(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板および負極板をセパレータを介して積層して作製したエレメントに、同極性の極板のタブ同士を接続したストラップを形成する工程を有する鉛蓄電池のエレメント製造方法において、前記エレメントは端極板が同極性を有するものであって、該端極板のタブ間の最外幅が、前記ストラップの最外幅よりも小さくなるように、エレメント厚みを、電槽挿入後のそれよりも小さくなるように圧迫した状態でストラップの形成とタブの接続を行うことを特徴とする鉛蓄電池のエレメント製造方法。
【請求項２】
前記セパレータが、シリカ粉末を混抄したセパレータであることを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池のエレメント製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛蓄電池のエレメント製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、これまで鉛蓄電池を用いていた用途の中で、定期的な補水が必要不可欠だった鉛蓄電池を、非アンチモン系合金の格子を用いたメンテナンスフリー鉛蓄電池に変更する用途が増加してきた。しかしメンテナンスフリー化されたとはいえ、上記メンテナンスフリー鉛蓄電池は、定期的な補水を行うことが望ましい構造になっている。そこで現在、完全にメンテナンスフリー化された、いわゆる密閉式鉛蓄電池を使用する用途が増加してきている。例えば、始動用電池に密閉式鉛蓄電池を使用した自動車も増加傾向にある。この密閉式鉛蓄電池では、長寿命化およびエネルギーの高密度化のために、エレメントを強く圧迫した状態で電槽に挿入している。よってエレメントの厚みと、極板群を溶接したストラップの外寸とはほぼ同等になっている。このような寸法では、端板のタブ部分が完全に溶接できない。そこで従来、密閉式鉛蓄電池は、正極板および負極板をセパレータを介して積層後、タブ部分をエレメント内側に折り曲げてから溶接している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、タブの上方のみ選択的に高精度で曲げ加工を行うことは非常に困難であり、タブ下方から曲がった場合、対極の上額との距離が小さくなることによって、短絡の原因になるという問題があった。また鋳造後、所定の位置まで曲げるには、反発する量を考慮して必要以上に曲げる必要があり、その部分に微少なクラックが生じ、強度および耐食性が低下してしまうという問題もあった。
【０００４】
本発明の課題は、上記問題を除去し、タブ部分に必要以上の曲げ加工を行うことなく、端極板のタブがストラップと良好に接続された、強度および耐食性が低下しない鉛蓄電池のエレメント製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の鉛蓄電池のエレメント製造方法では、正極板および負極板をセパレータを介して積層して作製したエレメントに、同極性の極板のタブ同士を接続したストラップを形成する工程を有する鉛蓄電池のエレメント製造方法において、前記エレメントは端極板が同極性を有するものであって、該端極板のタブ間の最外幅が、前記ストラップの最外幅よりも小さくなるように、エレメント厚みを、電槽挿入後のそれよりも小さくなるように圧迫した状態でストラップの形成とタブの接続を行うことを特徴とする。
【０００６】
次に、請求項２に記載の発明の製造方法では、請求項１に記載の発明の鉛蓄電池のエレメント製造方法において、前記セパレータが、シリカ粉末を混抄したセパレータであることを特徴とする。また、請求項１又は２に記載の発明の鉛蓄電池のエレメント製造方法において、前記圧迫した状態のエレメント厚みと、電槽挿入後のエレメント厚みとの差が、エレメントに使用するセパレータの厚みの総和に対して、３０％以下であることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の鉛蓄電池のエレメント製造方法は、正極板および負極板をセパレータを介して積層し、同極性の極板タブ同士を接続し、ストラップを形成する工程において、前記同極性を有する端極板タブ間の最外幅が、前記タブを接続するストラップの最外幅よりも小さくなるように圧迫した状態でストラップの形成とタブの接続を行うことを特徴とする。さらに好ましくは、前記セパレータにシリカ粉末を混抄したセパレータを用い、圧迫したときのエレメント厚みと、電槽挿入後のエレメント厚みとの差が、エレメントに使用するセパレータの厚みの総和に対して、３０％以下であれば、鉛蓄電池の寿命の低下を防ぐことができる。
【０００９】
すなわち、上記のようなエレメント製造方法とすることによって、タブ部分に必要以上の曲げ加工を行うことがないので、端極板のタブがストラップと良好に溶接された鉛蓄電池を提供することができる。なお、本発明の効果は、ストラップを形成する工程において、積層した正極板、負極板及びセパレータを少しでも圧迫してストラップを形成すれば、得ることができるものである。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
