(57)【要約】  本発明の密閉型鉛蓄電池は、複数のセル室に区切られた電槽と、セル室に収納され、正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれ複数積層させた極板群と、各極板群の正極板同士を、または負極板同士を電気的に接続する接続部材と、セル室を閉じる蓋と、所定の接続部材の二つにそれぞれ電気的に接続され、蓋に設けられた引き出し口から外部に突出している一対の端子とを備え、端子は複数回屈曲して引き出し口から外部に突出し且つ引き出し口に挿入される部分に続いて略コの字形に屈曲している反転屈曲部を有し、蓋にはリブ部に囲まれた接着剤貯め部が設けられており、反転屈曲部には引き出し口側に開口したキャップ部材が被せられていて、接着剤貯め部に入れられた熱硬化性の樹脂接着剤によって蓋と電槽、及び蓋とキャップ部材が液密に封止されて、引き出し口と端子との間には、端子の表面全周に渡って樹脂製の弾性部材が配置されている。
2012164831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開口した容器であって、内部が複数のセル室に区切られている電槽と、
それぞれの前記セル室に収納され、正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれ複数積層させた複数の極板群と、
各前記極板群の前記正極板同士を電気的に接続する、または前記負極板同士を電気的に接続する接続部材と、
前記セル室に収納される電解液と、
それぞれの前記セル室の開口部を閉じる蓋と、
前記接続部材のうちの所定の二つにそれぞれ電気的に接続され、前記蓋に設けられた引き出し口から外部に突出している一対の端子と
を備え、
前記端子は前記接続部材との接続部分から複数回屈曲して前記引き出し口から外部に突出しており、
前記端子の屈曲している部分のうち、前記引き出し口に挿入される部分に続いている部分は、略コの字形又はＵ字形に屈曲している反転屈曲部であり、
前記蓋の前記セル室開口部と向かい合う面の側には、当該面から突き出したリブ部によって囲まれた接着剤貯め部が設けられており、
前記反転屈曲部には、前記引き出し口側に開口したキャップ部材が被せられていて、
前記接着剤貯め部に入れられた熱硬化性の樹脂接着剤によって前記蓋と前記電槽、及び前記蓋と前記キャップ部材が液密に接着されて封止されており、
前記引き出し口と前記端子との間には、前記端子の表面全周に渡って樹脂からなる弾性部材が配置されている、密閉型鉛蓄電池。
【請求項２】
前記弾性部材が発泡体であることを特徴とする、請求項１記載の密閉型鉛蓄電池。
【請求項３】
前記弾性部材と前記端子とを粘着剤によって接着させたことを特徴とする、請求項１記載の密閉型鉛蓄電池。
【請求項４】
前記接続部材と前記蓋とを前記樹脂接着剤によって固定したことを特徴とする、請求項１記載の密閉型鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は密閉型鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池より安全かつ安価であってリサイクル性が高い（すなわち環境に対して負荷が低い）鉛蓄電池が、あらゆる分野で電源として再評価されつつある。中でも電動二輪車などの電動車の駆動源として、メンテナンスが不要でタフユース（tough use）性に優れた液密な（電解液が封じ込められた）密閉型鉛蓄電池が着目されている。この密閉型鉛蓄電池は、次のようにして作製される。【０００３】
まず正極と負極とセパレータとからなる複数の極板群を、隔壁によって複数のセル室に分けられた電槽に収納し、各極板群においてストラップ（接続部材）を用いて正極同士、負極同士をそれぞれ電気的に接続する。それから隣り合う極板群の異なる極性同士のストラップを電気的に（直列に）接続し、両端のストラップは各々端子（正極端子および負極端子）と接続した後、電槽を蓋で封口する。【０００４】
なお密閉型鉛蓄電池を液密な構造にするため、電池内部と外部とを通じさせる隙間は、樹脂接着剤により封じられる。具体的には電槽を蓋で封口する際に、電槽と蓋との境界は熱硬化性の樹脂接着剤によって封じられる。さらに端子を電池内部から外部へ突出させる箇所（孔）についても、同様に樹脂接着剤によって封じられる。【０００５】
「電槽と蓋との境界」および「端子を突出させる箇所」の２箇所を同時に樹脂接着剤によって封じることは、密閉型鉛蓄電池の生産性を高めるための重要な検討項目であった。特許文献１には、蓋に設けた引き出し口を通して端子を電池内部から外部へ突出させるとともに、この端子の屈曲部を受板に載置し、受板に充填した樹脂接着剤によって受板もろとも端子を蓋の下部に接合させ、「電槽と蓋との境界」と「引き出し口（端子を突出させる箇所）」を同時に封じる方法が記されている。【０００６】
