(57)【要約】      （修正有）【課題】集電体の電流分布を均一化することで、集電体の腐食の進行を均一にして、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を抑制して、エネルギー密度を低下させることなく、寿命性能に優れた制御弁式鉛蓄電池を提供する。【解決手段】正極集電体と正極活物質とを有するペースト式正極板を備える制御弁式鉛蓄電池であって、前記正極集電体が、集電耳部４が設けられた第１横枠骨２ａ、第１横枠骨と平行に配置される第２横枠骨２ｂ、及び、第１横枠骨と第２横枠骨の両端部を繋ぐ一対の縦枠骨２ｃからなる枠体と、第１横枠骨から第２横枠骨又は縦枠骨のいずれか一方又は両方に向かって延伸する複数の縦内骨と、一対の縦枠骨３ａの間を繋ぐように配置される複数の横内骨３ｂとを有し、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）との比が、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５である制御弁式鉛畜電池。【選択図】図１
2014239027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体と正極活物質とを有するペースト式正極板を備える制御弁式鉛蓄電池であって、
前記正極集電体が、
集電耳部が設けられた第１横枠骨、前記第１横枠骨と平行に配置される第２横枠骨、及び、前記第１横枠骨と前記第２横枠骨の両端部を繋ぐ一対の縦枠骨からなる枠体と、
前記第１横枠骨から前記第２横枠骨または前記縦枠骨のいずれか一方又は両方に向かって延伸する複数の縦内骨と、
一対の前記縦枠骨の間を繋ぐように配置される複数の横内骨とを有し、
一対の前記縦枠骨及び全ての前記縦内骨の横断面積の和（ｅ）と前記第１横枠骨の横断面積（ｄ）との比が、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５であることを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
【請求項２】
一対の前記縦枠骨及び全ての縦内骨の前記横断面積の平均値（ｃ）と前記第１横枠骨の横断面積（ｄ）との比が、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５であることを特徴とする請求項１記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項３】
前記正極集電体が、鉛合金の冷間圧延シートから打ち抜き加工されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項４】
前記正極集電体の質量（ａ）と前記正極板の活物質質量（ｂ）との比が、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の制御弁式鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御弁式鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されているような病院や工場等の非常用電源装置（ＵＰＳ）に用いられる制御弁式鉛蓄電池は、待機時に比較的低い電圧（例えば約２．２３Ｖ）で常時フロート充電されて満充電状態に維持されている。このような制御弁鉛蓄電池は、その用途から長時間使用に耐えうる寿命性能が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８９５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、長期間フロート使用されていると、鉛蓄電池の正極集電体は常に分極状態にあるため、Ｐｂが酸化されてＰｂＯ２になり、徐々に腐食が進行することで、集電体の導電性の低下や、集電体の伸びによる活物質と格子の密着性の低下を引き起こし、内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積により寿命になる。特に、正極に鋳造集電体を用いた据置鉛蓄電池は、粒界腐食するため集電体の導電性の低下が著しく、寿命性能が悪化する問題があった。
【０００５】
一方、格子強度を高めるため正極集電体の質量を増加させた場合は、体積エネルギー密度や重量エネルギー密度が低下する問題が生じる。また、正極板の質量を変えずに集電体質量のみを増加させた場合は、正極集電体に充填される正極活物質量が減少するので活物質の利用率が高くなり、停電や保守点検等で放電されると、放電深度が深くなり活物質の劣化が進行しやすくなる。その結果、内部抵抗の増大を招き、鉛蓄電池の寿命性能を低下させるという問題も生じる。
【０００６】
