(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛又は鉛合金のシート材に所定の一方向に沿ったスリットを千鳥状に多数形成し、このシート材を前記一方向と交差する方向に引き広げてスリットを展開し網目部を形成した格子体であって、この網目部の上方に、集電のための耳部を突設した上額部が配置された鉛蓄電池の格子体において、
前記網目部の上側半分の質量が前記網目部全体の５４％以上、６２％以下であり、
前記網目部における前記上額部に直接繋がる最上部の桟の断面積Ｓが、この上額部の厚さｔに対して、１．００ｔ２≦Ｓ≦１．３０ｔ２の範囲内にあることを特徴とする鉛蓄電池の格子体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキスパンド方式により作製された鉛蓄電池の格子体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の極板は、鉛又は鉛合金からなる格子体の網目部に活物質を充填したものである。格子体は、鉛又は鉛合金の鋳造によって網目部を形成する他に、生産性向上を目的として、鉛又は鉛合金からなるシート材をエキスパンド方式により網目状に展開して網目部を形成する作製方法がある。また、このエキスパンド方式には、ダイスカッタの上下運動によってシート材の両端部から順に網目部を展開するレシプロ方式と、円盤状カッタの回転によってシート材に形成した千鳥状のスリットを両側から引き広げることにより網目部を展開するロータリ方式とがある。そして、このロータリ方式は、レスプロ方式に比べて、さらに生産性に優れると共に、網目部の各桟が展開時にねじれを生じるので、この網目部に活物質が保持されやすくなるという利点も有している。
【０００３】
上記ロータリ方式による格子体の作製方法は、シート材にスリットを形成するスリット形成工程と、このスリットを展開して網目部を形成する展開工程との２工程を経て格子体を作製する。スリット形成工程では、図４に示すように、鉛又は鉛合金からなる長尺なシート材１を長手方向に搬送しながら、上下の円盤状カッタローラ２、２の間を通すことにより、図４の平面図Ａに示すように、このシート材１にスリット１ａを千鳥状に多数形成する。各円盤状カッタローラ２は、図５に示すように、多数の円盤状カッタ３をスペーサを介して同軸上に重ね合わせてローラ状としたものである。各円盤状カッタ３は、円板状の工具鋼板からなり、周縁部には、所定半径の円周に沿った所定幅の円周面３ａを介して、この円周面３ａよりも外周側に突出した所定幅の凸部３ｂが多数形成されている。また、各円周面３ａには、図４の拡大図Ｂに示すように、円盤状カッタ３の円板面の表裏交互に、この円板面から窪んだ溝状の凹部３ｃが形成されている。なお、この拡大図Ｂでは、図面を分かりやすくするために、本来円盤状カッタ３の円周上に配置されている円周面３ａや凸部３ｂを直線上に配置して示している。
【０００４】
上下の円盤状カッタローラ２、２は、上方の円盤状カッタローラ２の円盤状カッタ３の円周面３ａの下端と、下方の円盤状カッタローラ２の円盤状カッタ３の円周面３ａの上端とがほぼ同じ高さ位置に達するような上下位置に配置される。また、上下の円盤状カッタローラ２、２は、それぞれの円盤状カッタ３、３の凸部３ｂ、３ｂが上下他方の円盤状カッタローラ２の円盤状カッタ３の間に嵌入するように幅方向にずらして配置される。
【０００５】
上記上下の円盤状カッタローラ２、２の間にシート材１を通すと、図４の平面図Ａに示すように、シート材１に長手方向に沿った所定長さごとの間歇的なスリット１ａが、幅方向に隣接するものと交互に長手方向にずれて千鳥状に多数形成される。また、幅方向に隣接する各スリット１ａ、１ａの間は、図４に示すように、上記円盤状カッタ３の凸部３ｂの押圧により上方又は下方に引き延ばされてシート材１の上下に膨らんだ状態となる。
【０００６】
展開工程では、図５に示すように、上記スリット１ａを形成したシート材１を、両側方に斜めに配置したチェーン展開装置４、４によって幅方向に引き広げることにより、各スリット１ａの隙間を広げて展開し網目状とする。そして、このように網目状に展開したシート材１を長手方向の所定長さごとに切断すると共に、幅方向にも中央部で２つに分割することにより、図６に示すような格子体５が作製される。なお、この格子体５での上方は、シート材１上では幅方向の両端から中央に向かう方向であり、格子体５での下方は、シート材１上では幅方向の中央から両端に向かう方向となる。
