JPH0715098Y2 - シール鉛畜電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の産業上利用分野） 本考案はシール鉛蓄電池、さらに詳細には使用する電解
液の量が制限され、これらの電解液がセパレータに含浸
されて保持され、ガス吸収機能を持った密閉構造の鉛蓄
電池の構成に関するものである。

（従来技術） これまで、鉛蓄電池と言えば正極板、負極板共に希硫酸
水溶液の中に常時浸漬されて構成された構造のものを指
してきた。ところで、鉛蓄電池の負極板の活物質（電気
化学的反応に関与する物質のこと）としては、鉛粉（P
b）が使用されており、これは充電された状態では還元
状態にあり、酸素ガスと良く反応する性質を持ってい
る。したがって、負極板が、酸素ガスを含有する気相中
に置かれ、酸素ガスが負極板の活物質と接触しやすく、
かつ、その活物質の近傍に硫酸が存在するような状態−
例えば、負極板の活物質上に気相と硫酸の接触界面が存
在する、あるいは負極板の活物質が硫酸の薄い液膜で覆
われ、酸素ガスがこの液膜内を拡散して負極表面に到達
しうるような状態−では、この活物質は酸素ガス・硫酸
との反応によって容易に硫酸鉛（PbSO₄）に化学変化す
るので、この特性を利用すると電池内で発生したガスの
吸収機能を持たせることができる（なお、ここで生成し
た硫酸鉛は充電によって、再び還元状態に戻すことがで
きる）。

シール鉛蓄電池は、このような「ガス吸収原理」を利用
して電池の密閉化を達成したものである。したがって、
シール鉛蓄電池とこれまでの液入りの鉛蓄電池との大き
な差異の一つは、電解液の使用量にある。そして、シー
ル鉛蓄電池では、先に述べたガス吸収を効率良く行わし
めるために、極板の表面が硫酸の液膜で覆われるように
構成しておく必要があり、例えば正極板、負極板の間に
ガラスマットなどの保液性に優れた多孔性物質を配置
し、セパレータとして用いると共に液保持体としても機
能させ、液をこの多孔性物質に含浸させてある。このよ
うな構造のシール鉛蓄電池は、当初は非常に小型の機種
のものが作製されていたが最近は数100Ah以上の容量を
持つ大型の据え置き用の機種のものまで製造されるよう
になった。しかし、このような大型の機種のシール鉛蓄
電池にあっても蓄電池の基本構造はこれまで使用されて
きた液入りの蓄電池を踏襲した点があった。

すなわち、第２図に示すように液入りの蓄電池では負極
板１および正極板２共に、極板の下部（電槽の底に面す
る部分）に足Ｆがあり電池として組立が終了した状態で
はこの足Ｆによって極板が支えられている。同様に大型
の機種のシール鉛蓄電池においても、各々の極板１、２
の構造や極板群の組立状態を見ると、正極板２の伸び対
策が施されている点以外は液入りの電池と同様の設計思
想がそのまま用いられている。正極板２の伸びとは、シ
ール鉛蓄電池の正極板を構成している格子状集電体にカ
ルシウム入りの鉛合金が使用されているために発生する
現象で、電池を長期間使用した場合に極板全体が膨張す
るものである。そして、伸び対策とは、このような伸び
が発生した際にもこれによって電槽６が破壊されたりし
ないようにするため実施するものであり、正極板２と電
槽６内壁の間に空間を設け正極板２は電槽底部で支えら
れないようにするとか、あるいは正極柱によって吊るす
ような構造とする方法が採用されている。なお、図中、
３はセパレータ、４は端子、５は上蓋をしめしている。

（考案が解決する問題点） このように、これまでの大型のシール鉛蓄電池では極板
構造が従来の液入り電池と同様であり、その結果設置方
向としても液入り電池と同様に正立が採用されてきた。
しかし、シール鉛蓄電池は流動するような過剰の液がな
いので横に向けても使用可能であるという点を特徴の一
つとしてきており、将来的に見ると、電池の設置スペー
スを削減させたり、あるいは様々な電源設備における自
由自在な電池の設置を実現させるために、据え置き用の
大型のシール鉛蓄電池においても横置きで使用する形態
が強く要求されてくるものと考えられる。しかし、従来
の据え置き用のシール鉛蓄電池では上で述べたように正
立設置以外の使用形態を考慮した設計が全く行われてい
ない。したがって、その極板群構造のままで極板が設置
面に垂直になる方向に横置きに設置すると、極板の側面
（厳密には正立設置したときに側面となる部分）には支
えが全くないため極板群は重力で下方向に引っ張られ
る。極板群は極柱が電池外に貫通する部分だけによって
電槽と結合されており、横置きしたときにはこの部分で
支えられることになるので、先に述べたように重力が生
じると、結果的に極柱貫通部に応力が集中する。このよ
うに、大型の機種の場合、横置きにして使用すると極板
群によって極柱貫通部に力が加わりこの部分に亀裂など
の障害が発生し気密不良などに陥る恐れがあり、そのよ
うな設置形態では長期間の使用が不可能であった。シー
ル鉛蓄電池は完全気密構造で大気と電池内部が隔離され
ており、気密不良が発生し大気と電池内部が通じてしま
うと大気中の酸素が負極で吸収され電池の放電性能が著
しく低下し使用不能となる。したがって、極柱部の気密
不良の発生は電池の劣化に直接結びついていると言え
る。（極板が設置面と並行になる置き方では、基本的に
はこのような恐れはないと言えよう。）このように、こ
れまでに製作された大型のシール鉛蓄電池は、その構造
的な面からの制約により、極板と設置面が垂直になるよ
うな横置き設置が不可能であるという重大な欠点があっ
た。すなわち、シール鉛蓄電池は、完全密閉構造で液漏
れがなく、補水が不要、また設置方向も自由であるとい
う小型シール鉛蓄電池の特徴が、そのまま全ての機種に
適用可能であるかのように言われてきたが、少なくとも
大型の据え置き用途のシール鉛蓄電池では、設置方向が
全く無制限に自由であるとはいえない状況になる。

