JPH11273635A - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックアップ電源等に用いられる比較的大容
量で縦長形状の密閉形鉛蓄電池を横置きあるいは斜め置
き状態で使用した場合に、極板を保持する鞍から足がず
れ落ちることにより極板同士が短絡し寿命が短くなるこ
とがあったのを解消することを課題とする。 【解決手段】 負極板２の下部に一対の足６ａと６ｂを
設け、この負極板２と正極板１およびセパレータ３から
構成される極板群を電槽７に収納し、負極板２の下部に
設けた足６ａと６ｂを電槽７の底部に設けた鞍８ａと８
ｂに載置し、電槽７の内寸と負極板２の幅との差を負極
板２の下部に設けた足６ａまたは６ｂの幅と鞍８ａまた
は８ｂの幅との和よりも小さくし、足６ａと６ｂのピッ
チを鞍８ａと８ｂのピッチより小とした構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉛蓄電池に関するも
ので、特にバックアップ用電源として使用される比較的
大容量の縦長形状の密閉形鉛蓄電池に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鉛蓄電池は、極板の下部に足と呼ばれる
突起を設けて、この足が電槽の内底部に設けられた鞍に
載置された構成を有しているものがある。このような構
成は自動車用の鉛蓄電池等では一般的である。

【０００３】また、遊離の電解液を豊富に有する鉛蓄電
池は電槽から電解液の漏出を防止する目的で液口栓を上
方向とした状態で使用している。

【０００４】ところが、遊離の電解液を殆ど有しない密
閉形鉛蓄電池は、前記のいわゆる正置状態のみならず横
置きや斜め置き状態で使用されることがあり、このよう
な場合、極板群や極板群を構成する極板が自重により重
力方向へ移動する結果、極板下部の足が鞍からずれ落ち
ることがあった。また、この足は通常一対で設けられる
が、特にその位置が重力方向に対してより下部にある足
の方が他方の足に比較して極板群あるいは極板の自重が
より一層かかるため、足が鞍上をすべるようにずれ落ち
る危険性がある。このような場合、極板群の側面に極板
群の自重がかかることによりセパレータが押し潰され正
極板と負極板とが短絡しやすい状態に陥るとともに、こ
れにより短寿命となる可能性があることが分かった。

【０００５】特に大容量の縦長の電池にこのような傾向
が顕著である。これは電池の大容量化により極板群自体
の自重が増加していること、さらに縦長の電池の場合に
は極板の幅は１４０ｍｍ程度であって、従来の自動車用
電池と余り変わらないにも拘わらず、極板の長さは３０
０ｍｍ以上にもなることによると考えられる。通常、極
板は電槽収納状態では極板上部の極板耳と極板底部の足
で電槽との位置が規定される。そして、同極性同士の極
板耳が集合溶接され、電槽隔壁あるいは電槽蓋で不可動
に固定される一方、極板底部の足は電槽底部の鞍に載置
された状態であり、摺動可能である。このような構成で
は極板の固定端である極板耳を中心にして、回転するよ
うに極板底部の足にモーメントがかかり、足が鞍からず
れ落ちることとなる。前記したように極板は長さが３０
０ｍｍ以上と長く、前記したモーメントの固定端から作
用端の距離が長い場合、よりこの影響が出やすくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は密閉形鉛蓄
電池に関して前記したような横置きあるいは斜め置き状
態での極板群の電槽に対する位置ずれを抑制し、このこ
とによるセパレータあるいは極板の変形と、これに起因
する短寿命を抑制することによる電池の信頼性を向上さ
せる効果を得ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決するために、負極板に少なくとも一対の足を設け、
この負極板と正極板およびセパレータから構成される極
板群がその内底部に少なくとも一対の鞍を有する電槽に
収納され、その状態で負極板下部の足が鞍に載置された
構成を有する密閉形鉛蓄電池において、負極板の幅と電
槽内寸との差が鞍の幅と負極板下部の足の幅との和より
小とした構成としたものである。また、特に本発明の効
果をより顕著にするために負極板下部に設ける足のピッ
チは鞍のピッチよりも小であることが望ましく、さらに
正極板の下部には一対の足を負極板下部に設けた足のピ
ッチより小にして設けるとともに、これら正極板に設け
た足のうち、正極板に設けた耳と対角位置にある足が鞍
に載置され、他方の足は鞍に載置されない構成とするこ
とが望ましい。

【０００８】前記した構成とすることにより、大容量の
縦長の密閉形鉛蓄電池を横置きあるいは斜め置き状態で
使用しても、極板下部に設けた足が鞍からずれ落ちるこ
とがなく、これにより極板群の側部、特にセパレータの
変形の発生を抑制することにより正極板と負極板との短
絡による短寿命を抑制し信頼性の高い電池を得ることが
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て記載する。