本願発明は上記問題を解決することを目的としてなされたものであって、集電体の電流分布を均一化することで、集電体の腐食の進行を均一にして、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を抑制して、エネルギー密度を低下させることなく寿命性能に優れた制御弁式鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御弁式鉛蓄電池は、正極集電体と正極活物質とを有するペースト式正極板を備える制御弁式鉛蓄電池であって、前記正極集電体が、集電耳部が設けられた第１横枠骨、前記第１横枠骨と平行に配置される第２横枠骨、及び、前記第１横枠骨と前記第２横枠骨の両端部を繋ぐ一対の縦枠骨からなる枠体と、前記第１横枠骨から前記第２横枠骨または前記縦枠骨のいずれか一方又は両方に向かって延伸する複数の縦内骨と、一対の前記縦枠骨の間を繋ぐように配置される複数の横内骨とを有し、一対の前記縦枠骨及び全ての前記縦内骨の横断面積の和（ｅ）と前記第１横枠骨の横断面積（ｄ）との比が、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５であることを特徴とする。
【０００８】
ここで、正極集電体質量が一定の場合、正極集電体質量は集電体を形成する縦枠骨、横枠骨、縦内骨及び横内骨の質量から決定されるので、縦枠骨及び縦内骨の断面積が増加して質量が増加することは、横内骨又は横枠骨の質量が減少することとなり、逆に横枠骨及び横内骨の断面積が増加して質量が増加することは、縦枠骨又は縦内骨の質量が減少することとなる。
また、枠骨や内骨の太さが一定の場合に質量が減少することは、本数が減少することとなり、一方、枠骨や内骨の本数が一定の場合に質量が減少することは、枠骨や内骨の太さが細くなることとなる。
【０００９】
一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比が、（ｅ）／（ｄ）＜０．１５の場合、縦枠骨の間に配置される縦内骨の本数が減少するか又は縦枠骨及び縦内骨の太さが減少して、格子強度が低下し、活物質保持性能が低下したり電流分布が不均一となる。しかし、本発明の制御弁式鉛蓄電池では、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）、より好ましくは、０．０１８≦（ｅ）／（ｄ）となるように正極集電体を構成するので、縦内骨の本数の減少、又は縦枠骨及び縦内骨の太さの減少による活物質保持性能の低下、及び、電流分布の不均一を防ぐことができる。
【００１０】
また、（ｅ）／（ｄ）＞０．２５の場合、横内骨の本数が減少する、あるいは横枠骨及び横内骨が細くなり強度が低下して、活物質保持性能の低下や電流分布が不均一になる問題が生じるが、本発明の制御弁式鉛蓄電池では、（ｅ）／（ｄ）≦０．２５となるように正極集電体を構成するので、横内骨の本数の減少、又は横枠骨及び横内骨の太さの減少による活物質保持性能の低下、及び、電流分布の不均一を防止することができる。
【００１１】
さらに本発明の制御弁式鉛蓄電池は、一対の前記縦枠骨及び全ての縦内骨の前記横断面積の平均値（ｃ）と前記第１横枠骨の横断面積（ｄ）との比が、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５であることを特徴とする。
【００１２】
一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の平均値（ｃ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比が、（ｃ）／（ｄ）＜０．０１５の場合、縦枠骨又は縦内骨の格子強度が低下して腐食の影響を受けやすくなり、内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積により寿命性能が悪化するが、本発明の制御弁式鉛蓄電池は、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）、より好ましくは、０．０２０≦（ｃ）／（ｄ）となるように正極集電体を構成するので、縦内骨の格子腐食に起因する内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を防ぐことができる。
【００１３】
また、（ｃ）／（ｄ）＞０．０２５の場合、縦枠骨の間に配置される縦内骨の本数が減少して、活物質保持性能が低下したり電流分布が不均一となるが、本発明の制御弁式鉛蓄電池では、（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５となるように正極集電体を構成するので、活物質保持性能の低下、及び、電流分布の不均一を防ぐことができる。
【００１４】
さらに本発明の制御弁式鉛蓄電池は、前記正極集電体が、鉛合金の冷間圧延シートから打ち抜き加工されたものであることが好ましい。
【００１５】
正極集電体を製造する方法としては、鋳造法や打ち抜き法が挙げられるが、鉛合金の冷間圧延シートから打ち抜き法により正極集電体を製造することで、粒界腐食を防ぐとともに、層状に均一に腐食が進行するので、導電性の低下を防いで寿命性能を向上することができる。
【００１６】
