JPH0812780B2 - 鉛蓄電池用の負極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鉛蓄電池用の負極に関するものであっ
て、鉛層で被覆されていて、作用物質（active mass）
のため、および電流の供給および取り出しのためのキャ
リアとしての役目をするエキスパンド銅の長方形平面状
グリッド波形式になっており、この負極においては、エ
キスパンド金属の伸張方向は、接続端子が配置してある
前記、長方形板の側部に平行に延びており、また、当該
側部には導電金属体が設けてあり、前記側部の全長に亘
って延びていて、前記接続端子に接続させてある。

この種の周知の負極（西ドイツ特許第2,241,368号）
においては、導電体は、格子板の上縁に取り付けた鉛条
体により形成されている。接続端子は鉛条体と一体に形
成されている。更に、エキスパンド銅と鉛条体との間の
導電流接続を良くするために、グリッド板上に鉛条体を
鋳造することが既に知られている（西ドイツ公開公報第
3,312,550号）。

周知の負極においては、エキスパンド銅を使用するこ
とにより、導電流が著しく改善されているとは云え、グ
リッド板の個々の表面領域で発生した電流を、可及的損
失を少なくして接続端子に導くについては、なお問題が
存在する。グリッド板の上縁に鉛条体を取り付けること
は、製造上の高度の複雑性と出費につながるばかりでな
く、銅の使用により達成されたグリッド板の比較的な低
重量を増大させる。

従ってこの発明の基礎をなす主要目的は、当初に述べ
た種類の負極を設けることであって、製造が簡単で、か
つ重量も軽減されているこの負極は、可及的無損失にな
っている前記接続端子へ確実に電流を導く。

この目的を満たすために、この発明においては、グリ
ッド板が、エキスパンド銅の二つの側部領域と、それら
二つの領域間に単位体状に配置されている一つの側にお
いて接続端子を形成するよう前記エキスパンド銅領域を
越えて突出している平らな銅帯体とから成っており、か
つ、前記銅グリッド板の前記接続端子側に位置したエキ
スパンド銅領域の縁において、適宜に切断され、相互に
向かって下り曲げられ、互いに接触させられているウエ
ブにより導電体が形成されている。

前記エキスパンド銅領域間に銅帯体を設けることによ
り、エキスパンド銅の個々の表面領域からの電流の取り
出しが、かなり改善される。なぜならば電流は先ず比較
的近い銅帯体に向かって横方向に導かれ、次いで電流
は、そこからほとんど損失なしに前記接続端子へ通過し
得るからである。というのは、銅帯体の幅を適切に選択
すれば、銅帯体はエキスパンド銅よりも抵抗がやゝ低い
からである。この利点は個々のグリッド板が、それらの
幅と比較して高さが非常に高くなっている車両用または
推進用電池において特に顕著である。

上縁が切断されているウエブの導電相互接続の結果と
して、この領域における鉛帯体の取り付けは完全に不必
要である。このことは、製造工程の顕著な単純化と、重
量の節約を意味するばかりでなく、切断ウエブの導電接
続により、銅帯体、すなわち接続端子に向かって横方向
に、特に低損失電流路が設けられるという特別な利点も
ある。というのは、接続している曲折ウエブが銅から成
っているからである。このようにして、実に驚くほど重
量が軽減され、かつ製造が単純化されるにもかゝわら
ず、グリッド板の上縁の特に限界領域内での改善された
電流案内が確保される。相互に向かって折り曲げられた
切断ウエブにより形成された導電体は同時に、板構成
（質量分野）の端子になる利点を有している。

できる限り損失を少なく銅電体へ電流を導くために
は、二つのエキスパンド銅領域間のほゞ中心に銅帯体を
位置させるのが好ましいのではあるが、銅帯体を、グリ
ッド板の中心に対し偏心的に、しかし中心に対し比較的
近づけて配置してもよい。このようにして、接続端子
は、接続部材へ接続することができ、これらの接続部材
は、負極板間に配置された正極板の接続端子から明らか
に隔離されていながら負極板を電気的に接続し合わせ
る。