【００１０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における密閉形鉛蓄電池を示す破截断面図である。

【００１１】幅，長さがそれぞれ１４０ｍｍ，３００ｍ
ｍの正極板１と負極板２をそれぞれ１３枚，１４枚とセ
パレータ３で極板群４を構成した。正極板１と負極板２
の下部にはそれぞれ１５ｍｍ幅の一対の足５ａ，５ｂお
よび６ａ，６ｂを設けている。正極板１の下部に設けた
足５ａ，５ｂのピッチは５０ｍｍ、負極板２の下部に設
けた足６ａ，６ｂのピッチは１００ｍｍとした。電槽７
の底部には負極板２の下部に設けた足６ａ，６ｂに対応
する一対の５ｍｍ幅の鞍８ａ，８ｂを１１０ｍｍピッチ
で設けた。正極板１の下部に設けた足５ａ，５ｂのう
ち、正極耳９の対角位置にある足５ａに対応する鞍１０
を電槽底部に設ける一方で、他方の足５ｂには対応する
鞍を設けない構成とした。

【００１２】なお、極板幅に対応する電槽内寸は１５５
ｍｍとし、この構成による電池を電池Ａとした。

【００１３】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２における密閉形鉛蓄電池を示す破截断面図である。
正極板１の下部に一対に設けた足５ａ，５ｂは両方とも
鞍１０に載置された構成である他は図１に示した構成と
同一である。

【００１４】上記の実施の形態１および本実施の形態２
において、電槽内寸と極板幅との差は１５ｍｍであり、
鞍幅５ｍｍとこの鞍に載置される足幅１５ｍｍとの和で
ある２０ｍｍより小である構成であり、この構成の電池
を電池Ｂとした。

【００１５】これらの実施の形態１および２で示した電
池Ａおよび電池Ｂの構成により、電池が特に斜め置き状
態で設置された場合において、負極板２の下部に設けた
一対の足６ａ，６ｂのうち、少なくともより下方に位置
する方の足は鞍からずれ落ちることが抑制できるので、
極板群自体の自重による極板群、特にセパレータの変形
を抑制し、このことによる正極・負極間の短絡発生を抑
制できる。

【００１６】

【実施例】前記した図１および図２に示した本発明の実
施の形態１と２による密閉形鉛蓄電池を斜め置き状態と
し、電池の過充電試験を行った。なお、比較のためにそ
れぞれ図３および図４に示した比較例および従来例の構
成による密閉形鉛蓄電池も同時にこれらの試験を行っ
た。

【００１７】図３は比較例の密閉形鉛蓄電池の構成を示
す破截断面図である。負極板２の下部に設けた足６ａ，
６ｂのピッチを１００ｍｍ、これらの足６ａ，６ｂを載
置する鞍８ａ，８ｂのピッチを９０ｍｍとし、図２に示
した本発明の実施の形態２において極板下部の足のピッ
チと鞍のピッチとの大小関係を逆転させた構成である。
この比較例の構成の電池を電池Ｃとした。

【００１８】図４は従来例の密閉形鉛蓄電池の構成を示
す破截断面図である。負極板２の下部に設けた足６ａ，
６ｂのピッチと、これらの足６ａ，６ｂを載置する鞍８
ａ，８ｂのピッチを同一の１００ｍｍとし、足６ａ，６
ｂの幅を８ｍｍ、鞍８ａ，８ｂの幅を５ｍｍとした構成
とした。この従来例の構成の電池を電池Ｄとした。

【００１９】これら比較例および従来例とも、電槽内寸
および極板幅は本発明例の実施の形態１，２と同一であ
り、それぞれ１５５ｍｍおよび１４０ｍｍである。ここ
で、従来例は電槽内寸と極板幅との差は足６ａ，６ｂの
幅と鞍８ａ，８ｂの和より大とした構成である。

【００２０】これらの本発明の実施の形態１，２，比較
例および従来例の構成の各電池を、図５に示したように
電池１１が水平に対して３０°の角度を為した状態でそ
れぞれ過充電試験を実施した。過充電試験条件は６０℃
雰囲気下で２．３Ｖ／セル定電圧充電を３週間、
０．１ＣＡ放電（放電終止電圧１．８Ｖ／セル）の過充
電−放電のサイクルを行った。ここでの放電での放電
持続時間が試験前の１／２まで低下した時点で電池寿命
とし、試験を終了した。この試験での過充電寿命期間を
表１に示す。なお、過充電寿命期間は電池Ｄのそれを１
００とした指数で示した。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１に示したように本発明の電池Ａおよび
電池Ｂは比較例の電池Ｃおよび従来例の電池Ｄに比較し
て電池寿命期間の伸長が認められ、過充電特性が改善さ
れていることが確認できた。