また特許文献２には、蓋の一部に端子を突出させるための引き出し口を設け、この蓋を倒立させてストラップの収納部（引き出し口に隣接）に樹脂接着剤を充填し、両端のストラップにあらかじめ端子を接続して極板群を倒立させて降下させ、ストラップを収納部に収納するとともに端子を引き出し口に通すことで収納部から溢れ出た樹脂接着剤を引き出し口の周辺に誘致し、「電槽と蓋との境界」と「引き出し口（端子を突出させる箇所）」を同時に封じる方法が記されている。【０００７】
この２つの方法によれば、樹脂接着剤の注入および硬化作業を１度行うだけで液密な密閉型鉛蓄電池が作製できる上に、極板群の直上に引き出し口を設けることで体積効率を高めることができる（端子を引き出すための余分な構造を設けなくて良い）ので、電動車の駆動源として好適な構成であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭６０−０９０７６１号公報
【特許文献２】特開平１０−３０２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら特許文献１および２のいずれの方法を用いても、引き出し口と端子との僅かな隙間を通して、硬化前の樹脂接着剤が端子を伝って電池外部に漏れ出すという不具合が多発した。この場合、樹脂接着剤に覆われた端子を問題なく機能させるためには、端子の表面に付着した樹脂接着剤を研磨等で除去する必要があるため、結局は新たな工程を増やすことになり、生産性は思うように高まらなかった。このような課題は、耐振動性を高めるためにストラップと蓋とを樹脂接着剤で固定する（樹脂接着剤を多く用いており、樹脂接着剤が横溢しやすい）構成において、特に顕著であった。【００１０】
本発明は上述した課題を解決するためのものであって、端子の表面に樹脂接着剤を這い上らせることなく樹脂接着剤の注入および硬化作業が１度で済む、生産性と信頼性の高い液密な密閉型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】
【００１１】
前述した課題を解決するために、本発明の鉛蓄電池は、一方が開口した容器であって、内部が複数のセル室に区切られている電槽と、それぞれの前記セル室に収納され、正極板と負極板とをセパレータを介してそれぞれ複数積層させた複数の極板群と、各前記極板群の前記正極板同士を電気的に接続する、又は前記負極板同士を電気的に接続する接続部材と、前記セル室に収納される電解液と、それぞれの前記セル室の開口部を閉じる蓋と、前記接続部材のうちの所定の二つにそれぞれ電気的に接続され、前記蓋に設けられた引き出し口から外部に突出している一対の端子とを備え、前記端子は、前記接続部材との接続部分から複数回屈曲して前記引き出し口から外部に突出しており、前記端子の屈曲している部分のうち、前記引き出し口に挿入される部分に続いている部分は、略コの字形又はＵ字形に屈曲している反転屈曲部であり、前記蓋の前記セル室開口部と向かい合う面の側には、当該面から突き出したリブ部によって囲まれた接着剤貯め部が設けられており、前記反転屈曲部には、前記引き出し口側に開口したキャップ部材が被せられていて、前記接着剤貯め部に入れられた熱硬化性の樹脂接着剤によって前記蓋と前記電槽、及び前記蓋と前記キャップ部材が液密に接着されて封止されており、前記引き出し口と前記端子との間には、前記端子の表面全周に渡って樹脂からなる弾性部材が配置されている構成を有している。【００１２】
前記弾性部材が発泡体であることが好ましい。【００１３】
前記弾性部材と前記端子とを粘着剤によって接着させてもよい。【００１４】
前記接続部材と前記蓋とを前記樹脂接着剤によって固定する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の密閉型鉛蓄電池を用いれば、端子の表面に樹脂接着剤を這い上がらせることなく樹脂接着剤の注入および硬化作業が１度で済むようになるので、生産性と信頼性の高い液密な密閉型鉛蓄電池を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る密閉型鉛蓄電池を示す模式的な外観図である。
【図２】実施形態に係る密閉型鉛蓄電池を示す模式的な断面図である。
【図３】実施形態に係る密閉型鉛蓄電池の組み立て途中を示す模式的な断面図である。