加えて本発明の制御弁式鉛蓄電池は、前記正極集電体の質量（ａ）と前記正極板の活物質質量（ｂ）との比が、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５であることを特徴とする。
【００１７】
正極集電体の質量（ａ）と正極板の活物質質量（ｂ）との比が、（ａ）／（ｂ）＜０．８５の場合、正極集電体の質量が小さいので、格子腐食に伴う内部抵抗の増加や硫酸鉛の蓄積により寿命性能が悪化するが、本発明の制御弁式鉛蓄電池は、０．８５≦（ａ）／（ｂ）、好ましくは０．９≦（ａ）／（ｂ）となるように正極板を構成するので、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を防止することができる。
【００１８】
また、（ａ）／（ｂ）＞１．１５の場合、集電体質量のみを増加させると、正極集電体に充填される正極活物質量が減少するので活物質の利用率が高くなり、停電や保守点検時に深放電されることによる活物質の劣化が進行しやすくなるが、本発明の制御弁式鉛蓄電池は、（ａ）／（ｂ）≦１．１５、好ましくは（ａ）／（ｂ）≦１．１となるように正極板を構成するので、上記活物質の劣化を防いで、寿命性能を高めることができる。
なお、本明細書において、活物質は極板から集電体を除いたものであり、添加剤、導電剤、補強材など主成分以外の物を含めるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、集電体の電流分布を均一化することで、集電体の腐食の進行を均一にして、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を抑制することができる。そのため、エネルギー密度を低下させることなく、寿命性能に優れた制御弁式鉛蓄電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明における正極格子体の一実施形態を示す模式図。
【図２】本発明における正極格子体の他の実施形態を示す模式図。
【図３】本発明の制御弁式鉛蓄電池、及び、比較のための制御弁式鉛蓄電池において、正極格子体の質量（ａ）と正極板の活物質質量（ｂ）との比を推移させたときの寿命年数を示すグラフ。
【図４】本発明の制御弁式鉛蓄電池と、比較のための制御弁式鉛蓄電池との正極格子の伸びを対比したグラフ。
【図５】本発明の制御弁式鉛蓄電池と、比較のための制御弁式鉛蓄電池との正極硫酸鉛蓄積度を対比したグラフ。
【図６】本発明の制御弁式鉛蓄電池、及び、比較のための制御弁式鉛蓄電池において、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の平均値（ｃ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）との比を推移させたときの寿命年数を示すグラフ。
【図７】本発明の制御弁式鉛蓄電池と、比較のための制御弁式鉛蓄電池との正極格子の伸びを対比したグラフ。
【図８】本発明の制御弁式鉛蓄電池と、比較のための制御弁式鉛蓄電池との正極硫酸鉛蓄積度を対比したグラフ。
【図９】本発明の制御弁式鉛蓄電池、及び、比較のための制御弁式鉛蓄電池において、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比を推移させたときの寿命年数を示すグラフ。
【図１０】本発明の制御弁式鉛蓄電池と、比較のための制御弁式鉛蓄電池との正極格子の伸びを対比したグラフ。
【図１１】本発明の制御弁式鉛蓄電池と、比較のための制御弁式鉛蓄電池との正極硫酸鉛蓄積度を対比したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明における制御弁式鉛蓄電池の一実施形態について説明する。
【００２２】
本実施形態における制御弁式鉛蓄電池は、ペースト式の正極板と、ペースト式の負極板と、正極板及び負極板との間に配置され、電解液を保持するセパレータと、正極板、負極板、セパレータを収容する電槽とを備える。本実施形態では、例えば格子状の集電体を用い、その場合は、この集電体を以下格子体と記載することとする。
【００２３】
負極板は、例えば、Ｐｂ−Ｃａ系合金やＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ系合金等の鉛合金等からなる負極格子体と、当該負極格子体に負極活物質ペーストを充填することにより形成されるものである。なお、この負極格子体や負極活物質ペーストは特に限定されず、目的・用途に応じて適宜公知のものから選択して用いることができる。
【００２４】
セパレータは、例えば親水性ポリエチレン繊維とシリカ粉末等から構成される抄紙セパレータに電解液である希硫酸が含浸されたものである。なお、このセパレータの構成は特に限定されず、目的・用途に応じて適宜公知のものから選択して用いることができる。
【００２５】
電槽は、例えば一面が開口した直方体形状を成す電槽本体とその開口を塞ぐ蓋とからなり、例えば熱可塑性プラスチックを主としてインジェクション成形したものである。なお、この電槽の構成も特に限定されず、目的・用途に応じて適宜公知のものから選択して用いることができる。