【００１１】
未化成の正極板４枚および負極板５枚をセパレータを介して積層し、同極性の極板タブ同士を接続するとともにストラップを形成し、エレメントとした後、通常の化成を行って２Ｖ、２８Ａｈの電池を作製した。このとき前記セパレータには、シリカ粉末を混抄したものと混抄していないものとを用いた。また、電槽挿入後のエレメント厚みよりも小さくなるように圧迫した状態でストラップ形成を行ったものも作製した。従来のタブ部分を折り曲げる場合のエレメント製造の流れを図１に、本発明のエレメント製造の流れを図２に示す。
【００１２】
従来は、正極板および負極板をセパレータを介して積層した後、端極板のタブ部分を内側に折り曲げてから、タブ同士を接続するとともにストラップ形成を行っていた。これは端極板のタブがストラップ幅よりも内側でないと良好な接続が行えないからである。
【００１３】
本発明は、正極板および負極板をセパレータを介して積層した後、電槽挿入後のエレメント厚みよりも小さくなるように圧迫し、端極板のタブがストラップ幅よりも内側になるようにした状態で、接続およびストラップ形成を行った。本実施例では、電槽挿入後のエレメント厚みと圧迫したときのエレメント厚みとの差を変化させたものを作製した。具体的には、前記厚み差が、エレメントに使用したセパレータ厚みの総和の０％、１０％、２０％、３０％、４０％となるように圧迫量を調節した。ここで、セパレータ厚みとは電槽挿入後に示す各セパレータの厚みのことである。０％のものは端極板が良好に接続できなかった。
【００１４】
上記電池を用いて、雰囲気温度４０℃において、JIS−Ｄ５３１０の軽負荷寿命試験を行った。なお、端極板の接続が良好でなかった０％圧迫品は寿命試験を行わなかった。
【００１５】
セパレータにシリカ混抄品を用い、圧迫量を１０％としたものを１として、軽負荷寿命回数を比較した結果を図３に示す。
【００１６】
シリカ混抄品の方が、シリカ混抄なし品に比べて長寿命だった。また、シリカ混抄なし品では圧迫するといずれも寿命性能が低下したのに対し、シリカ混抄品では、圧迫量が30％まではほぼ変わらず、３０％を越えると寿命性能が大きく低下した。これは、過度に圧迫した後のセパレータの厚み回復力の影響と考えられる。セパレータはガラス繊維からなる多孔体であるため、過度に圧迫し、圧迫を開放した後、完全にはもとの厚みには回復しない。この回復力がシリカ混抄品は大きかったと考えられる。シリカ混抄なし品は、回復力が小さく極板とセパレータとの接触抵抗が増加し、寿命性能が低下したと考えられる。
【００１７】
なお、鉛蓄電池のエレメント製造方法には大きく分けて２種類ある。ひとつは、火炎溶接である。極板群の同極性のタブをくし型治具に挿入し、ガスバーナーやプラズマなどの炎で、タブと足鉛と呼ばれる鉛合金を溶融、凝固させることで一体化し、ストラップを形成するものである。もうひとつは、キャスト・オン・ストラップ（ＣＯＳ）法と呼ばれる方法である。鋳型内に置かれた溶融鉛合金に、極板群の同極性のタブを浸せきし、その後凝固させることで一体化しストラップとするものである。
本実施例では、火炎溶接を用いたが、本発明のエレメント製造方法はＣＯＳ法でも実施が可能でかつ同様の効果が得られるものである。製造方法の適用範囲が広いことが本発明の優れた特長のひとつである。
【００１８】
【発明の効果】
上述したように、本発明の鉛蓄電池のエレメント製造方法では次の効果を得ることができる。すなわち、従来の製造方法では、タブ部分を折り曲げるときに微少なクラックを生じさせる危険性があったのに対し、本発明のエレメント製造方法では、必要以上の曲げ加工を行わないため、その危険性が低下することは容易に推察できる。また、タブ部分を折り曲げた部分のみ極間距離が減少することによって引き起こされるショートの危険性が非常に低下することも容易に推察できる。さらにタブ部分を折り曲げる工程が不要となるため、製造の簡便化、コスト低下が可能なことはいうまでもない。
【００１９】
このようにように、本発明のエレメント製造方法によれば、端極板のタブがストラップと良好に接続された、強度および耐食性が低下しない鉛蓄電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエレメント製造工程中のエレメントの状態を示す模式図。
【図２】本発明のエレメント製造工程中のエレメントの状態を示す模式図。
【図３】本実施例で製作した電池の軽負荷寿命試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１    正極板
２    負極板
３    セパレータ
４    タブ
５    ストラップ
６    電槽
７    圧迫時のエレメント厚み
８    電槽挿入後のエレメント厚み
９    ストラップの最外幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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