JPH11185762A - 鉛蓄電池用電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硫酸鉛の蓄積を抑制し、長寿命かつ重量効率
の優れた密閉形鉛蓄電池を提供すること。 【解決手段】 本発明は、多数の貫通孔４を有する樹脂
シート３と、前記貫通孔４より小さな貫通孔２を有する
金属シート１とが積層され、これら貫通孔２，４に活物
質が充填されている鉛蓄電池用電極において、前記樹脂
シート３の貫通孔４一個につき、該貫通孔４に連通する
金属シート１の貫通孔２の数が複数であることを特徴と
する。

Description

【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、特に密
閉形鉛蓄電池の電極に関するもので、さらに詳しく言え
ば、すぐれたエネルギー密度と充放電サイクル寿命特性
が得られる鉛蓄電池用極板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、密閉形鉛蓄電池においても電気自
動車用バッテリ−に代表されるように、高エネルギ−密
度かつ長寿命という品質向上への要求が増大している。
しかしながら長年使用されてきたチュ−ブラ−（クラッ
ド）タイプでは比較的長寿命に対する要求は満たせるも
のの高エネルギ−密度に対する要求には対応できない。
またペ−ストタイプの電極を用いた鉛蓄電池では、比較
的高エネルギ−密度に対する要求には対応しやすいもの
の、エネルギ−密度を向上させることにより寿命特性を
大きく損なってしまう。つまり現状では高エネルギ−密
度と長寿命の両立には限界があり、要求を十分に満足す
るものを得ることができないという問題点を抱えてい
た。

【０００３】このような問題点を解決する方法として特
開平７−２５４４０８号公報に多数の貫通孔を有する樹
脂シ−トと前記貫通孔より小さな貫通孔を有する金属シ
−トが積層され、これら貫通孔に活物質が充填されてい
ることを特徴とする電極が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この多数の貫通孔を有
する樹脂シ−トと金属シ−トが積層され、貫通孔に活物
質が充填されている電極においても高エネルギー密度を
維持するためには、電極の軽量化以外に正負極活物質の
利用率を上げる必要があるが、活物質が高利用率の状態
で放電量に対し充電量が十分でない使用条件が続いた場
合には、活物質に硫酸鉛が蓄積して寿命に到るという問
題点があった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的とするところは、硫酸鉛
の蓄積を抑制し、長寿命かつ重量効率の優れた密閉形鉛
蓄電池を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、多数の貫通孔４を有する樹脂シ−ト３
と、前記貫通孔４より小さな貫通孔２を有する金属シ−
ト１とが積層され、これら貫通孔２、４に活物質５が充
填されている鉛蓄電池用電極において、前記樹脂シート
３の貫通孔４一個につき、該貫通孔４に連通する金属シ
ート１の貫通孔２の数が複数であることを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】本発明では、樹脂シート３の貫通孔４に連通す
る金属シート１の貫通孔２を複数にすることにより、集
電体である抵抗の低い金属シート１と抵抗の高い活物質
５間の距離を、例えば図４のＡ点と金属シート１との距
離ａは図３のＡ点と金属シート１との距離ｂのように短
縮することができ、しかも金属シート１の活物質５との
接触面積が増加するので、電極抵抗を低減でき電極の充
電効率が向上する。従って、活物質に硫酸鉛が蓄積する
のを抑制できる。

【０００８】なお、樹脂シート３の貫通孔４に連通する
金属シート１の貫通孔２の数を１個とし、その大きさを
小さくすれば前記距離を短縮できるが、金属シート１の
面積が増え、貫通孔２に充填される活物質５が減少する
ので、容量が低下すると共に重量が増加する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。

【００１０】図１は活物質を充填する前の本発明の一実
施形態を示す電極の平面図、図２は図１の一部拡大平面
図、図３は図１の貫通孔に活物質を充填した電極の一部
拡大平面図であり、１はＰｂ−Ｃａ−Ｓｎ系合金からな
る金属シ−ト、２は該金属シート１に形成された円形の
貫通孔、３はＡＢＳからなる樹脂シート、４は該シート
３に形成された円形の貫通孔、５は主として金属鉛また
は酸化鉛からなる活物質である。前記金属シート１は、
表と裏にそれぞれ前記樹脂シート３が積層され、接着剤
によりこれらシートが貼り合わされている。そして、図
２のように樹脂シート３の貫通孔４に金属シート１の貫
通孔２が複数連通するようになっており、これら貫通孔
２、４に前記活物質５が充填されている。