【００２６】
なお、以下では便宜上、電槽の開口に向かって延伸する方向を縦方向とし、電槽の幅方向を横方向と定義することとする。
【００２７】
正極板は、例えば、Ｐｂ−Ｃａ系合金やＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ系合金等の鉛合金等からなる正極格子体と、当該正極格子体に正極活物質ペーストを充填することにより形成されるものである。なお、この正極格子体や正極活物質ペーストは特に限定されず、目的・用途に応じて適宜公知のものから選択して用いることができる。
【００２８】
正極格子体１は、図１に示すように、枠体２と、枠体２の枠内に配置される内骨３とを備える。
【００２９】
枠体２は、正極格子体１の外枠を形成するものであり、集電耳部４が設けられた第１横枠骨２ａと、第１横枠骨２ａと離間するとともに第１横枠骨２ａと平行となるように配置され、一対の足部５が設けられた第２横枠骨２ｂと、第１横枠骨２ｂ及び第２横枠骨２ｂの両端部をそれぞれ繋ぐ一対の縦枠骨２ｃとからなる。なお、正極格子体は、本実施形態においては平面視矩形形状をなすものであるが、正方形状でもよく、そのサイズは電槽の内部形状に合わせて適宜選択されるものである。
【００３０】
内骨３は、第１横枠骨２ａから第２横枠骨２ｂに向かって延伸し、第１横枠骨２ａの横方向に等間隔に複数配置される縦内骨３ａと、一対の縦枠骨２ｃの間を繋ぐように、縦枠骨２ｃの縦方向に等間隔に複数配置される横内骨３ｂとを備える。
【００３１】
なお、本実施形態においては、正極格子体１は、縦内骨３ａと横内骨３ｂとの交差部分が直角に交わる標準格子形状をなすが、図２に示すように、正極格子体１´は、縦内骨３ａが第１横枠骨２ａから第２横枠骨２ｂまたは縦枠骨２ｃのいずれかに向かって延伸し、第１横枠骨２ａの横方向にランダムに配置されるラジアル格子形状をなすものでもよい。
【００３２】
また、正極格子体１は、例えば鉛合金の冷間圧延シートを打ち抜いて製造される。なお、鋳型に鉛合金等を流しこんで任意の形状に製造する鋳造法を用いてもよい。
【００３３】
そして、正極板を、正極格子体の質量（ａ）と正極板の活物質質量（ｂ）の比が、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５であり、
一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の平均値（ｃ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比が、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５であり、
一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比が、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５であるように構成する。
【００３４】
ここで、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の平均値（ｃ）と、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）とは、１本の縦枠骨又は縦内骨において、縦方向の任意の３ヶ所の横断面積を測定してその平均値を算出し、この平均値をその１本の縦枠骨又は縦内骨の横断面積の値として算出した値を用いている。
【００３５】
本発明によれば、正極格子体の質量（ａ）と正極板の活物質質量（ｂ）との比が、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５、好ましくは０．９≦（ａ）／（ｂ）≦１．１となるように正極板を構成するので、正極格子体の腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を防ぐとともに、エネルギー密度の低下や、正極活物質利用率が高くなり停電や保守点検時に深放電されることによる活物質の劣化を防いで電池の寿命性能を高めることができる。
【００３６】
ここで、正極格子体の質量は、縦枠骨、横枠骨、縦内骨、及び、横内骨から決定される。
【００３７】
そこで、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の平均値（ｃ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比が、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５となるように正極格子体を構成する。これにより、縦枠骨や縦内骨の格子腐食による内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を防ぐことができるとともに、活物質保持性能の低下、及び、電流分布の不均一を防ぐことができる。
【００３８】