ウエブが二つの結節点間の上縁でそのように切断され
る場合には、それらの長さは、前記上縁に対し平行に延
びているエキスパンド金属メッシュの対角線の長さの半
分に対しほゞ等しくなっていることが特に得策である。
この構造の結果として、一定長さに切断されているウエ
ブは、下方に向かって折り曲げられ、事実上前記上縁の
方向と一列に整列させられねばならないので、前記銅帯
体に対しほゞ垂直に延びた導電体が、事実上このグリッ
ド板の上縁に位置させられる。このようにして、この発
明の基礎をなす思想は、グリッド板の上端部に設けられ
るべき導電体が、エキスパンド銅それ自体の曲折ウエブ
によって形成されるということである。この思想はま
た、銅帯体が全く設けられていないか、または一端部に
銅帯体が設けられているすべてのエキスパンド銅グリッ
ド板に対しても基本的に用いられる。しかしながら、好
ましくは、かつ特に有利なのは、折り曲げられて導電体
になったエキスパンド銅のウエブが、一体的に接続端子
に合体させられているほゞ中心に配置された銅帯体と共
に用いられることである。

もう一つの有利な実施例は、接触曲折ウエブの接触接
続が、その後のスズ被覆および／鉛被覆の結果として、
はんだ接続によって付加的に増補されていることを特徴
としている。そのようなエキスパンド銅グリッドは、通
常最初にスズ被覆され、次いで鉛層が被覆される。この
方策は、この発明によれば、ウエブが曲折されて、接続
端子に面したグリッド板の縁において接触させられた後
に用いられるので、機械的接続は、はんだ付け接続によ
って増補される。

負極構成を、また銅帯体の領域内にも設けて保持する
ために、もう一つの実施例は銅帯体がそれの長さに亘っ
て配置された穴を有し、接続端子の直下方の領域または
上縁は穴なしになっているように構成されている。エキ
スパンド金属の縁から接続端子への推移領域において、
銅帯体を穴から脱け出させることは特別な意味をもつも
のである。というのは、この限界領域においては、電流
の伝導は、付加的な抵抗の導入によって妨げられないだ
ろうからである。穴内に可及的多くの作用物質を導入し
て確実に保持するためには、各穴は穴の領域から打貫き
により押し出された銅材によって形成されたカラーによ
り取り囲まれていなければならない。これに関しては、
カラーが、銅帯体の一側および他側上に交互に位置させ
てある場合が得策である。

グリッド板が、通常どおり、ハウジング内で垂直状に
延びた銅帯体と、上方へ向かって配置された接続端子を
備えて配置されている場合には、板の下部領域から接続
端子へ向かって上方へ流れる電流は、概して、グリッド
板のより高い領域で発生する電流よりも、より高い抵抗
を常に経験する。この点でまた、電流の伝導を改善する
ため、この発明のもう一つの実施例は二つの接続端子を
形成するために、グリッド板の両端部において、銅帯体
がエキスパンド銅の領域を越えて突出していることを特
徴としている。エキスパンド板の両端部における接続端
子は、適切な接続子により共通の接続端子に接続する。

グリッド板の下端部において、接続端子を接続子によ
り頂部へ接続するには問題があるので、このグリッド板
の実際の使用例としては、ハウジング内でグリッド板が
隔離材、および同様に両端部に接続端子を有する正極板
を交互に水平状に配置されており、ゲル状またはフリー
スまたは繊維拘束電解質が使用されていることを特徴と
している。このようにして、対向側部に設けられた接続
端子は、適当な接続子によりハウジングの上部領域内へ
対称的に導入され得る。

電解質をフリース内に保持するために、陽極板は、
「蓄電池板セットをもつ蓄電池の製造方法、およびこの
方法により製造された蓄電池」（西ドイツ出願P36 10 9
52.5）という名称の本出願と同日の特許出願にくわしく
説明してある通り、ガラス繊維マット内に形成されたポ
ケット内に横たえておくのが好ましい。このようにし
て、事実上全電解質が、蓄電池ハウジング内でガラス・
フリース内に拘束された形式で位置させられている。こ
の場合、エキスパンド銅を負極板として使用すること
は、極に対する熱の散らしが銅によって確実によく行わ
れるという特別の利点をもたらす。これはゲル状または
フリース拘束電解質を使用する場合に特に重要である。
というのは、こゝでは電解質対流による散らしの可能性
を得られないからである。