【０００７】
上記のようにして作製された格子体５は、網目状に展開された網目部５ａの上下に上額部５ｂと下額部５ｃが形成されている。また、上額部５ｂの一方の端部からは、さらに上方に突出する耳部５ｄが形成されている。なお、この耳部５ｄは、格子体５を流れる充放電電流の集電を行うためのものであり、電解液よりも上方に突出する必要があるために、格子体５の最上部に配置されることになる。これら上額部５ｂと下額部５ｃと耳部５ｄは、シート材１におけるスリット１ａが形成されなかった部分を所定形状にカットすることにより形成されたものである。網目部５ａは、シート材１の千鳥状のスリット１ａを展開した部分であるため、このシート材１の長手方向に隣接する各スリット１ａの間が網目状のノードに該当する結節部５ｅとなり、幅方向に隣接する各スリット１ａの間が展開時に斜め方向に引き延ばされて、これらの結節部５ｅを繋ぐ桟５ｆとなる。
【０００８】
上記格子体５は、活物質ペーストを充填した後に、熟成乾燥工程を経て鉛蓄電池の極板となる。なお、実際の製造工程では、展開工程で展開されたシート材１に活物質ペーストを充填し、その後に図６に示す格子体５の形状に切断する場合もある。
【０００９】
ところが、従来の格子体５は、網目部５ａの上部ほど大きな充放電電流が流れるにもかかわらず、図６に示すように、この網目部５ａにおける結節部５ｅと桟５ｆに囲まれた各網目の形状や桟５ｆの断面積が均一に形成され、各桟５ｆの電気抵抗がほぼ等しくなっていたために、上部の桟５ｆでのジュール熱による発熱が大きくなって腐食等による劣化が激しくなり、電池寿命性能を十分に向上させることができないという問題があった。特に、最近では、自動車のコンパクト化に伴い、鉛蓄電池が狭いエンジンコンパートメント内に搭載され、高温環境で使用されることが多くなって来ているために、このような格子体５の劣化による電池寿命性能の低下が大きな問題となっている。
【００１０】
また、従来の格子体５には、上額部５ｂに近い上部の桟５ｆほど断面積を大きくする（実際にはこの桟５ｆの幅を太くする）ことにより、大きな充放電電流が流れるこの上部の桟５ｆの腐食等による劣化を防止して、電池寿命性能の向上を図るものもあった（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この特許文献１の段落００１０にも記載されているように、桟５ｆの断面積が上部と下部で急激に変化すると、ロータリ方式による展開時に、断面積が小さい方の桟５ｆに引っ張り応力が集中し、この桟５ｆに桟切れや亀裂が生じやすくなる。
【００１１】
ここで、上部ほど大きな充放電電流が流れる格子体５の網目部５ａの各桟５ｆでの発熱を均一化にするには、上部の桟５ｆほど電気抵抗が小さくなるようにすればよく、このためには桟５ｆの長さを短くしたり断面積を大きくすればよい。そして、左右方向の網目のピッチが一定である格子体５において、上方の桟５ｆほど長さを短くしたり断面積を大きくすると、この網目部５ａの質量が上部ほど大きくなる。従って、図６における格子体５の網目部５ａの全体の高さをＨとし、この網目部５ａを高さＨ／２の上側半分と下側半分に分けて、網目部５ａ全体の質量に対するこの上側半分の質量の比を５０％よりも十分に大きくすれば、各桟５ｆでの発熱を均一化することができる。しかしながら、上側半分の質量の比を５０％よりも十分に大きくするために、網目部５ａの各桟５ｆの断面積だけを上下で変化させたのでは、下部の桟５ｆの断面積が急激に小さくなり細くなるので、この桟５ｆに桟切れや亀裂が生じやすくなる。
【特許文献１】特開２００４−３４２４７７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、網目部の上側半分の質量比を所定範囲内で十分に大きくすることにより、電池寿命性能を確実に向上させることができる鉛蓄電池の格子体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の鉛蓄電池の格子体は、鉛又は鉛合金のシート材に所定の一方向に沿ったスリットを千鳥状に多数形成し、このシート材を前記一方向と交差する方向に引き広げてスリットを展開し網目部を形成した格子体であって、この網目部の上方に、集電のための耳部を突設した上額部が配置された鉛蓄電池の格子体において、前記網目部の上側半分の質量が前記網目部全体の５４％以上、６２％以下であり、前記網目部における前記上額部に直接繋がる最上部の桟の断面積Ｓが、この上額部の厚さｔに対して、１．