(57)【要約】【課題】頻繁なエンジン始動と停止が繰り返されるような使用形態でも集電体耳部が異常腐食する事態が発生しない自動車用鉛蓄電池を作製する。【解決手段】集電体の耳部、および集電体上枠骨に活物質を塗布する。塗布厚さは、裏表合わせて０．１ｍｍより大きく０．３ｍｍより小さい事を特徴とする【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛、または鉛合金からなる集電体の耳部、および集電体上枠骨に活物質を塗布したことを特徴とする鉛蓄電池。
【請求項２】
前記活物質の厚さは、裏表合わせて０．１ｍｍより大きく０．３ｍｍより小さいことを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用鉛蓄電池の耳切れ抑制による寿命向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車輌の燃費向上を目的としてエンジン動力で駆動されていた様々な機器類を鉛蓄電池からの電力で駆動するシステムの導入や車輌停止時にエンジンを停止させ、その間、蓄電池から電力供給をおこない、発車時に再始動するといういわゆるアイドリングスト
ップシステム（以下ＩＳＳと略す）が実用化されるなど鉛蓄電池の使用形態は変化してきた。それに伴い、新たな鉛蓄電池の故障モードも生じてきた。その中の一つに集電体耳部および集電体上枠骨の異常腐食が挙げられる。
【０００３】
集電体耳部および集電体上枠骨は電流の流入路になり、なおかつ厚みが０．７〜１．３ｍｍと薄いため電気抵抗が大きな部分となる。ここで後述の図１に示されるような深い放電を含む充放電サイクルを繰り返し行なうと負極板の集電体耳部および上枠骨では腐食が進行する。この異常腐食は耳切れという電池の故障モードの一つである現象を引き起こす要因にもなる。耳切れにより破断した場合にはスパークを引き起こし、電池内部に充満した可燃性ガス（水素）に引火して爆発する危険性すら考えられる。
【０００４】
集電体耳部および上枠骨の異常腐食に対する対策案の一つに負極集電体耳部および上枠骨自体を厚くする方法が考えられる。しかし、現状の負極集電体の主流となっているエキスパンド集電体はＰｂ−Ｃａ系合金シートから打ち抜き、展開加工されており、集電体耳部および上枠骨を厚くすることは難しい。また、鉛蓄電池も燃費の改善のために軽量化が図られており、質量アップとなる負極集電体の厚板化は避けるべきである。つまり、大幅な極板の質量を増加することなくＩＳＳ特有の使用条件による負極集電体の異常腐食現象を抑制することが課題となる。
【０００５】
このような課題に対して特許文献１に示されるような鉛蓄電池が考案されているが、複数枚の厚さの異なる極板を組み合わせて鉛蓄電池を作製するため、製法上困難な点が多い。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７１８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであって、より簡単な製法により、ＩＳＳのような使用用途に対しても耳部の異常腐食が抑制された鉛蓄電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記に示すような課題を解決するため、本発明においては鉛蓄電池の鉛、および鉛合金からなる集電体の本来充填される部分（図２の充填部３）に加えて、集電体の耳部および上枠骨にも活物質を充填部と同じ厚さになるように裏表両面から塗布する。それによって格子表面の比表面積を増大させ、深放電の際に流れる大電流を表面に塗布された活物質に分散させ、集電体耳部および上枠骨付近の電流密度を減少させ、電位差を減少させることにより従来の鉛蓄電池に比べて、集電体耳部および上枠骨の異常腐食の進行を抑えた鉛蓄電池を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によりＩＳＳのような使用形態でも鉛蓄電池の極板耳部の異常腐食が抑制され、鉛蓄電池の寿命を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明の具体例について説明する。
【００１２】
まず、負極板を作製するため、Ｐｂ−０．０７％Ｃａ−０．２５％Ｓｎの合金シートを段階的に圧延した後にエキスパンド加工した集電体を作製した。そして、従来の充填部（図２の充填部３）に活物質ペーストを充填した。このとき、従来の充填部３に加えて、集電体耳部１および上枠骨２までペーストを裏表両側から塗布した。しかし耳部１の全体を塗布してしまうと、後の工程でストラップ部に溶接する際の妨げになるため、ワイヤーブラシ等で磨き耳部１の塗布は下半分までとする。また、集電体耳部１および上枠骨２に塗布するペーストの厚さは充填部の極板厚さと同じであり、その厚さは通常裏表合わせて０．２ｍｍである。
【００１３】
一方、正極板はＰｂ−０．０７％Ｃａ−１．３％Ｓｎ合金シートを段階的に圧延した後にエキスパンド加工を行なって集電体を形成し、活物質ペーストを充填し熟成を経て正極板を作製した。
【００１４】
そしてポリエチレン製袋セパレータに負極板を挿入して、この負極板７枚と正極板７枚を交互に積層して極板群を作製した。これらにキャストオンストラップ法でストラップを形成させた。そして、極板群を電槽内に配置してから電槽に電解液を注入して未化成電池を作製した。この未化成電池に比重１．２４（２０℃換算）の硫酸を注入して８Ａの電流値で４０時間通電した。この後、電解液比重を１．２８（２０℃換算）に調整し、自動車用５５Ｂ２４形の充電済み鉛蓄電池を完成した。
【００１５】
この電池を図１に示されるような深放電が繰り返し行なわれる充放電サイクルを１万回行なった後、負極板耳部の厚さを測定した。
【００１６】
この試験結果を図３に示す。ここで示される残存率とは初期の集電体耳部の厚さに対する腐食後の最小部分の厚さを百分率で表した値である。この値が高いほど、腐食の程度が小さいといえる。従来品は１万サイクル終了時には約半分以下まで腐食しているのに対して、本発明品は残存率が８０％以上を維持している。このときの残存率は、従来の充放電サイクル時の腐食の程度と同程度である。
【００１７】
また、集電体耳部および上枠骨に塗布する活物質厚さを０〜０．３ｍｍまで比較したところ（図４）、活物質の厚さ０．１ｍｍより大きい範囲で異常腐食抑制の効果が現れる。ただし、ペーストの厚さ０．３ｍｍ以上であると製法上でも困難である上、活物質脱落の可能性もあり、活物質の厚さは０．３ｍｍまでが望ましい。よって、集電体の耳部、および集電体上枠骨に塗布する活物質の厚さは、裏表合わせて０．１ｍｍより大きく０．３ｍｍより小さいことが前述の異常腐食抑制に効果がある。
【００１８】
なお、本実施例では鉛蓄電池の集電体としてエキスパンド加工した例を挙げたが、集電体の形成方法として鋳造方式を用いた物でも同様の効果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本電池は集電体耳部の異常腐食を抑制することができ、通常の始動用電池として高性能であり、ＩＳＳ車用電池としても適している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＩＳＳ使用を想定した深い放電を含む充放電サイクルパターン。
【図２】エキスパンド加工した集電体の概観図。
【図３】深放電が繰り返し行なわれる充放電を１万サイクル終えた時点での負極板耳部の残存率を示した図である。
【図４】深放電が繰り返し行なわれる充放電を１万サイクル終えた時点での負極板耳部の残存率と塗布した活物質の厚さを示した図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  耳部
２  上枠骨
３  充填部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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