【図４】他の実施形態に係る蓋の電槽と向き合う面を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本願発明者らが検討したことについて説明する。
【００１８】
本願発明者らは、特許文献１，２に記載された方法を何度も行ったところ、２液混合の熱硬化系樹脂接着剤は、注入後に硬化のために温度を上げていくと粘度が一度低下した後、硬化するため、粘度が低下している際に接着剤が狭い隙間から漏れだしてしまうことが判明した。このメカニズムは本願発明者らが鉛蓄電池の分野においては初めて見出したものである。このメカニズムを認識せずに引き出し口と端子との僅かな隙間を容認して樹脂接着剤を硬化させた場合（特に特許文献２のように倒立させて隙間を下向きにした場合）、粘度が低下した際に樹脂接着剤が端子を伝って漏れだして、端子の外部に突出した部分の表面に付着することを見出したのである。
【００１９】
そこで、本願発明者らは上述した樹脂接着剤の性質を十分に認識して、端子のうち引き出し口に嵌入される部位を部材で覆って隙間をなくすことを検討した。但し端子を引き出し口に通す際にこの部位には摩擦が生じるので、覆う部材の材質を考慮しなければ、部材自体が磨耗するので隙間は残存してしまう。発明者らが鋭意検討した結果、引き出し口に通す際に適度に変形できるよう、樹脂からなる弾性部材でこの部位を覆うようにすれば、磨耗しなくなることで隙間が塞がれ、硬化前の低粘度化した樹脂接着剤が漏れ出なくなることがわかった。
【００２０】
この構成を採るためには、極板群と端子との接触がないように、接続部材から引き出し口に至る端子の部分を屈曲させて、その屈曲部分を凹状のキャップ部材の凹部に入れて、このキャップ部材を蓋の引き出し口に対向させて配置して蓋と接合させることになる。この構成によって蓋や極板群に対する端子の位置が安定化する。
【００２１】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
【００２２】
図１は実施形態１に係る密閉型鉛蓄電池の一例を示す模式的な外観図であり、図２は図１において矢印の方向に切断した場合の模式的な断面図である。極板群１は、複数の正極と複数の負極と複数のセパレータとからなっており、正極と負極との間にセパレータが配置されている。複数の極板群１のそれぞれにおいて、正極或いは負極のタブ状部分である耳１ａを介して、正極板同士が、又は負極板同士がストラップ（接続部材）４ａ、４ｂと電気的に接続される。セル間通電部材９が隣り合う２つの極板群１の異なる極性の接続部材４ｂ同士を接続しているため、密閉型鉛蓄電池は極板群１（セル）の数だけ直列に接続されることになる。一方、両端の接続部材４ａには一対の端子５（図２ではその片側のみ図示）が接続される。
【００２３】
各々の極板群１は、隔壁２ａによって複数のセル室に分けられた電槽２の各々のセル室に収納される。本実施形態における電槽２は、直方体形状であって、直方体の一つの面が開口した容器である。蓋３は制御弁３ａを有しており、また、蓋３に開けられた孔としての引き出し口３ｄを有している。電槽２を蓋３によって封口する際に、端子５は蓋３に設けられた引き出し口３ｄから電池の外部へ突出する。このとき各セル室の開口部が蓋３により閉じられる。併せて電池内部と外部とを通じさせる隙間（電槽２と蓋３の境界）を、樹脂接着剤８によって封じることによって、液密な構造を有する密閉型鉛蓄電池が構成される。なお図２には、耐振動性を高めるために接続部材４ａ，４ｂ、セル間通電部材９及び蓋３を、２液混合型の熱硬化性接着剤である樹脂接着剤８によって固定する構成を示している。
【００２４】
端子５は金属板からなっており、接続部材４ａに接続されて、そこから３回直角に屈曲して引き出し口３ｄから外部に突き出している。図３に示すように端子５は、電池内部において引き出し口３ｄに挿入される前の部分が２回同じ曲げ方向に直角に曲げられてコの字となっている反転屈曲部５ａを有している。
【００２５】
本実施形態の密閉型鉛蓄電池は、樹脂からなる弾性部材６で端子５のうち引き出し口３ｄに嵌入される部位を覆い、端子５の反転屈曲部５ａをキャップ部材７の中に載置して蓋３の下部に配置し、電槽２と蓋３との境界を樹脂接着剤８で封じたことを特徴とする。
【００２６】
以下に、本実施形態の密閉型鉛蓄電池の作製方法の一例を示す。
【００２７】
第１に、極板群１を構成する正極の耳１ａ同士または負極の耳１ａ同士を、接続部材４ａ，４ｂによって電気的に接続する。第２に、樹脂からなる弾性部材６で端子５のうち後に引き出し口３ｄに嵌入される部位を覆う。第３に、端子５の反転屈曲部５ａをキャップ部材７の凹部に載置する。第４に、端子５を接続部材４ａと電気的に接続する。端子５は屈曲しており、後に引き出し口３ｄから電池の外部へ突出させる先端部と、有底四角筒状のキャップ部材７の底部に載置される反転屈曲部５ａと、接続部材４ａと電気的に接続される接続部とからなる。なお第２の過程と第３の過程とは、行う順番が逆であってもよい。