応用例としては、ハウジング内でグリッド板を、隔離
材および同様に両端部に接続端子を有する正極板と互い
違いに配置し、グリッド板を垂直に配置し、銅帯体を水
平状に延ばしておくことを示す。この場合、グリッド板
を垂直に配置して、液状電解質もまた使用することがで
きる。

もう一つの実施例によれば、グリッド板の基部にプラ
スチック端子条体を、押出し鋳込射出成形または押出し
によって取り付けることができる。

しかしながら、導電体は、グリッド板の下縁部に配置
すること、および上部の導電体と同様に構成されている
ことが好ましい。このようにして、横方向における伝導
性は、グリッド板の下縁部においてもまた増大させられ
る。

この発明による負極を有する鉛蓄電池においては、好
ましくは繊維マット隔離板内に入れられている正極板
は、重力鋳込グリッドとして、または管形板として製造
するのが得策である。

この装置においては、正極物質（mass）で満たされた
管形体のコアが、脚部条体をかなり越えて突出するよ
う、かつ、それらがそこで接続端子を有する導電体には
んだ付けされるか、または溶接されるよう、または脚部
条体が直接に導電体を形成するよう、特段の準備がなさ
れなければならない。

さて、以下この発明を添付図面を参照しながら説明す
る。

第１図および第２図に見られるとおり、この発明によ
るグリッド板11は、垂直に延びた平らな銅帯体12を有し
ており、この銅帯体12は、グリッド板11の中心軸24に対
しやゝ一つの側方によった位置にある。銅帯体12と一体
になっているエキスパンド銅の領域14は、銅帯体12から
それの両側へ延びている。銅帯体12の頂部は、接続用端
子13となっており、この端子13は、エキスパンド銅の領
域14の上縁16を越えて突出している。

第２図から特に明らかに見られるとおり、エキスパン
ド銅14の領域は上縁部16の領域において水平状に切断さ
れ残ったウエブ15は結節点17における交叉点で更に下方
へのみ接続してエキスパンドメッシュ19の水平対角線18
の長さの半分にほゞ対応する長さを有するようにしてあ
る。ウエブ15は、銅帯体12の長さ方向に対し直角に延び
る方向に対形式で相互に向かって折り曲げられている。
このようにして、切断された後に相互に沿って横たわっ
ているそれぞれの対のウエブ15の切断端部25は、機械的
かつ導電接続部にさせられる。切断およびプレス行程を
適切に行なうことにより、曲折ウエブ15間に可及的大き
な面積をもった接触領域が存在するはずである。その後
続いて行なわれるスズおよび鉛被覆の際に、接触領域内
に結果的になお残っているギャップは、スズを鉛で満た
されるので、機械的に接触ははんだ連結により補強され
る。

銅帯体12内には、グリッド板11の上縁16のやゝ下方に
孔20が設けられてある。これらの孔は、一定の間隔で配
列されていて、そのサイズは、銅帯体12の導電性が著し
くそこなわれないようになっている。第１図に見られる
とおり、銅帯体12のほゞ全長に亘って一定間隔で13の穴
が均斉に配置されている。

第３図には、銅条体12内に孔20を形成する打貫き引出
し工具26を示されている。この工具には尖端部27を備え
たおすダイスがあり、これらの尖端部27は、銅帯体12上
で下方へ移動させられると、シート銅材内に設けられる
べき孔20の中心に先ず最初に突きささり、次いで孔は外
側に向かって90゜折り曲げられて円筒形カラー21が造り
出されるようにするが、これらのカラー21は、銅帯体12
の反対側に向かって互い違いに付き出るようになってい
る。孔20および特にカラー21は、負極の活性物質（acti
ve mass）を収容し確実に保持する役目をする。