加えて、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）と第１横枠骨の横断面積（ｄ）の比が、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５となるように正極格子体を構成する。これにより、縦枠骨及び縦内骨の質量増加にともなう、横枠骨及び横内骨の質量低下、すなわち、横内骨本数の減少や、横枠骨及び横内骨の強度低下による活物質保持性能の低下、及び、電流分布の不均一を防止することができる。
【００３９】
また、正極格子体を鉛合金の冷間圧延シートから打ち抜き法で製造すれば、正極格子体の粒界腐食を防ぐとともに、層状に均一に正極格子体が腐食するので、導電性の低下を防いで、寿命性能を向上することができる。
【００４０】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００４２】
＜試験例１＞
本発明にかかる制御弁式鉛蓄電池（実施例１〜実施例１５）、及び、比較のための制御弁式鉛蓄電池（比較例１〜比較例６）について、高温加速フロート寿命試験、格子の伸び評価、及び、正極硫酸鉛蓄積度の評価を行った。
【００４３】
＜試験準備＞
実施例１〜実施例５は、正極格子体質量（ａ）／正極板の活物質質量（ｂ）の値を、それぞれ実施例の番号が大きくなるにつれて、０．８５、０．９、１、１．１、１．１５と変化させたものであり、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の平均値（ｃ）／第１横枠骨の横断面積（ｄ）の値が０．０２、一対の縦枠骨及び全ての縦内骨の横断面積の和（ｅ）／第１横枠骨の横断面積（ｄ）の値が０．２となるように正極格子体を構成したものである。
【００４４】
実施例６〜実施例１０は、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０１５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．１５となるように正極格子体を構成したものであり、その他は実施例１~実施例５と同様である。
【００４５】
実施例１１〜実施例１５は、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２５となるように正極格子体を構成したものである。その他は実施例１〜実施例５と同様である。
【００４６】
比較例１及び比較例２は、（ａ）／（ｂ）の値を、それぞれ、０．８、１．２と変化させたものであり、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２となるように正極格子体を構成したものである。
【００４７】
比較例３及び比較例４は、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０１５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．１５となるように正極格子体を構成したものであり、その他は比較例１及び比較例２と同様である。
【００４８】
比較例５及び比較例６は、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２５となるように正極格子体を構成したものであり、その他は比較例１及び比較例２と同様である。
【００４９】
＜高温加速フロート寿命試験＞
温度６０℃の環境下において、２．２３Ｖ／セルの定電圧条件下でフロート充電をおこない、一ヶ月毎に温度２５℃、０．２ＣＡで１．７５Ｖ／セルに達するまで放電したときの電池容量を測定する。そして、電池容量を測定した後、放電容量に対して１２０％の電気量の回復充電を行い、電池容量が公称容量の８０％以下となった時点を寿命として計測し、この計測値を温度２０℃に換算したものを寿命年数として算出した。
【００５０】
＜格子の伸び評価＞
高温加速フロート寿命試験を終えた電池を解体し、正極板の長さ及び幅を其々両端及び中央部分で測定し、初期寸法に対する伸び率を算出した。そして、この測定箇所のうち最も伸び率が高いところを以下の５段階で評価した。
つまり、寿命試験を行う前の正極板と比較して該伸び率が２％以下のときは１、該伸び率が２％超〜３％未満のときは２、該伸び率が３％以上〜４％未満のときは３、該伸び率が４％以上〜５％未満のときは４、該伸び率が５％以上のときは５と評価した。
【００５１】
＜正極硫酸鉛蓄積度の評価＞
高温加速フロート寿命試験を終えた電池を解体し、正極板を水洗・乾燥した後、正極板の縦方向の上部と中央部と下部の３箇所から正極活物質をサンプリングして、各サンプル中に含まれる硫黄量を分析して、硫酸鉛量に換算した。そして、各箇所から得られたサンプルに含まれる硫酸鉛量の分析結果の平均値を以下の５段階で評価した。
つまり、該平均値が５％以下のときは１、該平均値が５％超〜１０％未満のときは２、該平均値が１０％以上〜１５％未満のときは３、該平均値が１５％以上〜２０％未満のときは４、該平均値が２０％以上のときは５と評価した。
【００５２】
＜試験結果＞
これらの試験結果を表１、表２、表３、及び、図３、図４、図５に示す。
【表１】