００ｔ２≦Ｓ≦１．３０ｔ２の範囲内にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、、網目部の全体に対する上側半分の質量比を５４％以上、６２％以下の範囲内で十分に大きくすることにより、この網目部の上下の桟での発熱を均一化するので、格子体の劣化を防止して電池寿命性能を確実に向上させることができるようになる。網目部の上側半分の桟の長さを下側半分よりも短くして網目の上下の幅を狭くすれば、網目部の全体に対する上側半分に含まれる網目の数が下側半分よりも多くなるので、これによって網目部の上側半分の質量比を大きくすることができる。そして、桟の長さが短いと電気抵抗も小さくなるので、長い桟よりも大きな電流が流れても発熱を均一化することができる。また、網目部の上側半分の質量比を大きくするためには、この上側半分の断面積を大きくすることも好ましい。即ち、桟の断面積が大きくなれば、電気抵抗も小さくなるので、細い桟よりも大きな電流が流れても発熱を均一化することができる。
【００１６】
また、この上額部に直接繋がる最上部の桟の断面積を十分に大きい所定範囲内とするので、電池寿命性能を確実に高めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図２を参照して説明する。なお、これらの図においても、図４〜図６に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１８】
本実施形態の鉛蓄電池の格子体５も、従来例と同様に、鉛又は鉛合金からなるシート材１に図４に示したスリット形成工程により千鳥状のスリット１ａを多数形成すると共に、図５に示した展開工程によりこれらのスリット１ａを展開して網目部５ａを形成し、このシート材１を所定形状にカットすることにより作製される。また、網目部５ａの上下に上額部５ｂと下額部５ｃが形成されると共に、この上額部５ｂの一方の端部からは、さらに上方に突出する耳部５ｄが形成される。また、網目部５ａでは、スリット１ａが展開されることにより多数の結節部５ｅと桟５ｆが形成され、これらの結節部５ｅと桟５ｆで囲まれた空間が各網目となる。なお、網目部５ａとは、シート材１に千鳥状に形成されたスリット１ａの最上部（図５に示すシート材１では最も中央寄りの部分）のものと最下部（図５に示すシート材１では最も両側寄りの部分）のものとの間が展開後に網目状となった部分をいう。
【００１９】
本実施形態の格子体５は、図１に示すように、網目部５ａの全体の高さをＨとし、この網目部５ａを高さＨ／２の上側半分と下側半分に分けて、網目部５ａ全体の質量に対するこの上側半分の質量の比が５４％以上、６２％以下となるように作製される。
【００２０】
網目部５ａの上側半分の質量比をこのように所定範囲内で大きくするには、この網目部５ａの上側半分の桟５ｆの長さが下半分の桟５ｆよりも短いものを多くして、網目の上下の幅を狭くすればよい。そして、このように桟５ｆの長さを短くするには、図４で示した円盤状カッタローラ２における円盤状カッタ３の凸部３ｂの外周沿面を短くすればよい。即ち、例えば図２に示すように、この円盤状カッタ３の凸部３ｂの突出形状が、頂部にアールを設けたほぼ三角形状である場合に、図２（ａ）に示すように、この凸部３ｂの外周側への突出量Ｐ１が大きいよりも、図２（ｂ）に示すように、この凸部３ｂの外周側への突出量Ｐ２が小さい方が、シート材１にスリット１ａを形成した際に、幅方向に隣接する各スリット１ａ、１ａの間（展開により桟５ｆとなる部分）を押圧する押圧量が小さくなり膨らみも小さくなるので、桟５ｆの長さも短くなる。なお、この図２においても、図面を分かりやすくするために、円盤状カッタ３の円周面３ａや凸部３ｂを直線上に配置して示している。
【００２１】
上記のような短い桟５ｆの網目を展開すると、図１の網目部５ａの上部に示したように、この網目形状の上下の幅が狭くなる。これは、各桟５ｆの長さは、スリット形成工程のスリット１ａ形成時にほぼ決まり、展開工程の展開時には桟５ｆがさらに引き延ばされるようなことがほとんどないからである。逆に、この展開時の加わる応力が大きすぎるために桟５ｆがさらに引き延ばされるようなことがあると、結節部５ｅとの間に桟切れや亀裂が生じることになるおそれが生じる。
【００２２】
