(57)【要約】【課題】短冊状正・負極板をセパレータを介して巻回した巻回構造の極板群を備えた蓄電池において、前記極板の集電体の巻き始め部に縦桟が１本もないと活物質が脱落し易く、極板強度も弱いので、巻軸に前記巻き始め部を当接した際に、過多に押し込まれることが起り、横桟がセパレータを貫通し短絡したり集電体の耳の位置が不揃いになったりする問題を低減し、安定した巻回が可能な短冊状極板を備えた巻回形蓄電池を提供することにある。【解決手段】正極板の集電体および／もしくは負極板の集電体は、上下で位置が異なる縦桟列を備えると共に、巻き始め部に少なくとも１本の縦桟を保持していることを特徴とするものである。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊状正・負極板をセパレータを介して巻回した巻回構造の極板群を備えた蓄電池において、
前記正極板の集電体および／もしくは負極板の集電体は、上下で位置が異なる縦桟列を備えると共に、巻き始め部に少なくとも１本の縦桟を保持していることを特徴とする蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
蓄電池、特に、巻回構造の極板群を備えた蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蓄電池の極板群は、正極板、負極板およびセパレータから構成されており、特に、短冊状の正・負極板とセパレータとを長手方向に巻回した巻回構造の極板群を備えた蓄電池を巻回形蓄電池と称している。該蓄電池は、前記極板群を筒形電槽に挿入し、蓋で封口後、電解液を注入し、電槽内で化成を行い、完成される。
【０００３】
前記巻回形蓄電池に使用される短冊状正・負極板は、金属シートの打ち抜きあるいはエキスパンド加工により形成した枡目を有する短冊状集電体に正・負極活物質を充填した構造が広く適用されている。
【０００４】
図１は、鉛のシートを打ち抜いて形成された短冊状集電体の一例を示す正面図で、１１は短冊状集電体、２１は縦桟、３は横桟、４は上額縁、５は下額縁、６は枡目をそれぞれ示す。
【０００５】
短冊状集電体１１は、通常、連続で形成され、該集電体に、正極あるいは負極活物質を塗布した後、垂直方向に所定の長さで切断される。その場合、図１に示す矢印（ａ）の部分で切断すると極板の端部には縦桟２１が全く存在しないことになる。
【０００６】
図２は短冊状正・負極板をセパレータを介して巻き取り機により巻回する状態を示す正面図で、７は短冊状正極板、８は短冊状負極板、９はセパレータ、１０は巻軸、１１は巻き締めローラをそれぞれ示す。
【０００７】
図２に示すように、切断された短冊状正・負極板７、８を、セパレータ９を介して巻き取り機で巻回する際に、極板端部を巻軸１０の近傍まで押し込む工程がある。このとき、極板端部、すなわち、巻き始め部に縦桟がないと該端部の活物質が脱落しやすく、横桟のみになり強度が弱くなる。その結果、極板の押し込み過多が発生して、極板の横桟が所望しない方向に向いたまま巻き込んで、セパレータを貫通し短絡したり、集電耳の位置が不揃いになったりする不具合が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
「従来の技術」の欄に示した問題に対して、本願発明者は、巻軸の近傍まで押し込む側の極板端部（集電体の巻き始め部）に少なくとも１本の縦桟が残っておれば、その縦桟により、極板端部を巻軸に当接した際に、極板の押し込み過多が防止でき、横桟がセパレータを貫通して短絡したり、集電体の横桟が所望しない方向に向いたまま巻き込んで集電体の耳の位置が不揃いになったりしないことを見出した。本発明は、そのことに鑑み、なされたもので、解決しようとする課題は、連続に形成され短冊状極板を所望の長さに切断した後、前記極板を巻回する際に、集電体の巻き始め部を巻軸に当接しても極板の押し込み過多による上述した巻回後のトラブルが発生せず、安定した巻回ができる短冊状集電体で構成された極板群を備えた巻回形蓄電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題を解決するための手段として、請求項１によれば、短冊状正・負極板をセパレータを介して巻回した巻回構造の極板群を備えた蓄電池において、前記正極板の集電体および／もしくは負極板の集電体は、上下で位置が異なる縦桟列を備えると共に、巻き始め部に少なくとも１本の縦桟を保持していることを特徴とするものである。