2014239027.tif 000003
【表２】
2014239027.tif 000004
【表３】
2014239027.tif 000005
【００５３】
図３は、表１、表２、表３の結果をもとにして、縦軸に（ａ）／（ｂ）の値、横軸に寿命年数を示したものである。図３に示すように、本発明の制御弁式鉛蓄電池である実施例１〜実施例１５は、点線で表した目標値である寿命年数１５年を超え、特に、０．９≦（ａ）／（ｂ）≦１．１１では、寿命年数２０年を超える良い結果が得られた。
一方、比較例１〜比較例６では、目標値である寿命年数を超えていないことが分かる。
【００５４】
ここで、表１、表２、表３の結果をもとにして、比較例１〜６と実施例１〜１５の正極格子の伸びを５段階で評価した図４に示すように、比較例１、３、５では実施例１〜実施例１５や比較例２、４、６に比べて正極格子の伸びが大きいことが分かる。
【００５５】
また、表１、表２、表３の結果をもとにして、比較例１〜６と実施例１〜１５の正極格子体の硫酸蓄積度を５段階で評価した図５に示すように、比較例１〜６では実施例１〜実施例１５に比べて硫酸鉛の蓄積度が高くなっていることが分かる。
【００５６】
以上のことから、比較例１、比較例３、比較例５では、（ａ）／（ｂ）の値が小さいので、正極格子体の格子強度が低下し、格子腐食に起因する格子の伸びによる活物質と格子体の密着性低下による内部抵抗の増大や、格子体の導電性の低下にともなう硫酸鉛の蓄積により寿命年数が目標値を超えなかったと考えられる。
【００５７】
また、比較例２、比較例４、比較例６では、（ａ）／（ｂ）の値が大きいので、正極板の質量が一定とすると、正極格子体に充填される正極活物質の質量が小さくなって活物質利用率が高くなり、容量確認試験で放電を繰り返されることで活物質の劣化が進行したので、寿命年数が目標値を超えなかったと考えられる。
【００５８】
一方、実施例１〜実施例１５の本発明の制御弁式鉛蓄電池は、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５のもとで、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５、より好ましくは０．９≦（ａ）／（ｂ）≦１．１１とすることで、格子の伸びや硫酸鉛の蓄積を抑えて、目標値である寿命年数を達成することができたと考えられる。
【００５９】
＜試験例２＞
本発明にかかる制御弁式鉛蓄電池（実施例１６〜実施例２４）、及び、比較のための制御弁式鉛蓄電池（比較例７〜比較例１２）について、高温加速フロート寿命試験、格子の伸び評価、及び、正極硫酸鉛蓄積度の評価を行った。
【００６０】
＜試験準備＞
実施例１６〜実施例１８は、（ｃ）／（ｄ）の値を、実施例の番号が大きくなるにつれて、０．０１５、０．０２、０．０２５と変化させたものであり、（ａ）／（ｂ）の値が１、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２となるように正極格子体を構成したものである。
【００６１】
実施例１９〜実施例２１は、（ａ）／（ｂ）の値が０．８５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．１５となるように正極格子体を構成したものである。その他は実施例１６~実施例１８と同様である。
【００６２】
実施例２２〜実施例２４は、（ａ）／（ｂ）の値が１．１５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２５となるように正極格子体を構成したものである。その他は実施例１６~実施例１８と同様である。
【００６３】
比較例７及び比較例８は、（ｃ）／（ｄ）の値を、それぞれ０．０１、０．０３と変化させたものであり、（ａ）／（ｂ）の値が１、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２となるように正極格子体を構成したものである。
【００６４】
比較例９及び比較例１０は、（ａ）／（ｂ）の値が０．８５、（ｅ）／（ｄ）の値が０.１５となるように正極格子体を構成したものである。その他は、比較例７及び比較例８と同様である。
【００６５】
比較例１１及び比較例１２は、（ａ）／（ｂ）の値が１．１５、（ｅ）／（ｄ）の値が０．２５となるように正極格子体を構成したものである。その他は、比較例７及び比較例８と同様である。
【００６６】
＜試験結果＞
これらの試験結果を表４、表５、表６、及び、図６、図７、図８に示す。
【表４】
2014239027.tif 000006
【表５】
2014239027.tif 000007
【表６】
2014239027.tif 000008
【００６７】
図６は、表４、表５、表６の結果をもとにして、縦軸に（ｃ）／（ｄ）の値、横軸に寿命年数を示したものである。図６に示すように、本発明の制御弁式鉛蓄電池である実施例１６〜実施例２４は、点線で表した目標値である寿命年数１５年を超え、特に、０．０２≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５では、寿命年数２０年を超える良い結果が得られた。