また、網目部５ａの上側半分の質量比を所定範囲内で大きくするには、上記のように上側半分の桟５ｆの長さを短くすることに加えて、この上側半分の桟５ｆの断面積を大きくしてもよく、このためには、桟５ｆの幅を太くすればよい。そして、このように桟５ｆの幅を太くするには、図４で示した円盤状カッタローラ２における円盤状カッタ３の厚さを厚くすればよい。即ち、円盤状カッタ３が厚くなれば、図２（ａ）（ｂ）に示す凸部３ｂの幅Ｗも広がるので、シート材１にスリット１ａを形成する際に、幅方向に隣接する各スリット１ａ、１ａの間も広くなり、桟５ｆの幅が太くなる。
【００２３】
本実施形態の格子体５は、図１に示すように、網目部５ａの各桟５ｆの長さが上部ほど短くなるように形成することにより、上部の網目ほど上下の幅が狭くなるようにしている。なお、実際には、全ての桟５ｆが下側の桟５ｆよりも短くなっている必要はなく、部分的には下側の桟５ｆと同じ長さであるものがあってもよい。また、網目部５ａの各桟５ｆの幅も上部ほど太くなるように形成することにより、上部の桟５ｆほど断面積が大きくなるようにしている。なお、実際の各桟５ｆの太さの差は、最大でも１．５倍に達しない程度なので、この図１では、桟５ｆの太さの相違は省略し、全て同じ太さで示している。
【００２４】
上記構成によれば、、格子体５における網目部５ａ全体に対する上側半分の質量比を５４％以上、６２％以下の範囲内で十分に大きくしているので、この網目部５ａの上下の桟５ｆでの発熱を均一化させることができ、この格子体５を極板として使用した場合の劣化を防止して鉛蓄電池の寿命性能を確実に向上させることができるようになる。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明の実施例について説明する。ここでは、網目部５ａ全体に対する上側半分の質量が４５％から７０％までの１２種類の質量比の格子体５を試料としてそれぞれ所定枚数ずつ作製した。また、これら１２種類の格子体５は、上額部５ｂに直接繋がる最上部の桟５ｆの断面積Ｓが、この上額部５ｂの厚さｔに対して０．９８ｔ２から１．３２ｔ２までのものを５組作製した（試料１０１〜１１２、試料２０１〜２１２、試料３０１〜３１２、試料４０１〜４１２及び試料５０１〜５１２）。従って、各組の試料において、上側半分の質量比が５４％から６２％までの５種類ずつの試料１０５〜１０９、試料２０５〜２０９、試料３０５〜３０９、試料４０５〜４０９及び試料５０５〜５０９が請求項１の実施例となり、これらのうちで最上部の桟５ｆの断面積Ｓが１．００ｔ２から１．３０ｔ２までの３組の試料２０５〜２０９、試料３０５〜３０９及び試料４０５〜４０９が請求項２の実施例となる。
【００２６】
なお、上記試料とは別に、比較対象として、共に網目部５ａの各網目が均一、即ち上側半分の質量比が５０％であり、かつ、最上部の桟５ｆの断面積Ｓに限らず、全ての桟５ｆの断面積が０．８５ｔ２と１．３６ｔ２である２種類の格子体５もそれぞれ所定枚数ずつ作製した（試料００１と試料００２）。
【００２７】
上記格子体５の全ての試料は、合金組成がＰｂ−０．０６質量％Ｃａ−１．３質量％Ｓｎの鉛合金からなり、厚さが１．０ｍｍのシート材１を用いて作製した。ただし、シート材１の鉛合金の組成は、Ｃａ量を０．０３〜０．０８質量％の範囲で変化させた場合や、Ｓｎ量を０．５〜２．０質量％の範囲で変化させた場合にも、下記と同様の結果が得られることが確認されている。また、これら全ての試料は、格子体５の網目部５ａ全体の質量が全て同じになるようにするために、円盤状カッタローラ２に円盤状カッタ３を配置してシート材１に千鳥状のスリット１ａを形成する部分の幅を２５．２ｍｍに統一した。さらに、電池寿命性能の比較を平等に行うために、展開後の格子体５の網目部５ａの全体の高さＨも１０４ｍｍに統一した。なお、図５に示すロータリ方式の製造工程では、千鳥状にスリット１ａを形成する部分がシート材１の幅方向の両側に２箇所設けられる。
【００２８】
上記各試料の格子体５の上側半分の質量比は、それぞれ試料ごとに余分に作製した格子体５の網目部５ａのみを切り出して質量を測定した後に、さらにこの網目部５ａを高さＨ／２の位置で切断し、上側半分のものの質量を測定して、これらの質量比を計算することにより確認した。また、桟５ｆの断面積Ｓは、この余分に作製した格子体５のいくつかの桟５ｆについて、中央付近をこの桟５ｆの長手方向に垂直な面で切断し研磨した断面の面積を顕微鏡により測定することで確認した。