第４図においては、負極11が正極板23と交互になって
いて、それらの間にセパレータ物質が配置してあり、か
つ、ゲル状またはフリース拘束電解質を含んでいるハウ
ジング22内に水平状に配置されている。負極板11および
正極板23はそれらの向い合った端面部に、それぞれの接
続端子13,13′および13″、13を有している。負極11
の接続端子13、13′は、エキスパンド銅の領域14を越え
た両端面部で延びている銅帯体12によって形成されてい
る。接続端子13、13′および13″、13は、図示してな
い方法で、それぞれ導電状に接続子に接続されており、
前記接続子は、ハウジングの接続端子（極）に通じてい
る。

接続端子13、13′および13″、13はハウジング22内
で延びているブリッジ35により共に導電的に接続されて
おり、ブリッジは、ハウジングの両側部で相互に上下に
配置されていて水平状に延びている。ハウジングの側部
から導出されている極36、36′は、ブリッジ35へ接続さ
れている。接続端子は当然またハウジングの外側でも互
いに接続させることもできる。正極板23は、管形板また
はグリッド板、例えば鉛のエキスパンドメタルグリッド
として製造される。

正極23は、電解質が拘束される微孔性ガラスファイバ
ーマットセパレーター32のボケット内に挿入されるのが
好ましい。ゲル状電解質の使用にもまた可能である。

エキスパンド銅の負極を使用すると、ガラスファイバ
ーマットセパレーター32内に電解質を固定させるに関
し、または同様の特性を通して、蓄電池の内部からの熱
が、事実上良好な状態で極36、36′に向かって散らされ
るという特定の利点がある。このことは、このような構
造にすれば、重要なことである、というのは、そうでな
い場合には熱交換を可能にし得る電解質対流が発生し得
ないからである。

第６図は、正極管形板23の特に好ましい例を示してお
り、その特性は、負極のそれらから独立して有利なもの
である。

第６図に見られるとおり、導電体34は、電極23の両側
に設けてある。管体31より成る実際の板配列は、これら
の導電体間に配置されている。管体31は、正極物質30で
満たされており、かつ鉛より成るコア29が管体を通して
軸方向に延びている。コアは、第６図において頂部が拡
大されていて、そこで導電体34と接続させてあるか、ま
たは導電体34と一体に鋳造されている。第６図の陽極板
23の下端部に脚部条体28が位置させてあるが、しかしな
がら、この発明の構成を結果として耐熱材より成るとす
れば、第８図による耐熱焼結体より成るのが好ましい。

現今使用されている脚部条体は、図面に36で示すよう
に構成されているが、この発明によれば、コア29は、37
で示すように、製造のさいに、脚部体28内の対応孔およ
び導電体34の孔38（第７図）を通して突き出る。第６図
および第７図に見られるように、導電体34は、管体31の
径に対応する脚部条体28内の孔の領域内に、管体31の方
へ向いて、管体31の下部領域内の適合した位置へ貫通し
ている突起部を有している。孔38は、導電体34の下面か
ら、管体31内の関連突起部29の上端部まで連続的に延び
ている。必要ならば、導電体34の突起部は、第７図によ
り、管体31の下端部の領域内で径を段状に減らして、管
体31の下方の径が、それの上方の径よりも断片的に大き
くなっているようにすることもできる。コア29の端部37
は、孔38の領域内の突起部および導電体34を通して延び
ている。

導電体34は、接続端子13″、13を支持しているが、
これもまた第４図に示してある。

37のコアを突出させたこの配列を、あらかじめ接続端
子13をもつ導電体34が形成されている温浴内にひたす
ことも可能である。現在用いられているプラスチック体
の代りに、中央部に貫通ガイドがあいている前もって対
応状に形成した鉛体を使用することも可能である。この
場合には、コアは、単に鉛体にはんだ付けするだけでよ
い。

耐熱材の脚部条体、例えば焼結体が用いられる限り、
コアの突起部37は、単に補助形式で溶接され得る。

第５図においては、負極板11は同様に、両端面が銅帯
体と12一体に形成された接続端子13、13′を有してい
る。第４図の実施例と同様方法で、銅帯体12がこゝでも
またハウジング内で水平状に配置されている。しかしな
がら、第４図の実施例と対比して電極11は垂直状に配置
されている。接続端子13、13′は、負極間に交互に設け
られた図示してない正極板の接続端子とまさに同様に、
これもまた図示してないハウジングの接続極に図示して
ない接続子により、接続している。