一方、比較例７〜比較例１２では、目標値である寿命年数を超えていないことが分かる。
【００６８】
ここで、表４、５、６の結果をもとにして、比較例７〜１２と実施例１６〜２４の正極格子の伸びを５段階で評価した図７に示すように、比較例７、９、１１では実施例１６〜２４、比較例８、１０、１２に比べて正極格子の伸びが大きいことが分かる。
【００６９】
また、表４、５、６の結果をもとにして、比較例７〜１２と実施例１６〜２４の硫酸鉛蓄積度を５段階で評価した図８に示すように、比較例７〜１２では実施例１６〜２４に比べて硫酸鉛蓄積度が大きいことが分かる。
【００７０】
つまり、比較例７、比較例９、比較例１１では、（ｃ）／（ｄ）の値が小さいので、縦枠骨や縦内骨の格子強度が低下して腐食の影響を受け易くなり格子の伸びにともなう内部抵抗の増大や、導電性の低下に起因する硫酸鉛の蓄積により寿命年数が低下したと考えられる。
【００７１】
また、比較例８、比較例１０、比較例１２では、（ｃ）／（ｄ）の値が大きいので、（ａ）／（ｂ）および（ｅ）／（ｄ）が一定の場合、縦枠骨と縦枠骨との間に配置される縦内骨の本数が少なくなり、電流分布が不均一になったことで、実施例１６〜２４に比べて硫酸鉛の蓄積度が大きくなり、寿命年数が低下したと考えられる。
【００７２】
一方、実施例１６〜２４の本発明の制御弁式鉛蓄電池は、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５のもとで、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５、より好ましくは、０．０２≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５とすることで、縦内骨や縦枠骨の格子の伸びにともなう内部抵抗の増大や導電性の低下や電流分布の不均一化にともなう硫酸鉛の蓄積を抑えることができたため、目標値である寿命年数を超えることができたと考えられる。
【００７３】
＜試験例３＞
本発明にかかる制御弁式鉛蓄電池（実施例２５〜実施例３３）、及び、比較のための制御弁式鉛蓄電池（比較例１３〜１８）について、高温加速フロート寿命試験、格子の伸び評価、及び、正極硫酸鉛蓄積度の評価を行った。
【００７４】
＜試験準備＞
実施例２５〜実施例２７は、（ｅ）／（ｄ）の値を、実施例の番号が大きくなるにつれて、０．１５、０．２、０．２５と変化させたものであり、（ａ）／（ｂ）の値が１、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２となるように正極格子体を構成したものである。
【００７５】
実施例２８〜実施例３０は、（ａ）／（ｂ）の値が０．８５、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０１５となるように正極格子体を構成したものである。その他は実施例２５〜実施例２７と同様である。
【００７６】
実施例３１〜実施例３３は、（ａ）／（ｂ）の値が１．１５、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２５となるように正極格子体を構成したものである。その他は実施例２５〜実施例２７と同様である。
【００７７】
比較例１３及び比較例１４は、（ｅ）／（ｄ）の値を、それぞれ０．１、０．３と変化させたものであり、（ａ）／（ｂ）の値が１、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２となるように正極格子体を構成したものである。
【００７８】
比較例１５及び比較例１６は、（ａ）／（ｂ）の値が０．８５、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０１５となるように正極格子体を構成したものである。その他は比較例１３及び比較例１４と同様である。
【００７９】
比較例１７及び比較例１８は、（ａ）／（ｂ）の値が１．１５、（ｃ）／（ｄ）の値が０．０２５となるように正極格子体を構成したものである。その他は比較例１３及び比較例１４と同様である。
【００８０】
＜試験結果＞
これらの試験結果を表７、表８、表９、及び、図９、図１０、図１１に示す。
【表７】
2014239027.tif 000009
【表８】
2014239027.tif 000010
【表９】
2014239027.tif 000011
【００８１】
図９は、表７、表８、表９の結果をもとにして、縦軸に（ｅ）／（ｄ）の値、横軸に寿命年数を示したものである。図９に示すように、本発明の制御弁式鉛蓄電池である実施例２５〜実施例３３は、点線で表した目標値である寿命年数１５年を超え、特に０．１８≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５では、寿命年数２０年を超える良い結果が得られた。
一方、比較例１３〜比較例１８では、目標値である寿命年数を超えていないことが分かる。
【００８２】
