触する構成であったが、負極板２２の足部２２１以外の部分、例えば、負極板２２を構成する格子枠骨、格子内骨又は負極活物質が導電性部材５と接触する構成としても良いし、負極板２２の足部２２１等が導電性部材５に溶接等によって接続される構成としても良い。その他、負極板２２及び導電性部材５を、導電性を有する連結部材を介して接触又は接続させるように構成しても良い。
【００３９】
その上、図５（Ａ）に示すように、導電性部材５に、負極板２２の足部２２１が挿入されて嵌る挿入部５１が形成されたものであっても良い。この挿入部５１は、足部２２１の少なくとも側面に接触する凹部又は貫通孔からなり、積層方向に並ぶ複数の足部２２１に共通した１つのものとしても良いし、各足部２２１に対応して形成されたものとしても良い。また、図５（Ｂ）に示すように、導電性部材５の表面に、負極板２２の足部２２１が挿入される導電性を有するコネクタ部材５２を設けたものであっても良い。このコネクタ部材５２も、前記挿入部５１と同様に、足部２２１の少なくとも側面に接触するものであり、積層方向に並ぶ複数の足部２２１に共通した１つのものとしても良いし、各足部２２１に対応して形成されたものとしても良い。
【００４０】
短絡防止部材６の構成は、前記実施形態に限られず、図６に示すように、正極板２１それぞれに対応して設けられ、正極板２１の下面を被覆する複数の正極被覆部６０１と、それら複数の正極被覆部６０１を連結して前記電極群２の積層方向に沿って延びる連結部６０２とを有するものであっても良い。図６に示すものは、連結部６０２が、複数の正極被覆部６０１の一端部を連結して構成された概略櫛状をなすものである。このとき、連結部６０２は、電極群２の下面２ａにおいて、各負極板の２つの足部２２１よりも幅方向一端側に位置する。そして、互いに隣接する正極被覆部６０１により形成される隙間によって挿通部６１が形成されており、その隙間に負極板２２の２つの足部２２１が挿通されることになる。
【００４１】
また、短絡防止部材６の構成は、図６に限られず、図７（Ａ）に示すように、２つの足部２２１の間に連結部６０２が配置される構成であっても良いし、図７（Ｂ）に示すように、正極被覆部６０１の両端部を連結部６０２により連結して構成される概略梯子状をなすものであっても良い。
【００４２】
負極板２２の足部２２１及び正極板２１の短絡を防止するためには、前記短絡防止部材６の他に、次のような構成とすることが考えられる。つまり、図８に示すように、負極板２２の足部２２１における根元部分に絶縁体７を被覆して、足部２２１の先端部分を露出させて、当該露出した部分を導電性部材５に接触又は接続させることが考えられる。前記絶縁体７としては、絶縁性を有する熱収縮チューブを用いて構成したものでも良いし、絶縁性を有する塗料を塗布して構成したものでも良い。
【００４３】
さらに、前記実施形態では、短絡防止部材６を設ける構成であったが、正極板２１又は負極板２２をセパレータ２３で被覆することによって、負極板２２の足部２２１及び正極板２１の短絡を防止するように構成しても良い。
【００４４】
セパレータ２３が正極板２１を収容する袋状セパレータの場合には、従来の袋状セパレータの構成と同一で良い。これならば、短絡防止部材６を設けることなく、負極板２２の足部２２１及び正極板２１の短絡を防止することができる。
【００４５】
一方、セパレータ２３が負極板２２を収容する袋状セパレータの場合には、セパレータ２３の下辺に負極板２２の足部２２１を挿通する挿通孔が形成されたものとする。このような袋状セパレータ２３に負極板２２を収容して、当該セパレータ２３の挿通孔から下部に延出した足部２２１が導電性部材５に接触する。これならば、負極板２２から脱落する活物質をセパレータ２３内に捕捉することができるとともに、正極板２１から脱落した活物質を沈殿物収容空間Ｓに沈殿させて、導電性部材５により固定することができる。
【００４６】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１００・・・鉛蓄電池
２・・・電極群
２ａ・・・電極群下面
２１・・・正極板
２２・・・負極板
２２ａ・・・負極板下辺
２２１・・・足部
２３・・・セパレータ
３・・・電槽
３ａ・・・電槽底面
Ｓ・・・沈殿物収容空間
４・・・鞍
５・・・導電性部材
５１・・・負極板足挿入部
５２・・・導電性コネクタ部材
６・・・短絡防止部材
６１・・・挿通部
６０１・・・正極被覆部
６０２・・・連結部
７・・・絶縁体
【図１】
2014164816.tif 000003
【図２】
2014164816.tif 000004
【図３】
2014164816.tif 000005
【図４】
2014164816.tif 000006
【図５】
2014164816.tif 000007
【図６】
2014164816.tif 000008
【図７】
2014164816.tif 000009
【図８】
2014164816.tif 000010