負極11からの電流の取り出しは、銅帯体12の両端部に
おける接続端子13、13′の配置の結果として更に有利に
なっている。プラスチック端子条体28は、格子板11の下
端部に、例えばその場でそれを射出成形によって取り付
けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る負極の略平面図、第２図はエ
キスパンド銅の領域から接続端子および銅帯体への推移
領域における第１図の拡大区分図、第３図は、極物質保
持兼受入れ孔形成中のこの発明の負極の銅帯体の部分の
略拡大断面図、第４図はこの発明による負極が水平に配
置された蓄電池ハウジングの平面図、第５図は本発明の
負極を備えたグリッド板平面に沿った縦断面図、第６図
は第４図の鉛蓄電池用に特に適した陽極管形板、第７図
はコアを導電条体へ溶接の際に拡大して示した180゜回
転済みの第６図の部分VII、第８図は耐熱焼結体より成
る脚部条体を有する管形板の管体の下部の部分図であ
る。 図中、11……グリッド板、12……銅帯体、13……接続端
子、14……エキスパント銅の領域、15……ウエブ、16…
…上縁、17……結節点、18……水平対角線、20……孔、
21……円筒カラー、22……ハウジング、23……正極板、
28……脚部条体、29……コア、30……正極物質、31……
管体、33は接続端子、34……導電体。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉛層で覆われた上縁16と側縁とを有するエ
   キスパンド銅14により構成されている長方形の平面状グ
   リッド板11で形成され、 活性物質用の、又電流供給及び取出しのためのキャリヤ
   としての作用を有し、 エキスパンド銅の伸張方向は前記上縁16と平行方向であ
   り、 前記上縁16の全長が導電部を形成している鉛蓄電池用の
   負極であって、 グリッド板11はエキスパンド銅14の二つの側部領域によ
   り構成され、 前記側部領域間に一体と成って配置されており、少なく
   ともその一端部がエキスパンド銅14の領域をこえて突出
   して接続端子13を形成している平銅の帯体12を有し、且
   つ 導電部はグリッド板の接続端子側に位置するエキスパン
   ド銅の領域の上縁16が、切断され相互に向って折り曲げ
   られ互いに接触しているウエブ15で形成されていること
   を特徴とする鉛蓄電池用負極。
2. 【請求項２】前記銅帯体12が、前記グリッド板11の中心
   線24を外れて配置されていることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項による負極。
3. 【請求項３】グリッド板の前記上縁16において隣接する
   結節点17間が、ウエブ15が前記上縁16に平行に延びてい
   る前記エキスパンド銅メッシュ19の対角線18の長さの半
   分にほゞ同じになるような長さに切断されていることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項又は第２項による
   負極。
4. 【請求項４】ウエブ15の接触接続が、その後のスズ及び
   ／又は鉛加工の結果として、はんだ接続により補強され
   ていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項乃至
   第３項にいずれか１項による負極。
5. 【請求項５】前記銅帯体12が、エキスパンド銅の上縁16
   の線より下の部分の全長に亙り配置された打貫き穴20を
   有することを特徴とする前記先行特許請求の範囲第１項
   乃至第４項のいずれか１項による負極。
6. 【請求項６】各穴20が、前記穴20の領域から打貫きによ
   り押し出された銅材により形成されたカラー21により取
   り囲まれていることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   ５項による負極。
7. 【請求項７】前記カラー21が、前記銅帯体12の一つの側
   と反対の側に交互にあることを特徴とする前記特許請求
   の範囲第６項による負極。
8. 【請求項８】前記銅帯体12が、前記グリッド板11の両端
   部において、前記エキスパンド銅の領域を越えて突出
   し、二つの接続端子13,13′を形成していることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   １項による負極。
9. 【請求項９】前記グリッド板11の脚部に、プラスチック
   端子脚部条体28が、射出鋳込成形又は押出しにより取り
   付けられていることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項乃至第５項のいずれか１項による負極。
10. 【請求項１０】導電部が、前記グリッド板11の下端部に
    も又形成されていて、頂部の前記導電体と類似に構成さ
    れていることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項乃
    至第５項のいずれか１項による負極。