(57)【要約】【課題】  出力特性を向上できる円筒形密閉式鉛蓄電池を得る。【解決手段】  多数の孔２を形成した集電体１とこの集電体１に充填した活物質とで構成した正極板及び負極板とをセパレータを介して巻回した極板群を有する。集電体の孔２の開口端の面積ａとこの孔２の内周面の面積ｂとの間はａ＞ｂの関係とし、且つ正極板あるいは負極板における集電体の一方の面の表面積ｐと極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑを０．９０〜１．００の範囲とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の孔が形成されている集電体と該集電体に充填された活物質とで構成された正極板及び負極板とがセパレータを介して巻回された極板群を有する円筒形密閉式鉛蓄電池において、
前記集電体の孔の開口端の面積ａと該孔の内周面の面積ｂとの間にはａ＞ｂの関係を有し、且つ前記正極板あるいは前記負極板における前記集電体の一方の面の表面積ｐと前記極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑが０．９０〜１．００の範囲であることを特徴とする円筒形密閉式鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形密閉式鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒形密閉式鉛蓄電池の極板群は、長尺の正極板と負極板とをセパレータを介して巻回した構造となっている。このような円筒形密閉式鉛蓄電池の出力特性向上のため、図４に示すように、長尺の正極板１と負極板２とをセパレータ（図示せず）を介して巻回した構造の極板群３における正極板１と負極板２と耳部１ａ，２ａの幅を外周側に向かうほど広くすることが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
このような極板群３を用いると、電池の内部抵抗を低減することができて、出力特性を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００２−１５７９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図４に示すように極板群３の耳部１ａ，２ａの幅を外周側に向かうほど広くすると、電池の内部抵抗を低減することができるが、耳部１ａ，２ａの幅は電池の構造上、制限されることが多く、出力特性を最大限に引き出すには十分とはいえない問題点がある。
【０００５】
鉛蓄電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等と比較して、重量当たりの出力あるいは容量当たりの出力が低いものの安価であるため、小型で高出力な鉛蓄電池ができれば、その利用価値が増大する可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、出力特性を向上できる円筒形密閉式鉛蓄電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、多数の孔が形成されている集電体と該集電体に充填された活物質とで構成された正極板及び負極板とがセパレータを介して巻回された極板群を有する円筒形密閉式鉛蓄電池を対象とする。
【０００８】
本発明に係る円筒形密閉式鉛蓄電池では、前記集電体の孔の開口端の面積ａと該孔の内周面の面積ｂとの間にはａ＞ｂの関係を有し、且つ前記正極板あるいは前記負極板における前記集電体の一方の面の表面積ｐと前記極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑが０．９０〜１．００の範囲であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の対象とする円筒形密閉式鉛蓄電池で大電流放電を可能にするには、電流密度を低下させて放電反応における抵抗を低下することが望ましく、特に短時間出力が要求される場合は、活物質の反応に関する抵抗よりも、集電体や接続部品等の鉛部品の抵抗を低下することの効果の方が大きい。
【００１０】
活物質と集電体の界面は、電子の授受が行われる場所である。従って、活物質と集電体の界面の抵抗も、大電流での短時間出力が要求される場合、重要な因子であると考えられる。そこで、活物質と集電体の界面の電流密度を低下させるため、集電体の孔の開口端の面積ａと該孔の内周面の面積ｂとの間の関係をａ＞ｂとし、且つ正極板あるいは負極板における集電体の一方の面の表面積ｐと極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑを０．９０〜１．００の範囲にして、活物質と集電体の接触面積を最適化することで、円筒形密閉式鉛蓄電池の高出力化することができる。ａ≦ｂの場合には、薄い極板を作ることはできるが、活物質量が極端に少なくなり、有用でない。ｐ／ｑが０．９０より小さいと、抵抗が大きくなり、好ましくない。ｐ／ｑが１．００を超えると、抵抗は下がり難くなると共に集電体の腐食が進行し易くなって、好ましくない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態の一例を、図１に示す集電体の平面図と、図２に示す集電体の孔の拡大斜視図を用いて説明する。
【００１２】
図１に示すように、厚さ０．７ｍｍの鉛合金箔を用いて、幅８０ｍｍ×長さ６００ｍｍの集電体１を打ち抜いて多数の孔２を縦横に複数段に形成した。この際に、集電体１の一方の面の表面積ｐと極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑを変化させて集電体１を作成した。また、集電体１の孔２の開口端の面積ａと該孔２の内周面の面積ｂとの間の関係がａ＞ｂとなるように集電体１を作成した。このように作成した場合、集電体１の一方の面の表面積ｐと極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑはｐ／ｑ＜１である。ここで、集電体１の孔２の開口端の面積ａが比較的小さく、集電体１の厚みが厚い場合においては、ａ＜ｂになる。例えば、厚さ０．７ｍｍの集電体１の場合、孔２の形状を長方形と仮定すると、孔２の寸法が２ｍｍ×３ｍｍの場合に、ａ＜ｂとなる。この場合、薄い極板を作ることはできるが、活物質量が極端に少なくなり、実際のところ有用でない。即ち、ａ≦ｂの場合には、薄い極板を作ることはできるが、活物質量が極端に少なくなり、有用でない。また、孔２の寸法を１０ｍｍ×５ｍｍと仮定すると、集電体１の厚さが１．７ｍｍのときにａ＜ｂとなる。この場合、極板が厚くなり一定容積の中の極板における一方の面の面積が小さくなり、高出力な電池を作成できない。
【００１３】
また、集電体１の図示しない耳部の幅を、構造上最大限に広く作成した。
【００１４】
次に、前記集電体１を用いて極板を作成した。正極板は、酸化度７０％の鉛粉と希硫酸とを混練して活物質ペーストを得た後、集電体１に充填した。負極板は、酸化度７０％の鉛粉に少量の炭素粉末、リグニン、バリウム化合物を加え、希硫酸と混練した後、集電体１に充填した。
【００１５】
次に、これらの正極板と負極板とをセパレータを介して巻回し、組み立て、化成を経て、円筒形密閉式鉛蓄電池を得た。
【００１６】
これら電池を３００Ａで放電し、放電前の回路電圧から放電後１秒目の電圧を差し引き、この値を放電電流で割って抵抗を求めた。
【００１７】
図３に集電体１の一方の面の表面積ｐと極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑと抵抗の関係を示した。ｐ／ｑが増加するにつれて抵抗は小さくなり、ｐ／ｑが０．７を超えると抵抗は大きく低下し、ｐ／ｑが０．９〜１．０のときに出力性能が良好であることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明で用いている集電体の一例の平面図である。
【図２】図１に示す集電体の孔の拡大斜視図である。
【図３】集電体における一方の面の表面積ｐと極板における一方の面の面積ｑの比ｐ／ｑと抵抗の関係を示す図である。
【図４】従来の極板群の斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  集電体
２  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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