【００２９】
上記各試料の格子体５は、それぞれ活物質を充填し熟成乾燥を行って正極板とした。また、これらの各試料ごとに、当該試料の正極板に負極板とセパレータを組み合わせて、それぞれ自動車用の鉛蓄電池（５５Ｄ２３形）を作製し、所定比重・所定量の希硫酸を注入し化成を行った。ここで、負極板は、従来からの常法により作製したものを用い、セパレータも、従来から一般的に用いられている微孔性のポリエチレンを主体としたものを用いた。
【００３０】
上記のようにして作製された各試料ごとの鉛蓄電池は、ＪＩＳＤ５３０１の軽負荷寿命試験を７５℃の水槽中で行うことにより電池寿命性能を測定した。この軽負荷寿命試験は、放電電流が２５Ａで４分間のサイクル放電と、充電電圧が１４．４Ｖ（最大電流２５Ａ）で１０分間のサイクル充電とを４８０サイクル繰り返した後に５６時間放置するサイクル試験によって行った。そして、このサイクル試験を経た鉛蓄電池について、放電電流が３５６Ａで３０秒間の判定放電と、充電電圧が１４．８Ｖ（最大電流２５Ａ）で１０分間の充電とを繰り返し、各判定放電の３０秒間が経過した時の鉛蓄電池の端子電圧が７．２Ｖ以上を維持し続けた回数を電池寿命性能として判定した。
【００３１】
表１に、試料００１と試料００２の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
【００３２】
【表１】
0005119586.tif 000002
【００３３】
試料００１は、従来例と同様に、網目部５ａの上側半分の質量比を５０％とし、全ての桟５ｆの断面積を均一に０．８５ｔ２として、電池寿命性能の比較の基準とするために作製したものである。従って、表１では、この試料００１の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を１００とし、以降の全ての試料の電池寿命性能はこの従来例の試料００１に対する割合として示した。このような試料００１の格子体５は、厚さ（凸部３ｂの幅Ｗ）が全て０．９ｍｍで凸部３ｂの形状も全て同じ円盤状カッタ３を２８枚積層した円盤状カッタローラ２（この円盤状カッタローラ２は実際には両側に円盤状カッタ３を２８枚ずつ積層していて、以下も同じである）を用いて作成した。
【００３４】
試料００２は、網目部５ａの上側半分の質量比は従来例と同様の５０％とするが、全ての桟５ｆを太くして、断面積を均一に１．３６ｔ２としたものである。このような試料００２の格子体５は、厚さが全て１．４ｍｍで凸部３ｂの形状も全て同じ円盤状カッタ３を１８枚積層した円盤状カッタローラ２を用いて作成した。
【００３５】
この試料００２は、従来例の格子体５の桟５ｆの幅だけを太くしたものである。一般に桟５ｆを太くすれば、電気抵抗が小さくなり電流容量を高めて発熱を小さくし腐食等による劣化を防止できるので、電池寿命性能も向上するものと思われるが、実際に判定した電池寿命性能は試料００１とほとんど同等の１０１にすぎなかった。これは、桟５ｆを全体に太くすることにより網目部５ａの網目の数（上下方向の段数）が少なくなったために、展開時にこの網目部５ａの高さＨを、網目の数が多い試料００１と同じになるまで引き広げた際の各桟５ｆに加わる応力が過大になって亀裂等が生じた結果であると考えられる。本発明でも、電流容量を考慮して、桟５ｆを上部ほど太くすることが好ましいが、それだけではなく、桟５ｆの長さも上部ほど短くすることにより、網目の上下の幅が上部ほど狭くなるようにして、各桟５ｆに過大な応力が加わることを防止している。
【００３６】
以下に、試料１０１〜１１２、試料２０１〜２１２、試料３０１〜３１２、試料４０１〜４１２及び試料５０１〜５１２の５組１２種類ずつの格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。これらの５組の試料１０１〜１１２、試料２０１〜２１２、試料３０１〜３１２、試料４０１〜４１２及び試料５０１〜５１２は、それぞれ網目部５ａの上側半分の質量比が４５％、５０％、５２％、５３％、５４％、５６％、５８％、６０％、６２％、６４％、６６％及び７０％となるように作製した１２種類ずつの格子体５である。また、全ての試料１０１〜５１２は、他の条件を等しくするために、いずれも２０枚の円盤状カッタ３を積層した円盤状カッタローラ２を用いて作製した。
【００３７】
表２に、試料１０１〜１１２の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
