(57)【要約】【課題】極板群構成時において、外表面にリブ形状を有した袋状セパレータに収納した極板を用いて複数の極板を揃える場合に、袋詰めされていない極板の端部が、セパレータのリブに引っ掛かりセパレータベースを損傷し、鉛蓄電池の短絡不具合を発生していた。【解決手段】極板を収納した袋状セパレータの外表面には、対応極板にリブを有し、上下方向に大リブが存在し、小リブに隣接する大リブはセパレータの中心方向に向かい長い傾斜部を有することにより、極板群構成時の極板揃え工程における引っ掛かりによるセパレータ損傷を防止する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板もしくは負極板を、微孔性合成樹脂シートを用いた袋状セパレータに収納した鉛蓄電池において、前記袋状セパレータの外表面には、幅方向の中央部の大部分には上下方向に大リブを設けるとともに幅方向の両端部の上下方向には小リブを前記大リブよりも低く形成し、前記小リブに隣接する大リブは、前記外表面部との一体化部分にいたる傾斜部を有し、前記傾斜部に対応する中心部への長さａと幅方向の端部に対応する長さｂとの関係が、ａ＞ｂ、であることを特徴とした鉛蓄電池。
【請求項２】
負極板を前記袋状セパレータに収納することを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池。
【請求項３】
前記小リブに隣接する大リブ、前記中央部の大部分を占める部分の前記大リブおよび前記小リブにおいて、リブの高さは、大リブ≧小リブに隣接する大リブ＞小リブ、である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、鉛蓄電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は、格子体に活物質を充填した正極板および負極板の一方を微孔性の合成樹脂シートを袋状にしたセパレータ内に収納し、極板群を作成して構成されている。袋状セパレータ内に極板を収納するのは、使用中に活物質の脱落により極板底部および極板サイドでの短絡を防止するためであり、正極板および負極板のどちらかを袋状セパレータ内に配置するかは、鉛蓄電池の用途に応じて決定される。
【０００３】
正極板が、微孔性合成樹脂として広く使用されているポリエチレンセパレータにより袋詰めされていると、正極板の酸化劣化により格子体が延びるため、自動車に搭載された場合には振動により極板の端部がＰＥセパレータを破り、負極板と接して短絡現象を生じ早期寿命の原因となる。
【０００４】
昨今、自動車にはエアコンやカーナビ等、電子機器が次々と装着され始動用鉛蓄電池にとって厳しい環境にあるため、鉛蓄電池の更なる寿命向上が要望されている。このため、負極板は使用中に格子による腐食による延びがないことから、負極板を袋状セパレータに収納した鉛蓄電池は、正極板を収納した鉛蓄電池よりも長寿命化を図ることができる。
【０００５】
一方、正極板は放電反応において負極板よりも多量の電解液を必要とするため、負極板を袋状セパレータに収納した場合、袋状セパレータの外表面に高いリブを上下方向に設け、正極板に対向させることで正極活物質への電解液を確保させている。
【０００６】
袋状セパレータの外表面のリブの存在は、極板群の構成時、極板を揃える工程において、正極板もしくは負極板の端部がリブに引っ掛かり、これを無理に揃えることによってセパレータのベースを損傷させ、最悪の場合にはベースに穴を開けてしまうこともある。特にリブが正極板に対向するとリブは高くなり、このような現象を生じ易くなる。
【０００７】
このセパレータの損傷を防ぐため特許文献１では、幅方向の中央部に存在する大部分のリブを上下方向に設け、小リブを幅方向の両端部に斜め方向に配置して、正極板がセパレータの小リブに引っ掛からないようにしている。しかしながら、小リブを設ける幅寸法を広くするとセパレータの電気抵抗が上がってしまうために幅を広くとることはできず、大きな効果を得ることができなかった。
