(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する。【解決手段】正極板２１、負極板２２及びセパレータ２３からなる電極群２及び電極群２を収容する電槽を有する鉛蓄電池において、電極群２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Ｓが形成されており、沈殿物収容空間Ｓに沈殿物を固定する沈殿物固定部５が設けられている。沈殿物固定部によって、沈殿物固定部に沈殿物が電着され、又は沈殿物同士が結合し粒径が大きくなる。電槽内で沈殿物が舞い上がりにくくなり、あるい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。電槽内で生じた沈殿物がストラップまた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できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板、負極板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前記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沈殿物を固定する沈殿物固定部が設けられている鉛蓄電池。
【請求項２】
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沈殿物収容空間が形成されている請求項１記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記負極板に形成された足部が、前記沈殿物収容空間内に延びることで前記沈殿物固定部が構成されている請求項１又は２記載の鉛蓄電池。
【請求項４】
前記電極群の下面に前記負極板及び前記正極板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３記載の鉛蓄電池。
【請求項５】
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、前記負極板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４記載の鉛蓄電池。
【請求項６】
前記挿通部が、前記負極板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５記載の鉛蓄電池。
【請求項７】
前記短絡防止部材が、前記正極板それぞれの下面を被覆する複数の正極板被覆部と、それら複数の正極板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板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５記載の鉛蓄電池。
【請求項８】
前記セパレータが、前記正極板を収容する袋状セパレータである請求項３記載の鉛蓄電池。
【請求項９】
前記セパレータが、前記負極板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板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、前記沈殿物固定部となる請求項３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、正極板、負極板及びセパレータからなる電極群が収納された電槽内部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沈殿物を固定する沈殿物固定部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沈殿物収容空間を形成し、当該沈殿物収容空間に沈殿物固定部を設けているので、電極群の下面及び電槽の底面の間で沈殿物を固定することができる。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】
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沈殿物収容空間が形成さ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、沈殿物の舞い上がりを抑えることができる。
【００１１】
前記負極板に形成された足部が、前記沈殿物収容空間内に延びることで前記沈殿物固定部が構成されていることが望ましい。これにより、負極板の足部を延ばすだけで良く、沈殿物固定部を簡単な構成により実現することができる。また、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。
【００１２】
前記電極群の下面に前記負極板及び前記正極板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。負極板の足部を延ばすことによって、当該足部がセパレータにより覆われない構成となり、当該足部に電着された沈殿物が正極板と接触して短絡を起こしてしまう恐れがある。このとき、セパレータとは別に短絡防止部材を設けることによって、負極板の足部及び正極板の短絡を防止することができる。
【００１３】
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、前記負極板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板の足部を挿通させるだけで、負極板の足部及び正極板の短絡を防止することができる。
【００１４】
前記挿通部が、前記負極板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。
【００１５】
前記短絡防止部材が、前記正極板それぞれの下面を被覆する複数の正極板被覆部と、それら複数の正極板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板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板被覆部の間により挿通部が形成されているため、負極板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。
【００１６】
前記セパレータが、前記正極板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、負極板の足部及び正極板の短絡を防止することができる。
【００１７】
また、前記セパレータが、前記負極板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板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、前記沈殿物固定部となることが望ましい。これならば、負極板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、正極板から脱落した活物質を沈殿物収容空間に沈殿させて、負極板の足部により固定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成した本発明によれば、沈殿物固定部を設けることによって、当該沈殿物固定部に沈殿物が電着され、又は沈殿物同士が結合させて粒径を大きくなるので、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】
【００１９】
【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】短絡防止部材の変形例を模式的に示す底面図。
【図６】短絡防止部材のその他の変形例を模式的に示す底面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
本実施形態の鉛蓄電池１は、例えば自動車に搭載される鉛蓄電池に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。なお、電極群の上部には、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また、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いる。そして、この電極群２の下面２ａから延出した負極板２２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内に位置するように構成されている。なお、足部２２１の先端は、電槽３の底面３ａに接触するように構成しても良いし、近接するように構成しても良い。
【００２５】
この負極板２２の足部２２１が、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５として機能する。この沈殿物固定部５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５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。このように足部２２１を沈殿物収容空間Ｓまで延ばす構成とするだけで良く、沈殿物固定部５を簡単な構成により実現することができる。
【００２６】
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が形成されており、それら２つの足部２２１それぞれが沈殿物収容空間Ｓ内に位置するように構成されている。つまり、本実施形態の各負極板２２は、２つの沈殿物固定部５を有する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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（沈殿物固定部５）により還元されて、足部２２１（沈殿物固定部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。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３１】
例えば、短絡防止部材６の構成は、前記実施形態に限られず、図５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板被覆部６０１と、それら複数の正極板被覆部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５に示すものは、連結部６０２が、複数の正極板被覆部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板被覆部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。
【００３２】
また、短絡防止部材６の構成は、図５に限られず、図６（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６（Ｂ）に示すように、正極板被覆部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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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が沈殿物固定部５となる。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、負極板２２の足部２２１により固定することができる。
【００３６】
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】
【００３７】
１００・・・鉛蓄電池
２１・・・正極板
２２・・・負極板
２３・・・セパレータ
２・・・電極群
３・・・電槽
２ａ・・・下面
３ａ・・・底面
Ｓ・・・沈殿物収容空間
５・・・沈殿物固定部
４・・・鞍
２２１・・・足部
２２ａ・・・下辺
６・・・短絡防止部材
６１・・・挿通部
６０１・・・正極板被覆部
６０２・・・連結部
【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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