本考案の目的は、極板の構造を改良し、正立はもとより
任意の向きに横置きして長期間使用しても電池への障害
がない据え置き用の大型のシール鉛蓄電池を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明によるシール鉛蓄電
池は正極板、負極板、およびこれらを絶縁すると共に電
解液を含浸保持する多孔性物質が交互に組み合わされて
構成された極板群が電槽内に収容されて構成されるシー
ル鉛蓄電池において、各極板の、電池反応に関与する物
質が保持される部分の寸法は電槽の内寸よりも小さい
が、前記の極板の周辺部には突起を有し、前記突起のう
ち少なくとも正極板の突起は正極板の４隅に設けられて
おり、極板群が電槽内に収容されたときにはこれらの突
起が電槽の内璧・底部と接触するように構成されている
ことを特徴としている。

本考案の最も大きな特徴は、極板が設置面に垂直となる
ような向きにシール鉛蓄電池が長期間置かれても、極柱
部に無理な力が生じないようにするため、正・負極板の
各々について極板の周囲に支えとなる突起部分を少なく
とも正極板においては４隅に設けることである。このよ
うな極板を使用しているので、組立状態では極板群内の
全ての極板は電槽の内璧に接しており、例えシール鉛蓄
電池が横向きで使用されても、極板は１枚単位で電槽で
支えられ、これまでのシール鉛蓄電池のように極柱部に
力が加わる様なことはない。

（実施例） 第１図は本考案の実施例を示す図である。図中、１は負
極板、２は正極板、３はセパレータとして使用されるガ
ラスマット、４は端子、５は上蓋、６は電槽である。

第１図に示すように、シール鉛蓄電池は電槽６内に上蓋
５によって密封された空隙内に負極板１および正極板２
がセパレータ３を介して重ね合わされた状態で収納され
ている。

本考案においては第１図（ｂ）に示されるように負極板
１の側部と底部には極板の支えとなる耳状の突起７が設
けられている。また、第１図（ｃ）に示されるように前
述の正極板２にも負極板１と同様の突起７が設けられて
いる。ただし、負極板１と正極板２は使用中（非常用の
予備電源として使用される電池では放電は稀であり、ほ
とんど充電状態に置かれている。）における電気化学的
な状態が異なり、負極は常に還元状態に置かれているの
に対し、正極は酸化状態にある。このため、正極の格子
状集電体には伸びが生じ、極板全体が著しく変形する。
したがって、正極板２に設ける突起部７は極板の重量を
支えるのに十分な程度とし、このような伸びが生じても
この妨げとならないように大きさ・設置数などに特に配
慮する必要がある。格子状集電体が伸びると、正極板２
は極板の中央部から外周部に向かって全体的に押し出さ
れるように膨れて丸みを帯びた状態となるので、できる
だけこの伸びを妨げない位置としてここでは極板の４隅
を設置位置とした。一方、負極については電池が寿命に
なった後も当初の製造時の寸法がそのまま保たれるの
で、突起の設置に当たっては取付位置などについて考慮
する必要はない。このように周囲に突起を設けた極板を
使用してシール鉛蓄電池を構成すると、各極板の１枚１
枚がこれらの突起７によって電槽内璧に支えられるの
で、横向きに設置しても極板群が下向きに下げられるこ
とはない。即ち、極柱貫通部に無理な力が発生すること
はないので、正立はもとより任意の面を下にした横置き
設置も可能となる。なお、この実施例では格子状集電体
を鋳造するときに集電体の側部に突起を形成しているが
このような鋳型によって突起を設ける方法以外として
は、このような突起と同様の役割を持つプラスチック部
品などを別途準備し、これを集電体の外縁の任意の位置
に取付けることも考えられる。これらのいずれの方法に
よっても本考案の目的は達成可能であるので、製造上の
条件などによって任意の方法を採用すればよい。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のシール鉛蓄電池において
は各極の極板に突起が設けられている。したがって、例
え横向きで使用されたとしてもこれらの突起によって極
板が電槽の内璧で支えられるので極柱貫通部への力の集
中は起こらない。即ち、本考案のシール鉛蓄電池は任意
の面を下向きにしても設置可能であり、これにより据え
置き用の大型のシール鉛蓄電池においても初めて設置方
向の自由度が保証されるようになった。本考案の効果は
極板群の重量が大きくなる大型のシール鉛蓄電池につい
て特に大きく産業上の利点も甚大で

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を施したシール鉛蓄電池の極板構造の
例、第２図は従来のシール鉛蓄電池の極板構造の例であ
る。 １……負極板、２……正極板、３……セパレータ、４…
…端子、５……上蓋、６……電槽、７……突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】正極板、負極板、およびこれらを絶縁する
   と共に電解液を含浸保持する多孔性物質が交互に組み合
   わされて構成された極板群が電槽内に収容されて構成さ
   れるシール鉛蓄電池において、各極板の、電池反応に関
   与する物質が保持される部分の寸法は電槽の内寸よりも
   小さいが、前記の極板の周辺部には突起を有し、前記突
   起のうち少なくとも正極板の突起は正極板の４隅に設け
   られており、極板群が電槽内に収容されたときにはこれ
   らの突起が電槽の内壁・底部と接触するように構成され
   ていることを特徴とするシール鉛蓄電池。