【００１０】
図１に示すような従来の短冊状集電体では、矢印（ａ）で切断すると、縦桟が全くない状態が発生するが、その原因が、縦桟が垂直方向に一直線上に配置されていることであり、上下で位置が異なる縦桟列を備えることによりどの位置で切断しても縦桟が残るようにすることが可能であることを本願発明者は見出した。
【００１１】
【実施例】
実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
〔実施例１〕
図３は本発明の実施例１の短冊状集電体を示す要部正面図で、１２はその短冊状集電体、２２は縦桟をそれぞれ示す。他の構成部材は図１と同じ番号を付記する。
図３に示すように、短冊状集電体１２の各段の縦桟２２のピッチは同じであるが、下部の縦桟が上部の縦桟に対して極板の長さ方向に順次、縦桟幅分だけずれると共に、最下部の縦桟が、最上部の縦桟に対して極板の長さ方向に１ピッチずれた形状を有している。ここでのピッチとは極板長さ方向における縦桟の中心部から次の縦桟の中心部までの距離をいい、図３に示すＡをいう。このような形状によって、集電体の左端部では、最上部の縦桟が残っており、右端部では最下部の縦桟が残っているように、枡目のどの位置で切断してもいずれかの縦桟が残ることになる。
〔実施例２〕
図４は実施例２を示す短冊状集電体の要部正面図で、１３はその短冊状集電体、２３は縦桟をそれぞれ示す。他の構成部材は図１と同じ番号を付記する。
図４に示すように、高さ方向の枡目の数が奇数である短冊状集電体の場合であって、各段の縦桟のピッチを同じにして、集電体の最上部と最下部の縦桟と中央部の縦桟とが１ピッチずれると共に中央部の縦桟を中心に対称の位置にある対の縦桟が最上部および最下部の縦桟から順次、縦桟幅分だけ極板の長さ方向にずれた形状を有している。この形状によって、短冊状集電体の左端部では、最上部と最下部の縦桟が残り、右端部では、中央部の縦桟が残る。極板の右端部では、縦桟が１本しか残らないが、他の部分で切断した場合には、中央の段を中心にして対称の位置にある縦桟が２本ずつ残ることになり、実施例１の場合よりも、極板端部の強度が大きくなる確率が高い。
〔実施例３〕
図５は実施例３を示す短冊状集電体の要部正面図で、１４はその短冊状集電体、２４は縦桟をそれぞれ示す。他の構成部材は図１と同じ番号を付記する。
実施例３は実施例２と基本的に同じ形状であるが、縦方向の枡目の数が偶数の場合である。
【００１２】
図５に示すように、中央２列の枡目の縦桟と、集電体の最上部および最下部の縦桟とが１ピッチずれた形状になっている。したがって、短冊状集電体の左端部では最上部および最下部の縦桟が残り、右端部では中央、２列の縦桟が残る。この方式であればどの部分で切断してもいずれかの縦桟２本ずつ残る形状であり、極板の強度の点で他の実施例よりも優れているといえる。
【００１３】
次に、本発明の効果を具体的に示すために、図１に示す従来の形状を有する連続短冊状集電体と本発明の図３に示す形状を有する集電体とを厚さ０．６ｍｍの純鉛シートを打ち抜き加工することにより作製した。正極板用には、該集電体に酸化鉛を主体とする鉛粉と鉛丹とを希硫酸で練膏したペーストを連続して充填し、所定の長さで適宜切断し、厚み０．９ｍｍの未化成正極板を作製した。一方、負極板用にはそれぞれの集電体に酸化鉛を主体とする鉛粉に硫酸バリウム、リグニンスルホン酸、カーボンを所定量添加した後、希硫酸を加え、練膏したペーストを連続して充填し、正極板と同様、所定の長さで切断し、厚み０．９ｍｍの未化成負極板を作製した。このようにして作製した正・負極板を微細ガラス繊維からなり、２０ｋＰａの加圧時に０．８ｍｍの厚みを有する所定の長さのガラスセパレータを介して、図２に示す巻き取り機を用いて巻回し、５時間率の容量が１０Ａｈの円筒形鉛蓄電池用極板群を各２００個作製した。その際の、巻回後の極板群の不良率の比較を行った。その結果を表１に示す。なお、不良率は、従来品の不良率を１とした時の比率で表した。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
