(57)【要約】    【課題】  製造が容易であり、低コストで、長寿命な鉛蓄電池を提供する。    【解決手段】  ガラス短繊維マット8とガラスマット9と複合繊維マット10の順に積層し一体化された三層構造をしたセパレータ3を用いる。ここで、ガラス短繊維マット8とガラスマット9とを接合した後に、ガラス短繊維マット8に開孔装置14で多数の孔部13を形成する。そして、ガラスマット9と複合繊維マット10とを接着して一体化し、ガラス短繊維マット8に多数の孔部13を有する三層構造をしたセパレータ3を製造する。三層構造をしたセパレータ3のうちで、孔部13を有するガラス短繊維マット8が正極板1に当接されているようにして鉛蓄電池を製造する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている鉛蓄電池において、前記セパレータは、ガラス短繊維マットとガラスマットと複合繊維マットの順に積層されて一体化された三層構造をしており、前記ガラス短繊維マットには、孔部が形成されており、該ガラス短繊維マットが正極板に当接されていることを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている鉛蓄電池の製造方法において、前記セパレータは、ガラス短繊維マットとガラスマットと複合繊維マットの順に積層されて一体化された三層構造をしており、前記ガラス短繊維マットと前記ガラスマットとを接合した後に、前記ガラス短繊維マットに開孔装置で孔部を形成し、前記ガラスマットと前記複合繊維マットとを接合して一体化したものであり、前記ガラス短繊維マットは、前記正極板に当接されていることを特徴とする鉛蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は安価で信頼性が高く、多数回の充放電が可能なために、電気自動車や自動二輪車用のバッテリー、フォークリフトやゴルフカートなどの電動車両に広く利用されている。従来の鉛蓄電池においては、正極板と負極板との間の絶縁や活物質を保持する目的で、ガラスマットを主体とするセパレータが配置されていた。
【０００３】
しかしながら、従来の鉛蓄電池に用いられているガラスマットを主体とするセパレータでは、活物質の保持が十分ではなかった。特に、正極板において、活物質が集電体から脱落する、いわゆる泥状化という現象が認められて、短期間に鉛蓄電池が寿命となる場合が認められていた。
【０００４】
ここで、泥状化現象の対策としては、正極板の周囲を袋状のセパレータで包むとともに、ガラスマットを併用して使用をする鉛蓄電池が開発されて提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特許２９８２３５０号。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、正極板の周囲を袋状のセパレータで包むとともにガラスマットを併用して使用をする鉛蓄電池は、泥状化現象を抑えることができ、長寿命化が可能となるものの製造工程が複雑となるという問題点やコスト高になるという問題点が認められている。
【０００７】
本発明の目的は、これらの問題点を除去するものであり、製造が容易であり、低コストで、長寿命な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】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係る鉛蓄電池では、ガラス短繊維マットとガラスマットと複合繊維マットの順に積層されて一体化された三層構造をしており、ガラス短繊維マットには、孔部が形成されているセパレータを、正極板に当接するように配置することを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている鉛蓄電池において、前記セパレータは、ガラス短繊維マットとガラスマットと複合繊維マットの順に積層されて一体化された三層構造をしており、前記ガラス短繊維マットには、孔部が形成されており、該ガラス短繊維マットが正極板に当接されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明は、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されている鉛蓄電池の製造方法において、前記セパレータは、ガラス短繊維マットとガラスマットと複合繊維マットの順に積層されて一体化された三層構造をしており、前記ガラス短繊維マットと前記ガラスマットとを接合した後に、前記ガラス短繊維マットに開孔装置で孔部を形成し、前記ガラスマットと前記複合繊維マットとを接合して一体化したものであり、前記ガラス短繊維マットは、前記正極板に当接されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るセパレータを用い鉛蓄電池は、製造が容易であり、低コストで、長寿命な鉛蓄電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