ここで、表７、８、９の結果をもとにして、比較例１３〜１８と実施例２５〜３３の正極格子の伸びを５段階で評価した図１０に示すように、比較例１３〜１８では実施例１６〜２４に比べて正極格子の伸びが大きいことが分かる。
【００８３】
また、表７、８、９の結果をもとにして、比較例１３〜１８と実施例２５〜３３の硫酸鉛蓄積度を５段階で評価した図１１に示すように、比較例１３〜１８では実施例２５〜３３に比べて硫酸鉛蓄積度が大きいことが分かる。
【００８４】
つまり、比較例１３、比較例１５、比較例１７では、（ｅ）／（ｄ）の値が小さいので、（ａ）／（ｂ）および（ｃ）／（ｄ）が一定の場合、縦内骨の本数が少なくなり、電流分布の不均一化が生じ、実施例２５〜３３に比べると、硫酸鉛の蓄積が大きくなって寿命年数が低下したと考えられる。
【００８５】
また、比較例１４、比較例１６、比較例１８では、（ｅ）／（ｄ）の値が大きいので、（ａ）／（ｂ）および（ｃ）／（ｄ）が一定の場合、横枠骨および横内骨の強度が低下したり、横内骨の本数が少なくなり、活物質保持性能の低下や電流分布の不均一化が生じ、実施例２５〜３３に比べると、前述したように格子腐食に起因する伸びや硫酸鉛の蓄積が大きくなって寿命年数が低下したと考えられる。
【００８６】
一方、実施例２５〜実施例３３の本発明の制御弁式鉛蓄電池は、０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５、０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５のもとで、０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５、より好ましくは、０．１８≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５とすることで、格子体の電流分布の不均一化、及び横骨の強度低下による格子伸び抑制することができたため、目標値である寿命年数を超えることができたと考えられる。
【００８７】
以上のことから、本発明の制御弁式鉛蓄電池では、
０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５、
となるように正極集電体を構成することで、縦枠骨又は縦内骨の格子強度の低下や縦内骨の本数の減少による活物質保持性能の低下を防ぐことができ、集電体の電流分布を均一化することができる。そのため、集電体の腐食の進行を均一にして、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を抑制し、エネルギー密度を低下させることなく、寿命性能に優れた制御弁式鉛蓄電池を構成することができる。
【００８８】
また、本発明の制御弁式鉛蓄電池では、
０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５、
０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５、
となるように正極集電体を構成することで、縦枠骨又は縦内骨の格子強度の低下や縦内骨の本数の減少による活物質保持性能の低下を防ぐとともに、横内骨の本数の減少、又は横枠骨及び横内骨の太さの減少による活物質保持性能の低下を防いで、集電体の電流分布をより均一化することができる。そのため、集電体の腐食の進行をより均一にして、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を抑制し、エネルギー密度を低下させることなく、寿命性能に優れた制御弁式鉛蓄電池を構成することができる。
【００８９】
さらに、本発明の制御弁式鉛蓄電池では、
０．８５≦（ａ）／（ｂ）≦１．１５、
０．０１５≦（ｃ）／（ｄ）≦０．０２５、
０．１５≦（ｅ）／（ｄ）≦０．２５、
となるように正極集電体を構成することで、正極の集電体質量と活物質質量との質量比を最適化することができる。そのため、格子腐食に伴う内部抵抗の増大や硫酸鉛の蓄積を抑制して、停電や保守点検時に深放電されることによる活物質の劣化を防ぎ、寿命性能に優れた制御弁式鉛蓄電池を構成することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・正極格子体
２・・・枠体
２ａ・・第１横枠骨
２ｂ・・第２横枠骨
２ｃ・・縦枠骨
３・・・内骨
３ａ・・縦内骨
３ｂ・・横内骨
４・・・集電耳部
５・・・足部
【図１】
2014239027.tif 000012
【図２】
2014239027.tif 000013
【図３】
2014239027.tif 000014
【図４】
2014239027.tif 000015
【図５】
2014239027.tif 000016
【図６】
2014239027.tif 000017
【図７】
2014239027.tif 000018
【図８】
2014239027.tif 000019
【図９】
2014239027.tif 000020
【図１０】
2014239027.tif 000021
【図１１】
2014239027.tif 000022