(57)【要約】　　　（修正有）【課題】エレメントが高圧迫を維持しながらも、組立不良率が低く、しかも高率放電性能および寿命性能の優れた鉛蓄電池を提供する。【解決手段】正・負極板がセパレータを介して積層された極板群（エレメント）を備えた鉛蓄電池において、前記セパレータがあらかじめプレスされたものであって、プレス前のセパレータ厚みをＴ１（ｍｍ）、プレス後の厚みをＴ２（ｍｍ）、正・負極板間をｄ（ｍｍ）とした時に、１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８である極板群（エレメント）を備えたことを特徴とするものである。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正・負極板がセパレータを介して積層された極板群（エレメント）を備えた鉛蓄電池において、前記セパレータがあらかじめプレスされたものであって、プレス前のセパレータ厚みをＴ１（ｍｍ）、プレス後の厚みをＴ２（ｍｍ）、正・負極板間をｄ（ｍｍ）とした時に、１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８である極板群（エレメント）を備えたことを特徴とする鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
鉛蓄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池には電解液が十分に存在する液式鉛蓄電池と電解液をセパレータに含浸・保持させただけで流動電解液の存在しないいわゆる制御弁式（シール式）鉛蓄電池とがある。後者は、無保守・無漏液の特性を有していることから近年その用途が拡大しており、それに伴って、高出力化・長寿命化の要求が強くなってきている。このタイプは流動電解液が存在せず、セパレータに含浸・保持されているだけの構造であるので放電時にセパレータ中の電解液が極板へスムーズに移動する必要があり、極板とセパレータとの密着が重要である。そのため正・負極板間に挿入されるセパレータの弾力特性を利用して、極板群（以降エレメントという）の厚みを電槽セルの内側の幅寸法より大きい状態に形成し、セルの内側の幅寸法まで圧迫して挿入する。そうすれば、セパレータの反発力によって、極板は絶えず圧迫を受け、セパレータと極板との密着性が維持される。
【０００３】
さらに、このタイプの鉛蓄電池では、セパレータの極板に対する圧迫が放電性能だけでなく寿命性能に対しても重要である。すなわち、鉛蓄電池の寿命劣化は正極格子の腐食あるいは正極活物質の軟化脱落であり、セパレータの反発力によってエレメント、特に正極板に強い圧迫がかかっているとそれらを抑制できる。したがって、セパレータの圧迫度が高いほど長寿命特性が得られる。
【０００４】
通常、エレメントは両端から圧力を加えながら多数個セルからなるモノブロック電槽に挿入されるが、セパレータ厚を厚くするほどその反発力により、エレメントが膨らみ、電槽挿入時にエレメント全体を圧迫するだけでは、負極端板と電槽とが干渉し、挿入が困難になったり、挿入できても極板が変形し、内部短絡が発生したりする問題を抱えている。したがって、エレメントに加えられる圧迫力は、５０Ｋｇｆ／ｄｍ２程度が限度であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決し、エレメントが高圧迫を維持しながらも組立不良率が低く、高率放電性能、寿命性能の優れた鉛蓄電池を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
課題を解決する手段として、請求項１によれば正・負極板がセパレータを介して積層された極板群（エレメント）を備えた鉛蓄電池において、前記セパレータがあらかじめプレスされたものであって、プレス前のセパレータ厚みをＴ１（ｍｍ）、プレス後の厚みをＴ２（ｍｍ）、正・負極板間をｄ（ｍｍ）とした時に、１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８である極板群（エレメント）を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