１．本発明に係わる３層構造をしたセパレータの製造
以下の実験では、材料としては、いずれも従来からセパレータ又はその一部として使用されている絶縁シートを用いている（図１〜３）。すなわち、ガラス短繊維マット8とは、ガラス短繊維を主成分として構成されるものである。ガラスマット9とは、ガラス短繊維に比べて、十分に長いガラス繊維を用いて、シート状に加工したものである。複合繊維マット10とは、アクリル等の有機繊維を用いて、シート状に加工したものである。
【００１３】
そして、ガラス短繊維マット8には、機械的に作製した多数の孔部13が形成されており、ガラスマット9、複合繊維マット10と接合、例えば、接着して一体化した状態、すなわち３層構造をしたセパレータ3として使用をするものである（図２）。
【００１４】
本発明に係わる３層構造をしたセパレータ3は、以下の手法で製造した。すなわち、ゴムシート12の上に、ガラス短繊維マット8にガラスマット9を接合、例えば接着した２層構造のシートを、ガラス短繊維マット8を上にした状態で設置する。そして、多数の丸ノコギリ歯10を有する開孔装置14を用いて、ガラス短繊維マット8に上方から丸ノコギリ歯10を圧着させながら回転させて、機械的に多数の孔部13を形成するようにした（図３）。そして、その後にガラスマット9と複合繊維マット10とを接合、例えば接着して一体化して、本発明に係わる３層構造をしたセパレータ3を製造した。
２．鉛蓄電池の製造条件及び試験条件
従来から使用をしている正極板、負極板と後述する３種類のセパレータを用いて、従来の手法で１２Ｖ−１００Ａｈ（６セル直列接続。ただし、５時間率放電容量）の液式の鉛蓄電池を製造した。
【００１５】
作製した鉛蓄電池は、満充電状態まで充電した後に、サイクル寿命試験を行った。ここで、サイクル寿命試験は、周囲温度が２５℃において２０Ａ（５時間率放電、放電終止電圧が、１．６Ｖ／セル）で放電し、１時間の放置後、２．４５Ｖ／セル（制限電流が、２０Ａ）で８時間の定電圧で充電をする充放電を繰り返した。そして、２０Ａでの放電容量（Ａｈ）が８０Ａｈを切った時点を寿命とした。
【実施例】
【００１６】
以下に本発明に係わる鉛蓄電池の実施例について詳細に説明する。
（実施例）
本発明に係わる実施例として、上述したように、孔部13を有するガラス短繊維マット8、ガラスマット9及び複合繊維マット10を用いて一体化した３層構造をしたセパレータ3を用いた（図２）。そして、図１に示すように正極板1に孔部13を有するガラス短繊維マット8が当接するように配置した鉛蓄電池を製造した。
（比較例１）
比較例１として、孔部13を有しないガラス短繊維マット8、ガラスマット9及び複合繊維マット10を用いて、接着して一体化した３層構造をしたセパレータ3を用いた。そして、正極板1にガラス短繊維マット8が当接するように配置した鉛蓄電池を製造した。
（比較例２）
比較例２として、孔部13を有しないガラス短繊維マット8とガラスマット9のみを用いて接合した２層構造をしたセパレータ3を用いた。すなわち、複合繊維マット10は用いていない。そして、正極板1にガラス短繊維マット8が当接するように配置した鉛蓄電池を製造した。
【００１７】
これら３種類の鉛蓄電池のサイクル寿命試験をした結果を図４に示す。図４の結果から、本発明に係わる実施例の鉛蓄電池は、比較例１に比べて放電容量が高く、長寿命であることがわかる。
【００１８】
この理由の詳細は不明であるが、ガラス短繊維マット8に孔部13を有するために、充電時に正極板で発生したガスが、孔部13を通って容易に排出されるため、正極活物質の泥状化が起こりにくいためと考えられる。さらに、ガラス短繊維マット8に孔部13を有するために、電解液の拡散が良好となり、比較例１に比べて放電容量が高くなったと考えられる。
【００１９】
なお、比較例２の鉛蓄電池は、電解液の拡散が良好であるために初期の放電容量は高いものの、正極板1と負極板2の絶縁性が十分ではなく、短絡によって早期に寿命となったことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係るセパレータを用いた鉛蓄電池は、長期間のサイクル寿命が要求される電気自動車やバッテリー式ゴルフカートなどの電動車両用の鉛蓄電池に使用をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る鉛蓄電池の断面概略図である。
【図２】本発明に係るセパレータの概略図である。
【図３】本発明に係るセパレータの製造工程の概略図である。
【図４】鉛蓄電池のサイクル寿命試験結果である。
【符号の説明】
【００２２】
１：正極板、２：負極板、３：セパレータ、５：負極耳部、６：負極ストラップ、
７：極柱、８：ガラス短繊維マット、９：ガラスマット、１０：複合繊維マット、
１１：丸ノコギリ歯、１２：ゴムシート、１３：孔部、１４：開孔装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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