【００３８】
【表２】
0005119586.tif 000003
【００３９】
これらの試料１０１〜１１２は、上額部５ｂに直接繋がる最上部の桟５ｆの断面積Ｓが、この上額部５ｂの厚さｔに対して０．９８ｔ２となるようにしている。このような格子体５は、最上部の桟５ｆに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ３の厚さを１．１５ｍｍとし、他の円盤状カッタ３の厚さ（凸部３ｂの幅Ｗ）と凸部３ｂの突出量Ｐを適宜調整することにより、網目部５ａの上側半分の質量比がそれぞれ４５〜７０％の各値となるように作製した。即ち、質量比が５２％以上のものについては、円盤状カッタ３の厚さを上部側の桟５ｆに対応するものほど厚くなるようにすると共に（隣接する円盤状カッタ３の厚さは同じとなる場合もある）、これらの円盤状カッタ３の凸部３ｂの突出量Ｐも、上部側の桟５ｆに対応するものほど少なくなるようにした（隣接する円盤状カッタ３の凸部３ｂの突出量Ｐは同じとなる場合もある）。また、質量比が４５％のものについては、これらの円盤状カッタ３の厚さと凸部３ｂの突出量Ｐが逆に配置されるように調整した。さらに、質量比が５０％のものについては、これらの円盤状カッタ３の厚さと凸部３ｂの突出量Ｐをほぼ同じにした。
【００４０】
これらの試料１０１〜１１２の電池寿命性能は、表２及び図３に示すように、質量比が５４％以上、６２％以下の試料１０５〜１０９（請求項１の実施例）については、従来例の試料００１と同等かわずかに向上してるが、質量比が５４％未満の試料１０１〜１０４と、質量比が６２％を超えた試料１１０〜１１２については、従来例の試料００１よりも低下している。これは、例えば質量比が５０％の試料１０２の場合、最上部の桟５ｆの断面積Ｓが０．９８ｔ２であるのに対して、それより下部の全ての桟５ｆの断面積Ｓがこれよりも太くなるので、展開時の応力が最上部の桟５ｆに集中し亀裂等が生じやすくなると共に、充放電の電流による発熱もこの最上部の桟５ｆで最大となり、このために従来例の試料００１よりも電池寿命性能が低下したためであると考えられる。従って、このように最上部の桟５ｆの断面積Ｓを細くした場合には、もともと従来例の試料００１よりも電池寿命性能が低下することになるが、質量比を５４％以上、６２％以下とした試料１０５〜１０９については、この電池寿命性能の低下を防止することができたことになる。
【００４１】
表３に、試料２０１〜２１２の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
【００４２】
【表３】
0005119586.tif 000004
【００４３】
これらの試料２０１〜２１２は、上額部５ｂに直接繋がる最上部の桟５ｆの断面積Ｓが、この上額部５ｂの厚さｔに対して１．００ｔ２となるようにしている。このような格子体５は、最上部の桟５ｆに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ３の厚さを１．２０ｍｍとし、他の円盤状カッタ３については、表２に示した試料１０１〜１１２の場合と同様に、これらの円盤状カッタ３の厚さと凸部３ｂの突出量Ｐを適宜調整することにより、網目部５ａの上側半分の質量比がそれぞれ４５〜７０％の各値となるように作製した。
【００４４】
これらの試料２０１〜２１２の電池寿命性能は、表３及び図３に示すように、質量比が５０％の試料２０２が従来例の試料００１と同等であり、質量比が５２％以上の試料２０３〜２１２については、全て従来例の試料００１よりも向上してる。しかも、質量比が５４％以上、６２％以下の試料２０５〜２０９（請求項１及び請求項２の実施例）については、電池寿命性能が突出して向上し、従来例の試料００１よりも約１０〜１５％高くなっている。これは、最上部の桟５ｆの断面積Ｓが１．００ｔ２となることにより、質量比が５０％の試料２０２の場合に、それより下部の全ての桟５ｆの断面積Ｓとの差がわずかとなって、従来例の試料００１と同等の電池寿命性能を得ることができたため、さらに質量比を５４％以上としたものでは、網目部５ａの上下の桟５ｆでの発熱が均一化され格子体５の劣化が確実に防止されるので、電池寿命性能が急激に向上したものと考えられる。ただし、この質量比が６２％を超えた試料２１０〜２１２で電池寿命性能が急激に低下したのは、上部の短く太い桟５ｆと下部の長く細い桟５ｆとの長さや太さの差が大きくなりすぎるために、この下部の長く細い桟５ｆの電気抵抗が大きくなるだけでなく、展開時の応力もこの下部の桟５ｆに過大に加わり亀裂等が生じやすくなって、早期に充放電電流が流れ難くなるためであると考えられる。