【特許文献１】特開２０００−１７３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記したように極板群構成時において、外表面にリブ形状を有した袋状セパレータに収納した極板を用いて複数の極板を揃える場合に、袋詰めされていない極板の端部が、セパレータのリブに引っ掛かりセパレータベースに損傷を与える結果、早期に短絡現象を生じ、鉛蓄電池が十分に寿命性能を発揮できないという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、正極板もしくは負極板を、微孔性合成樹脂シートを用いた袋状セパレータに収納した鉛蓄電池において、前記袋状セパレータの外表面には、幅方向の中央部の大部分には上下方向に大リブを設けるとともに幅方向の両端部の上下方向には小リブを前記大リブよりも低く形成し、前記小リブに隣接する大リブは、前記外表面部との一体化部分にいたる傾斜部を有し、前記傾斜部に対応する中心部への長さａと幅方向の端部に対応する長さｂとの関係が、ａ＞ｂ、であることを特徴とした鉛蓄電池を示すものである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、負極板を前記袋状セパレータに収納する請求項１記載の鉛蓄電池を示すものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、前記小リブに隣接する大リブ、前記中央部の大部分を占める部分の前記大リブおよび前記小リブにおいて、リブの高さは、大リブ≧小リブに隣接する大リブ＞小リブ、であることを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、袋状セパレータの平面図であり、図２は、袋状セパレータと極板との組合せ図である。鉛蓄電池のセパレータは微孔性合成樹脂を用い、一般的にはポリエチレンが使用されている。セパレータを袋状にするのは、極板幅より広い連続したポリエチレンシートを二つ折りして、内包する極板を内側にして両端をシールすることにより作成される。
【００１４】
袋状セパレータ１は、その外表面２で幅方向の中央部の大部分を占める部分３に上下方向に大リブ４が設けられるとともに幅方向の両端部５の上下方向に小リブ６を有し、前記両端部５は熱溶着又は圧着により封止部７を設けることで形成される。リブ間隔は、大リブ４を広く、小リブ６を狭く形成する。小リブ６の部分は、封止部７を形成するとき加熱又は圧力により実質的に平坦になる。
【００１５】
鉛蓄電池では、袋状セパレータ１の内部には正極板８又は負極板９どちらを収納しても安定した寿命特性が得られる効果を期待できる。しかし、正極活物質は放電反応において多くの電解液を必要とするため、袋状セパレータ内には負極板９を収納し、外側には前記負極板に対応し大リブ４に接するように正極板８を対向させる。
【００１６】
具体的には、正極板８および負極板９に幅１３８ｍｍ、高さ１１５ｍｍのものを使用した場合、袋状セパレータ幅１５２ｍｍ、高さ１２２ｍｍとして、大リブ４の間隔を１０ｍｍ、小リブ６の間隔を１ｍｍとして形成する。袋状セパレータ１のシート厚みは０．２ｍｍ、外表面のリブの高さは大リブ４を０．６ｍｍ、小リブ６を０．２ｍｍとする。
【００１７】
図３は、本発明によるリブ形状の拡大上部断面図を示した。小リブ６と小リブに隣接する大リブ４ａにおいて、小リブに隣接する大リブ４ａは、セパレータの中心部方向へ小リブに隣接する大リブの頂点部４ｂからセパレータの外表面２に向かい傾斜部ａ１０を設け、前記傾斜部ａ１０に対応する小リブに隣接する大リブの頂点４ｃから外表面２まで傾斜部ａ１０の平面における長さをａとする。
【００１８】
一方、前記小リブに隣接する大リブの頂点部４ｂからセパレータの端部方向の外表面２に向かう傾斜部ｂ１１を有し、前記傾斜部ｂ１１に対応する小リブに隣接する大リブの頂点部４ｂに対応する小リブに隣接する大リブの頂点４ｃから外表面２までの長さをｂとした場合、セパレータの平面における長さａはｂよりも長く形成させる。小リブに隣接する大リブ４ａにおける傾斜部の長さｂは、幅方向の大部分を占める大リブ４の傾斜部の長さと同じにする。
【００１９】
図４は、本発明によるその他のリブ形状の拡大上断面図を示した。リブ形状は図３に記載した内容と同じであるが、小リブに隣接する大リブ４ａの外表面２からの高さｈａは、中央部の大部分を占める大リブ４の高さｈに比べて低く形成する。大リブ４の高さを０．６ｍｍとした場合、小リブに隣接する大リブ４ａの高さを０．４ｍｍに形成し、小リブ６の高さｈｂは０．２ｍｍとする。セパレータの外表面２の両側において３種類の高さが設定され、その高さの関係は大リブ＞小リブに隣接する大リブ＞小リブで表される。
【００２０】
なお、小リブに隣接する大リブ４ａは同様に、セパレータの中心部方向へ小リブに隣接する大リブの頂点部４ｂからセパレータの外表面に向かう長さａ´は、他の大リブ４における対応する長さｂよりも長くすることが望ましい。