表１に示すように、本発明品は従来品に比べて、１６％不良率を低減することができた。これは、適宜、所定の長さに極板を切断した際に従来品では、上述したように縦桟がないものが発生し、図２に示す巻き取り機で巻回する場合に、集電体の巻き始め部を巻軸に当接した際に、極板の押し込み過多が生じて、集電体の横桟が所望しない方向に向いたまま巻き込んで、セパレータを貫通したり、集電体の耳の位置が不揃いになったりする不具合が発生したが、本発明品では、極板の巻き始め部に、少なくとも１本の縦桟が残っているので活物質が脱落し難いために巻軸に集電体の巻き始め部を当接しても過多の押し込みが発生せず、巻回時の不具合を低減できたといえる。
【００１６】
実施例では、円筒形鉛蓄電池について説明したが、本発明は、桝目を有する連続した短冊状集電体を所定の長さに切断した際に、縦桟が１本も残っていないことにより、極板の巻回時に発生する不具合を低減することを目的としたもので、円筒形鉛蓄電池に限定するものでなく、桝目を有する連続した短冊状の集電体を所定の寸法に切断して得られる極板を巻回して巻回構造の極板群を形成する方式の電池であればどのような電池にも本発明は適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
連続した短冊状集電体を所定の長さに切断した極板を巻回する際に、前記極板の集電体の巻き始め部に縦桟が１本もないと端部の活物質が脱落し易く、また強度も弱く、巻軸に前記巻き始め部を当接した際に、過多に押し込まれ、横桟がセパレータを貫通し短絡を起こしたり集電体の耳の位置が不揃いになったりする不具合が発生する問題を抱えていた。これに対して、正極板および／もしくは負極板の集電体の巻き始め部に少なくとも１本の縦桟を保持している形状、例えば、最上部の縦桟に対して、最下部の縦桟のピッチを１ピッチずらすと共に、その間の縦桟を縦桟幅分だけ極板の長さ方向に順次ずらす方式を採用する、あるいは、最上部と最下部の縦桟に対して中央の縦桟を１ピッチずらせると共に、他の縦桟は、中央列を中心に対称の位置にある対の縦桟を最上部および最下部の縦桟から縦桟幅分だけ順次ずらせる形状にすることによって、どの部分を切断しても少なくとも１本の縦桟が残ることになり、上述した巻回時の不具合が低減でき、生産性が改善され、その工業的効果が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の短冊状集電体の桝目形状を示す要部正面図。
【図２】短冊状極板群を巻き取り機によって巻回する状態を示す要部正面図。
【図３】本発明の実施例１を示す短冊状集電体の桝目形状を示す要部正面図。
【図４】本発明の実施例２を示す短冊状集電体の桝目形状を示す要部正面図。
【図５】本発明の実施例３を示す短冊状集電体の桝目形状を示す要部正面図。
【符号の説明】
１１  従来の短冊状集電体
１２  本発明の実施例１を示す短冊状集電体
２１  従来の短冊状集電体の縦桟
２２  本発明の実施例１の短冊状集電体の縦桟
１３  本発明の実施例２を示す短冊状集電体
１４  本発明の実施例３を示す短冊状集電体
３  横桟
４  上額縁
５  下額縁
６  桝目
【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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