正・負極板がセパレータを介して積層されたエレメントを電槽に挿入した際に、絶えず極板に圧迫を加えるためにはエレメント厚みを電槽厚みより厚くして、圧迫を加えながら挿入するが、圧迫力を高くすればするほど挿入が困難になる。そこで発明者は、セパレータをあらかじめプレスすれば、挿入の際、エレメントの厚みが極端に厚くならず挿入が容易になり、しかも、高率放電性能が維持されることを見出した。その際に、セパレータのプレス前の厚みをＴ１（ｍｍ）、プレス後の厚みをＴ２（ｍｍ）、正・負極板間をｄ（ｍｍ）とした時に、１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８の関係を維持すれば、最も効果的であることがわかった。すなわち、Ｔ１／ｄにおいては、セパレータの厚みＴ１が正・負極板間ｄより小さければ圧迫がかからなくなるので１以上は必要であるが、２以上になると例え、あらかじめプレスしてセパレータ厚みを薄くしてもエレメントの挿入が困難になる場合があるので２以下が好ましい。一方、プレス後の厚みに関しては、Ｔ２／ｄを０．８以下にまでプレスするとエレメントの挿入は容易になるが、プレスによりセパレータがへたり、エレメントが圧迫力を維持する点では逆効果になってしまう恐れがある。
【０００８】
ここでの、プレス前のセパレータの厚みは、セパレータ厚を一般的に定義している２０Ｋｇｆ／ｄｍ２の荷重を加えときの厚みをいう。
【０００９】
また、プレス後のセパレータの厚みは、ロールプレスの場合、２つのロールの間隔を、また、平プレスの場合は、プレス面に設けたプレス止めの厚みをプレス後の厚みとそれぞれ定義する。すなわち、ロールプレスの場合、２つのロールの間隔を１．５ｍｍに設置した場合、セパレータのプレス後の厚み１．５ｍｍと定義し、平プレスの場合は、厚み１．５ｍｍのプレス止め設けそれ以上セパレータがプレスされないようにした場合、プレス後のセパレータ厚みを１．５ｍｍと定義する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、エレメントに挿入されるセパレータをあらかじめプレスすることによって組立性を改善し、しかも高率放電性能を維持しようとするものであるが、その際、セパレータのプレス前の厚みをＴ１（ｍｍ）、プレス後の厚みをＴ２（ｍｍ）、正・負極板間をｄ（ｍｍ）とした時に、１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８にすることが最も効果的であることを具体的に示すために実施例により以下に説明する。
【００１１】
【実施例】
本発明の効果を明らかにするために、正・負極板にＰｂ−０．０７質量％Ｃａ−１．３質量％Ｓｎ合金からなる鋳造格子をそれぞれ用い、通常の活物質を塗布した正極板３枚、負極板４枚構成の公称容量・定格容量、１２Ｖ、７Ａｈ（２０ｈＲ）の制御弁式鉛蓄電池を用いて試験を行った。その際の正・負極板間ｄは１．５ｍｍとし、セパレータには、１μｍ以下の極細ガラス繊維からなるガラスセパレータを用いた。
〔実施例１〕
実施例１では、正・負極板間が１．５ｍｍで、プレス前の厚みが２．５ｍｍのセパレータに対して、組立前に１．５ｍｍまでプレス加工を行ったものを用いたエレメントをＡ１、同じ厚みでプレス加工を行わなかったセパレータを用いたエレメントをＢ１とし、また、プレス前の厚みが正・負極板間と同じ厚みの１．５ｍｍのセパレータを用い、プレスを行わなかったエレメントをＣ１とした。これらのエレメントを電槽に挿入して蓄電池を作製した。その際の組立不良率を調査した。次いで、これらの蓄電池に希硫酸電解液を注入し、化成を行い、高率放電性能３ＣＡ（Ｃ：定格容量、Ａ：電流の単位）（２１Ａ）の評価を行った。試作内容および試験結果を表１に示す。高率放電性能は組立前にプレスされていないセパレータを用いたＢ１の放電持続時間を１００としてその比較で表した。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
表１から明らかなように、エレメントの組立前にセパレータをあらかじめプレスしなかったＢ１は組立不良率が大幅に増加したのに対して、組立前にプレスしたＡ１は高率放電性能を維持しながら、組立性が改善された。セパレータ厚みが正・負極板間と同じものを用いたＣ１は極板間に十分な圧迫がかかっていないために高率放電性能が劣った。
【００１４】