【００２１】
図５は、極板を組合せ揃える説明図である。負極板９を収納した袋状セパレータと正極板８との組合せであり、正極板８は下部をスライドさせながら極板を両端部５の一方に向かい、正極板端部８ａは袋状セパレータの外表面に存在する大リブ４に接触しながら移動し、図２に示した袋状セパレータと極板との組合せ状態に移行する。しかしながら、現実的に極板群を揃える工程では、袋状セパレータ１と正極板８とはある程度事前に組合されており、実質的な移動の際には正極板端部８ａは、大リブ４の両端すなわち小リブに隣接する大リブ４ａに接してスライドすることになる。
【００２２】
図６は、本発明の構成による極板とセパレータを組合せた上部断面概念図である。負極板９が袋状セパレータ１内に配置された状態で、袋状セパレータ１の外表面２には複数の大リブ４が設けられ正極板８に対峙しており、セパレータの両端部５には大リブ４より低い小リブ６が狭い間隔で設けられており、さらに両端部５では２枚のセパレータが一体化された封止部７により袋状に形成されている。封止部７には当初小リブ６が存在していたが、封止する際の加熱又は機械的圧着によりリブ部分は消滅している。
【００２３】
このように構成することで、小リブに隣接する大リブ４ａにおいて、セパレータの中心部に向かい傾斜部ａ１０を有することで、正極板端部８ａがスライドして来た際に、正極板８に多少の変形もしくは湾曲があったとしても小リブに隣接する大リブ４ａと接する際に、前記正極板端部８ａが小リブに隣接する大リブ４ａに引っ掛かることなく移動できる。
【００２４】
図７は、従来形状の極板とセパレータを組合せた上部断面概念図である。小リブに隣接する大リブ４ａがセパレータの中心部に方向に傾斜部がないと、その部分で正極板端部８ａが引っ掛かり、小リブに隣接する大リブ４ａに巻き込まれるようにして袋状セパレータ１の外表面２に達して、正極板８を揃える圧力が加わることで小リブに隣接する大リブの底部４ｄで袋状セパレータを突き破ってしまう。
【００２５】
本発明の構成によれば、幅方向の中央部の大部分に大リブ４を設け、幅方向の両端部に小リブ６を前記大リブ４よりも低く形成し、袋状セパレータ１の外表面２の小リブに隣接する大リブ４ａにはセパレータの中心部に向かう傾斜部に対応する長さを大きく設けることにより、極板群構成時の極板を揃える工程で、極板の端部が小リブに隣接する大リブ４ａに引っ掛かることがなくなるとともに、小リブ６を設ける幅寸法も広くする必要がない。また、小リブに隣接する大リブ４ａの高さを大リブ４よりも低く形成することにより、正極板８を両端部５方向へのスライド移動を容易にすることもできる。
【００２６】
なお、本発明では、負極板９を袋状セパレータ内に収納して説明したが、正極板８を収納させ、負極板９をセパレータ１の外表面２に存在するリブに対峙させても同様な効果が得られる。さらに、傾斜部ａ１０は、図３および図４において直線状な傾斜であるが、傾斜部を曲線状に形成しても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
上記したように、本発明の袋状セパレータのリブ形状を用いることにより、短絡を防止できるため、信頼性の高い鉛蓄電池を得ることができ、工業的に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】袋状セパレータの平面図
【図２】袋状セパレータと極板との組合せ図
【図３】本発明によるリブ形状の拡大上部断面図
【図４】本発明によるその他のリブ形状の拡大上部断面図
【図５】極板を組合せ揃える説明図
【図６】本発明の構成による極板とセパレータを組合せた上部断面概念図
【図７】従来形状の極板とセパレータを組合せた上部断面概念図
【符号の説明】
【００２９】
１    袋状セパレータ
２    外表面
３    中央部の大部分を占める部分
４    大リブ
４ａ  小リブに隣接する大リブ
４ｂ  小リブに隣接する大リブの頂点部
４ｃ  小リブに隣接する大リブの頂点
４ｄ  小リブに隣接する大リブの底部
５    両端部
６    小リブ
７    封止部
８    正極板
８ａ  正極板端部
９    負極板
１０  傾斜部ａ
１１  傾斜部ｂ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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