【００１１】なお、本実施形態では、樹脂シート３の貫
通孔４に金属シート１の貫通孔２が４個連通するように
重なっているが、この個数は活物質が充填でき、かつ加
工できる限り多いことが好ましい。

【００１２】次に、本発明の製造方法について説明す
る。

【００１３】（実施例）正極、負極として、各々厚さ
１．０ｍｍ、０．８ｍｍの樹脂シ−ト３に、直径４．０
ｍｍの前記貫通孔４を開孔率７５％で加工を施した後、
前記樹脂シ−ト３を図２のように、前記貫通孔４に対し
各４つの直径１．０ｍｍの貫通孔２を有する厚さ０．２
ｍｍの金属シ−ト１を中間層として両側に配置し、接着
剤で貼り合わせた。次に、前記貫通孔２、４に活物質５
を充填して熟成、乾燥して本発明の正極および負極を作
製した。

【００１４】この正極と負極の間に、厚さ１．０ｍｍの
微細ガラス繊維マットからなるセパレ−タを挟んで正極
５枚、負極６枚の極群を構成し、排気弁のついたＡＢＳ
製のケ−スに収納し、電解液を注入後初充電を行い、公
称容量３８Ａｈの密閉形鉛蓄電池Ａを作製した。

【００１５】（比較例）正極、負極として、実施例１の
ように樹脂シート３を加工した後、該樹脂シ−ト３を図
４および５のように、貫通孔４に対し直径２．０ｍｍの
貫通孔２を有する厚さ０．２ｍｍの金属シ−ト１を中間
層として両側に配置した。その後は実施例１と同様にし
て正極と負極を作製した。

【００１６】このような正極と負極を用いて実施例１と
同様にして密閉形鉛蓄電池Ｂを作製した。

【００１７】（試験）実施例で作製した電池Ａ及び比較
例で作製した電池Ｂを同一試験条件下でサイクル寿命特
性を調査した。その結果を表１に示す。

【００１８】尚、放電は温度２５℃のもと３時間率の放
電電流でＤＯＤ８０％放電を行い、充電は温度２５℃の
もと０．１Ｃ（Ｃは３時間率容量）で放電量の１００％
とし、電池の容量低下に応じて適宜均等充電を実施し
た。寿命判定は放電容量が初期容量の８０％以下になっ
た時点をを寿命とし、寿命に至るまで充放電サイクルを
繰り返した。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１の結果から、金属シート１の貫通孔２
を樹脂シート３の貫通孔４に対し複数とした電池Ａは、
従来品の電池Ｂよりも約１．４倍の寿命延長が確認され
た。また、各鉛蓄電池Ａ、Ｂを寿命になった時点で解体
したところ、双方ともほぼ同等の硫酸鉛の蓄積が認めら
れ硫酸鉛の蓄積による放電容量の低下が寿命原因である
ことが確認され、本発明の電極構造を使用した電池Ａ
は、硫酸鉛の蓄積を抑制しすぐれた充放電サイクル寿命
特性が得られることがわかった。

【００２１】なお、本実施形態では、金属シート１や樹
脂シート３の貫通孔２，４が円形になっているが、これ
に限るものでなく、例えば角形であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上述の通り、集電体と各活物質
の距離を短縮しているので硫酸鉛の蓄積を抑制できると
共に、樹脂シートの貫通孔と連通する金属シートの貫通
孔の面積を大きくできるので、長寿命かつ重量効率の優
れた密閉形鉛蓄電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】活物質充填前の本発明の一実施形態を示す電極
の平面図である。

【図２】図１の一部拡大平面図である。

【図３】図１の貫通孔に活物質を充填した一部拡大断面
図である。

【図４】活物質充填前の比較例の一部拡大平面図であ
る。

【図５】活物質充填後の比較例の一部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 金属シ−ト ２ 金属シ−トの貫通孔 ３ 樹脂シ−ト ４ 樹脂シ−トの貫通孔 ５ 活物質

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の貫通孔（４）を有する樹脂シ−ト
   （３）と、前記貫通孔（４）より小さな貫通孔（２）を
   有する金属シ−ト（１）が積層され、これら貫通孔
   （２、４）に活物質（５）が充填されている鉛蓄電池用
   電極において、前記前記樹脂シート（３）の貫通孔
   （４）に前記金属シート（１）の貫通孔（２）が複数連
   通していることを特徴とする鉛蓄電池用電極。