【００２３】次にこれらの電池Ａ，Ｂ，ＣおよびＤにつ
いて前記の試験終了後、各電池の分解調査を行った。そ
の結果、本発明の実施の形態１における電池Ａおよび実
施の形態２における電池Ｂについては負極板下部に一対
に設けた足はそれぞれ鞍上に載置状態にあった。なお、
正極板に過充電による極板の伸びが認められたが、本発
明の実施の形態１における電池Ａはすべての方向へほぼ
均等な伸びが認められたのに対し、本発明の実施の形態
２における電池Ｂについては極板の厚み方向および幅方
向への伸びが他の方向に比較して顕著であった。これは
電池Ｂにおいては正極板が三点で支持された構成である
ため、極板の伸びやすい方向がより選択的になったこと
によると考えられる。

【００２４】比較例の電池Ｃについては本発明の実施の
形態１における電池Ａおよび実施の形態２における電池
Ｂと同様、負極板下部の足はいずれも鞍上に載置状態に
あるものの、図６に示したように、これらの足のうち、
特に斜め置き状態としたことによって下になる方の足が
極板の幅方向の中心へ向かって変形を受けていた。この
時の鞍は足のより極板の幅方向へずれた部位で足と接触
していた。また、極板群４のうち、正極板１と電槽内壁
とが接触状態にあり若干の変形を受けていた。これらの
ことから、極板群４は重力方向へずれるとともに、正極
板１が過充電により伸び、電槽７と接触状態になったと
考えられる。

【００２５】従来例の電池Ｄについては図７に示したよ
うに、負極板下部の足は鞍から完全にずれ落ちていたと
ともに、正極板１，負極板２，セパレータ３ともに電槽
７の内壁と接触状態にあり、セパレータ３が押し潰され
た状態にあって、さらには正極板１が押し潰されたセパ
レータ３を回り込んで負極板２と短絡状態にあった。こ
の短絡により電池が使用寿命に至ったと考えられる。

【００２６】また従来例の電池Ｄで発生した正極板と負
極板との短絡状態から、正極板の下部に設けた足のう
ち、正極耳の対角位置の足のみを鞍に載置した構成（電
池Ａ）にした方が過充電による正極板の伸びが極板幅方
向へ選択的に発生しないので本発明の効果を達成するに
はより効果的である。

【００２７】

【発明の効果】前記のように本発明の鉛蓄電池は大容
量，縦長の形状を有するも、横置き、特に斜め置きの状
態においても極板下部の足が電槽底部に設けた鞍からず
れ落ちることを抑制するとともに、この鞍からずれ落ち
ることによる極板群、とりわけセパレータの変形を抑制
し、この変形部分で発生する正極板と負極板との短絡を
抑制することにより短寿命を抑制し、信頼性の高い電池
を提供できるものである。

【００２８】本発明のような据え置きの鉛蓄電池は常時
充電されることにより、過充電使用となりやすいが、特
にこのような場合において本発明の効果が得られ、工業
上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における電池Ａの構成を
示す破截断面図

【図２】本発明の実施の形態２における電池Ｂの構成を
示す破截断面図

【図３】比較例における電池Ｃの構成を示す破截断面図

【図４】従来例における電池Ｄの構成を示す破截断面図

【図５】試験状態での電池の設置姿勢を示す説明図

【図６】比較例における電池Ｃの過充電試験終了後の状
態を示す要部断面図

【図７】（ａ）従来例における電池Ｄの過充電試験終了
後の状態を示す要部断面図（ｂ）（ａ）におけるＡ−
Ａ’要部を拡大して示した要部断面図

【符号の説明】

１ 正極板 ２ 負極板 ３ セパレータ ４ 極板群 ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ 足 ７ 電槽 ８ａ，８ｂ，１０ 鞍 ９ 正極耳 １１ 電池

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負極板下部に少なくとも一対の足を設
   け、この負極板と正極板およびセパレータから構成され
   る極板群がその内底部に少なくとも一対の鞍を有する電
   槽に収納され、この極板群は負極板下部に設けた足で鞍
   上に載置されており、負極板の幅と電槽内寸との差が前
   記電槽の鞍幅と鞍に載る足の幅との和より小としたこと
   を特徴とする密閉形鉛蓄電池。
2. 【請求項２】 負極板の下部に設けた一対の足のピッチ
   は一対の鞍のピッチより小としたことを特徴とする請求
   項１に記載の密閉形鉛蓄電池。
3. 【請求項３】 極板群を構成する正極板の下部には一対
   の足を設け、この足のピッチは負極板に設けた足のピッ
   チより小であるとともに、これら正極板に設けた足のう
   ち、正極板に設けた耳と対角位置にある足が鞍に載置さ
   れ、他方の足は鞍に載置されていないことを特徴とする
   請求項１または２に記載の密閉形鉛蓄電池。