以上の結果から、組立前に、セパレータをプレスすることが高率放電性能を維持しながら組立性を改善できることが分かった。
〔実施例２〕
実施例２では、正・負極板間ｄを１．５ｍｍ、プレス前のセパレータ厚みを２．５ｍｍとし、ロールプレス間の間隔を種々かえてプレス後のセパレータ厚みを変化させ、エレメントＡ２〜Ｆ２を組み立てた。これらのエレメントを用いて実施例１と同様の蓄電池を作製し、組立不良率の調査および高率放電性能（３ＣＡ）評価を行った。試作内容、組立不良率および高率放電試験の結果を表２ならびに図１に示す。これらに示す高率放電性能は実施例１で示した厚み２．５ｍｍでプレス加工されていないセパレータを用いたＢ１の放電持続時間を１００としてその比較で表した。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
表２および図１が示すように、エレメントの組立前にセパレータをプレスすることで、高率放電性能を維持しながら組立性を改善できることがより明らかになった。しかし、Ｔ２／ｄが０．８を下回ると高率放電性能が低下した。これは、プレスのし過ぎで、セパレータのガラス繊維径が破壊されへたってしまったためと考えられる。また、Ｔ２／ｄが大きい、すなわち、プレスが少なかった場合、組立不良率が若干高かった。したがって、高率放電性能を維持しながら組立性を改善するためには、Ｔ２／ｄが１〜１．２とするのが好ましい。
〔実施例３〕
実施例３では、プレス前の厚みが異なるセパレータに対して組立前に正・負極板間ｄ（１．５ｍｍ）（Ｔ２／ｄ＝１）までプレスしたセパレータを用いてエレメントＡ３〜Ｆ３を組み立てた。これらのエレメントを用いて実施例１と同様の蓄電池を作製し、組立不良率および高率放電性能（３ＣＡ）の評価を行った。試作内容および試験結果を表３および図２に示す。これらに示す高率放電性能は実施例１で示した厚み２．５ｍｍで組立前にプレスされていないセパレータを用いたＢ１の放電持続時間を１００としてその比較で表した。
【００１７】
【表３】
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【００１８】
表３および図２に示すように、プレス前のセパレータ厚みをＴ１、正・負極板間をｄとしたときにＴ１／ｄが２を上回ったＡ３では組立不良率が２．５％と高かった。このように、組立前のセパレータの厚みが厚すぎると、例え組立前にセパレータをプレスしても、依然セパレータが反発力を維持しており、エレメントの電槽への挿入が困難で組立不良率が高くなった。したがって、組立性がよく、しかも優れた高率放電性能を維持するためには、Ｔ１／ｄは１．４〜１．８が好ましいといえる。
【００１９】
以上の結果から、蓄電池の組立性がよく、優れた高率放電性能を得るためには、プレス前のセパレータ厚みＴ１、プレス後のセパレータ厚みをＴ２、正・負極板間をｄとした時に１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８を維持することが必要であることが明らかになった。
【００２０】
実施例では、本発明の効果を高率放電性能にのみ言及したが、１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８を維持することはエレメントが高圧迫を維持していることであり、上述したように寿命性能についても当然優れた性能が得られることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、正・負極板がセパレータを介して積層されたエレメントにおいて、前記セパレータのプレス前の厚みをＴ１、プレス後の厚みをＴ２、正・負極板間をｄとした時に１＜Ｔ１／ｄ≦２でかつ、Ｔ２／ｄ≧０．８を維持することによって、組立性が改善され、しかも優れた高率放電性能および寿命性能が得られその工業的効果が大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｔ２／ｄと組立不良率および高率放電性能との関係を示す図
【図２】Ｔ１／ｄと組立不良率および高率放電性能との関係を示す図
【図１】
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【図２】
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