【００４５】
表４に、試料３０１〜３１２の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
【００４６】
【表４】
0005119586.tif 000005
【００４７】
これらの試料３０１〜３１２は、上額部５ｂに直接繋がる最上部の桟５ｆの断面積Ｓが、この上額部５ｂの厚さｔに対して１．１５ｔ２となるようにしている。このような格子体５は、最上部の桟５ｆに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ３の厚さを１．３０ｍｍとし、他の円盤状カッタ３については、表２に示した試料１０１〜１１２の場合と同様に、これらの円盤状カッタ３の厚さと凸部３ｂの突出量Ｐを適宜調整することにより、網目部５ａの上側半分の質量比がそれぞれ４５〜７０％の各値となるように作製した。
【００４８】
これらの試料３０１〜３１２の電池寿命性能は、表４及び図３に示すように、質量比が５０％の試料３０２が従来例の試料００１とほぼ同等であり、質量比が５２％以上の試料３０３〜３１２については、全て従来例の試料００１よりも向上してる。しかも、質量比が５４％以上、６２％以下の試料３０５〜３０９（請求項１及び請求項２の実施例）については、電池寿命性能が突出して向上し、従来例の試料００１よりも約１０〜２０％高くなっている。これは、最上部の桟５ｆの断面積Ｓが１．１５ｔ２となることにより、質量比が５０％の試料３０２の場合に、それより下部の全ての桟５ｆの断面積Ｓとほぼ同じになって、従来例の試料００１と同等の電池寿命性能を得ることができたため、さらに質量比を５４％以上としたものでは、網目部５ａの上下の桟５ｆでの発熱が均一化され格子体５の劣化が確実に防止されるので、電池寿命性能が急激に向上したものと考えられる。しかも、特に質量比が５６％以上、６０％以下の試料３０６〜３０８の電池寿命性能が突出し、従来例の試料００１よりも２０％以上高くなったのは、表３に示した試料２０６〜２０８の場合よりも最上部の桟５ｆの断面積Ｓが十分に太くなることにより、この部分での発熱を確実に抑制し、この最上部の桟５ｆも含めた全ての桟５ｆでの発熱を均一化することができたためであると考えられる。
【００４９】
なお、質量比が６２％を超えた試料３１０〜３１２で電池寿命性能が急激に低下したのは、表３に示した試料２１０〜２１２の場合と同じ理由であると考えられる。また、このように質量比が５４％以上、６２％以下の試料３０５〜３０９で特に電池寿命性能の向上が著しい場合でも、質量比が４５％の試料３０１での電池寿命性能は、表２の試料１０１や表３の試料２０１と大差なく、従来例の試料００１よりも５％程度低下しているのは、最上部の桟５ｆを除いて、充放電電流が大きくなる上部の桟５ｆほど長く細くなるので、これらの上部の桟５ｆに展開時の応力が加わって亀裂等が生じやすくなる上に、充放電電流による発熱が集中することにより腐食等による劣化が特に激しくなるからであると考えられる。
【００５０】
表５に、試料４０１〜４１２の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
【００５１】
【表５】
0005119586.tif 000006
【００５２】
これらの試料４０１〜４１２は、上額部５ｂに直接繋がる最上部の桟５ｆの断面積Ｓが、この上額部５ｂの厚さｔに対して１．３０ｔ２となるようにしている。このような格子体５は、最上部の桟５ｆに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ３の厚さを１．３５ｍｍとし、他の円盤状カッタ３については、表２に示した試料１０１〜１１２の場合と同様に、これらの円盤状カッタ３の厚さと凸部３ｂの突出量Ｐを適宜調整することにより、網目部５ａの上側半分の質量比がそれぞれ４５〜７０％の各値となるように作製した。
【００５３】