【００２８】
第５に、リブ部３ｂ，３ｃや凹凸を有する蓋３を、リブ部３ｂ，３ｃが形成された面が上を向くように設置し、このリブ部３ｂ、３ｃや凸に囲われた窪み（接着剤貯め部８ａ。接続部材４ａ，４ｂが嵌る位置に相当）に硬化前の液体状である樹脂接着剤８を注入する。第６に、上記第１〜４の過程を経た電槽２及びその中に設置した各部材からなる一体物を倒立させ電槽２およびセル室の開口部を下側に向けて、蓋３に設けた引き出し口３ｄに端子５を挿入して、端子５の先端を電池の外部へ突出させる。第６の過程において、蓋３の最外枠とリブ部３ｂ、３ｃとが形成する接着剤貯め部８ａに電槽２の最外枠がはまりこむと共に、キャップ部材７の一部が蓋３のリブ部３ｂと３ｃの間に嵌り、キャップ部材７もろとも端子５が位置決めされる。第７に、全ての構成要素を倒立させたまま温度を上げることにより樹脂接着剤８を硬化させる。第８に、樹脂接着剤８が硬化したことを前提に、蓋３の注液孔（後に制御弁３ａが配置される）から電解液（不図示である）である希硫酸を注入する。第９に、注液孔を制御弁３ａで塞ぐ。以上の過程を経て、本発明の制御弁式鉛蓄電池が形成される。なお図３は、第５の過程を終えて第６の過程を開始した状態を示すものである。
【００２９】
蓋３に設けた引き出し口３ｄに硬質な端子５を通す場合、引き出し口３ｄの幅（隙間）は端子５の幅よりも大きくせざるを得ない。図３にてｓで示した隙間を引き出し口３ｄ内の端子の両側にそれぞれ形成した場合、硬化前に低粘度化した樹脂接着剤８が毛細管現象によってリブ部３ｃと端子５との間の隙間などを伝って外部に漏れだし、端子５のうち外部に位置する箇所の表面に付着して硬化することになる。この外部に付着した樹脂接着剤８は電動車などの電動機器に接続する際に大きな抵抗成分となるために除去が必要であり、結局は樹脂接着剤８の注入および硬化作業を１回に減らしたにもかかわらず、端子５の洗浄作業という煩雑な工程があらたに生じることになり、生産性は向上しない。
【００３０】
そこで本実施形態では、硬化前に低粘度化するという樹脂接着剤８の性質を十分に把握した上で、端子５のうち引き出し口３ｄに嵌入される部位を、樹脂からなる弾性部材６で覆うようにした。この作業（第２の過程）は端子５の洗浄作業よりも遥かに簡便であるので、密閉型鉛蓄電池の生産性は大いに向上することになる。
【００３１】
なお弾性部材６は、応力がかかっていない際には隙間ｓよりも厚い状態から、嵌入時には隙間ｓと略同一の厚みに変形することが求められるので、弾力性が求められる。具体的には、弾性部材６の材質としてゴム状あるいは発泡状の材質であることが好ましい。特に弾性部材６が樹脂からなる発泡体であると、嵌入時に厚みが無理なく変化できるので好ましい。このような性質を有する具体的な材料として、ポリオレフィンからなる発泡シートなどが挙げられる。このような材料を弾性部材６として用いれば、端子５を引き出し口３ｄに通す際に生じる摩擦によって弾性部材６自体が磨耗することはないので、硬化直前の低粘度化した樹脂接着剤８が漏れ出すことはなくなる。
【００３２】
なおここで「弾性部材６で端子５のうち引き出し口３ｄに嵌入される部位を覆う」とは、引き出し口３ｄに嵌入される端子５の全ての部位を覆うことを意味するものではない。本発明の趣旨に基づけば、弾性部材６が引き出し口３ｄの一部とでも接して、端子５外面の全周を連続的に覆っていれば、硬化前に低粘度化した樹脂接着剤８が端子５を伝って電池の外部に漏れ出すことがなくなるのであるから、少なくともこのような形態であればよいことは、いうまでもない。
【００３３】
ここで弾性部材６と端子５とを粘着剤で接着すれば、端子５を引き出し口３ｄに通す際に生じる摩擦によって弾性部材６自体が移動することがなくなるので、より好ましい。具体的な一例として、弾性部材６であるポリオレフィンからなる発泡シートの片側に粘着剤からなる層を設けた粘着剤付きシートを採用すればよい。なお粘着剤としては、ゴム系（スチレン−ブタジエン共重合体やブチルゴムなど）やアクリル系、シリコーン系など、一般的なものから選択して用いることができる。
【００３４】
なお図２には接続部材４ａ、４ｂ、セル間通電部材９及び蓋３を樹脂接着剤８で固定した形態を示した。この形態を採れば、樹脂接着剤８の注入および硬化作業を増やすことなく電動二輪車などの電動車の駆動源として不可欠な耐振動性が高まるのでより好ましい。
【００３５】