これらの試料４０１〜４１２の電池寿命性能は、表５及び図３に示すように、質量比が５０％の試料４０２が従来例の試料００１とほぼ同等であり、この質量比が５０％以上の全ての試料４０２〜４１２が従来例の試料００１よりも向上してる。しかも、質量比が５４％以上、６２％以下の試料４０５〜４０９（請求項１及び請求項２の実施例）については、電池寿命性能が突出して向上し、従来例の試料００１よりも約１０〜１５％高くなっている。これは、表３に示した試料２０５〜２０９の場合と同様の理由によるものと考えられる。ただし、表４に示した試料３０５〜３０９の電池寿命性能ほどには著しい向上がなかったのは、最上部の桟５ｆの断面積Ｓが太くなりすぎることにより、展開時の応力が他の桟５ｆに多く加わって亀裂等が多少生じやすくなったためであると考えられる。また、質量比が６２％を超えた試料４１０〜４１２で電池寿命性能が急激に低下したのは、表３に示した試料２１０〜２１２の場合と同じ理由であると考えられる。
【００５４】
表６に、試料５０１〜５１２の格子体５を用いた鉛蓄電池の電池寿命性能の判定結果を示す。
【００５５】
【表６】
0005119586.tif 000007
【００５６】
これらの試料５０１〜５１２は、上額部５ｂに直接繋がる最上部の桟５ｆの断面積Ｓが、この上額部５ｂの厚さｔに対して１．３２ｔ２となるようにしている。このような格子体５は、最上部の桟５ｆに対応する最も中央寄りの円盤状カッタ３の厚さを１．４０ｍｍとし、他の円盤状カッタ３については、表２に示した試料１０１〜１１２の場合と同様に、これらの円盤状カッタ３の厚さと凸部３ｂの突出量Ｐを適宜調整することにより、網目部５ａの上側半分の質量比がそれぞれ４５〜７０％の各値となるように作製した。
【００５７】
これらの試料５０１〜５１２の電池寿命性能は、表６及び図３に示すように、質量比が５４％以上、６２％以下の試料５０５〜５０９（請求項１の実施例）については、従来例の試料００１と同等かわずかに向上してるが、質量比が５４％未満の試料５０１〜５０４と、質量比が６２％を超えた試料５１０〜５１２については、従来例の試料００１よりも低下している。これは、例えば質量比が５０％の試料５０２の場合、最上部の桟５ｆの断面積Ｓが１．３２ｔ２であるのに対して、それより下部の全ての桟５ｆの断面積Ｓが細くなるので、展開時の応力が最上部の直ぐ下方の桟５ｆに集中し亀裂等が生じやすくなると共に、充放電電流による発熱もこの最上部の直ぐ下方の桟５ｆで最大となり、このために従来例の試料００１よりも電池寿命性能が低下したためであると考えられる。従って、このように最上部の桟５ｆの断面積Ｓを極端に太くした場合にも、従来例の試料００１よりも電池寿命性能が低下することになるが、質量比を５４％以上、６２％以下とした試料５０５〜５０９については、最上部の桟５ｆとその直ぐ下方の桟５ｆとの断面積Ｓの差が小さくなるので、この電池寿命性能の低下を防止することができた。なお、質量比が６２％を超えた試料５１０〜５１２については、最上部の桟５ｆとその直ぐ下方の桟５ｆとの断面積Ｓの差がより小さくなるが、さらに下方での上部と下部の桟５ｆの長さや太さの差が大きくなりすぎるために、表３に示した試料２１０〜２１２の場合と同じ理由で電池寿命性能が低下したと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、鉛蓄電池の極板の格子体の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、円盤状カッタの凸部の突出量の相違を示す部分拡大斜視図である。
【図３】本発明の実施例を示すものであって、試料の格子体における網目部の上側半分の質量比と寿命性能との関係を示すグラフである。
【図４】従来例を示すものであって、格子体を作製するためのロータリ方式のスリット形成工程を示す側面図である。
【図５】従来例を示すものであって、格子体を作製するためのロータリ方式の展開工程を示す平面図である。
【図６】従来例を示すものであって、鉛蓄電池の極板の格子体の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    シート材
１ａ  スリット
３    円盤状カッタ
３ａ  円周面
３ｂ  凸部
３ｃ  凹部
４    チェーン展開装置
５    格子体
５ａ  網目部
５ｂ  上額部
５ｄ  耳部
５ｆ  桟
【図１】
0005119586.tif 000008
【図２】
0005119586.tif 000009
【図３】
0005119586.tif 000010
【図４】
0005119586.tif 000011
【図５】
0005119586.tif 000012
【図６】
0005119586.tif 000013