図２および３に示したように、特に接続部材４ａ，４ｂと蓋３とを樹脂接着剤８で固定する形態を採る場合、注入後の樹脂接着剤８の液面を考慮して、端子５を通す引き出し口３ｄを構成するリブ部３ｃの蓋３の裏面側からの高さを、リブ部３ｂと略同一にする必要がある。そうすると、端子５は電池の内部にて屈曲する構造を採らざるを得ない。このような場合、屈曲した端子５（特に最も低い位置となる平坦部）が極板群１と接触しないように、有底四角筒状のキャップ部材７の中（底部）に端子５の平坦部（反転屈曲部の底の部分）を載置し、キャップ部材７を蓋３の下部に配置して蓋３と接合させる（キャップ部材７の一部を蓋３のリブ部３ｂと３ｃの間に嵌める）ことになる。この構成によって蓋３や極板群１に対する端子５の位置が安定化し、電池としての信頼性が向上することになる。
【００３６】
本実施形態の電槽２および蓋３には、耐酸性が高い樹脂を用いることが好ましい。中でも本実施形態の電池は電解液の液面を確認する必要がない（透視性が要求されない）密閉型鉛蓄電池であり、かつ熱硬化系の樹脂接着剤８との相性が求められるので、アクリロニトリル −ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）を用いるのがより好ましい。
【００３７】
本実施形態の接続部材４ａ，４ｂおよびセル間通電部材９には、鉛およびその合金を用いることができる。また端子５には、導電性が高く機械強度が大きい銅合金などを用いることができる。さらにキャップ部材７には、耐酸性が高く樹脂接着剤８との接着性が良いＡＢＳ樹脂などを用いることができる。
【００３８】
本実施形態の樹脂接着剤８として好ましいのは、簡便な加熱工程で硬化させることができる２液混合熱硬化性樹脂接着剤である。中でも取扱が容易なので従来から一般的に使用され、信頼性が高いエポキシ系樹脂などを用いることがより好ましい。
【００３９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態は、本発明の例示であり、本発明はこの例に限定されない。端子の反転屈曲部は、コの字以外のＵ字型でもよい。キャップ部材も有底であれば円筒形状や多角形筒状であってもよく、底も曲面により構成されていてもよい。端子は平板に限定されず、棒状であったり、長手方向で横断面形状が変化していても構わない。隣り合う極板群同士を電気的に接続するセル間通電部材とそれに接続している接続部材とを樹脂接着剤で蓋と接着しなくても構わない。また、極板群を構成する正極・負極の数、極板群の数、セル室の並び方、端子の位置などは特に限定されない。例えば、図４に示す蓋のようにセル室が２列に並んでいて、２つの端子が電池上面の長方形の一つの辺に沿って並んでいても構わない。図４に示す蓋３’のセル室開口部と向かい合う面には、当該面から略垂直に突き出したリブ部３ｂ’，３ｃ’が樹脂接着剤８を堰き止めるダムとなって接着剤貯め部８ａ’を形成している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の密閉型鉛蓄電池は、大量生産性と高い耐振動性が求められる電動車の駆動源として適しているので、工業上極めて有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１              極板群
１ａ            耳
２              電槽
２ａ            隔壁
３              蓋
３’            蓋
３ａ            制御弁
３ｂ、３ｃ      リブ部
３ｂ’、３ｃ’  リブ部
３ｄ            引き出し口
４ａ、４ｂ      接続部材
５              端子
５ａ              反転屈曲部
６              弾性部材
７              キャップ部材
８              樹脂接着剤
８ａ              接着剤貯め部
８ａ’            接着剤貯め部
９               セル間通電部材
【図１】
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【図２】
2012164831.tif 000004
【図３】
2012164831.tif 000005
【図４】
2012164831.tif 000006
【国際調査報告】
2012164831.tif 000007
2012164831.tif 000008
2012164831.tif 000009
2012164831.tif 000010