制御弁式鉛蓄電池
【課題】極板群を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する構成で、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を向上することができる制御弁式鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】セパレータ１１を介して積層された正極板１２と負極板１３とからなる極板群１５を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する制御弁式鉛蓄電池１０において、電槽２１の隅部２５Ｃには、隣接する側壁２５にそれぞれ縦リブ３２を設けて縦リブ３２同士を横リブ３３で連結するようにした。
【解決手段】セパレータ１１を介して積層された正極板１２と負極板１３とからなる極板群１５を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する制御弁式鉛蓄電池１０において、電槽２１の隅部２５Ｃには、隣接する側壁２５にそれぞれ縦リブ３２を設けて縦リブ３２同士を横リブ３３で連結するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池、特に鉛蓄電池は、その汎用性、経済性とともに安定した性能と信頼性の高さから、自動車用途に加えて産業用の各種電源、コンピュータ等の非常用電源に広く用いられている。最近は、使用時の充放電条件や環境条件が厳しくなり、メンテナンスの容易さ、排ガスが非常に少ないなどの利点が強く求められるため、密閉性の高い制御弁式鉛蓄電池の使用が増加している。
前記制御弁式鉛蓄電池では、正極板と負極板とを微細ガラス繊維を主体としたマット状セパレータを介して交互に積層して極板群を形成し、極板群を電槽内に、電槽内幅より大きい幅を有する極板群を電槽内に強挿して、２０〜１００ｋＰａ程度の圧縮（圧迫）状態で収納して蓋を溶着又は接着剤で電槽に取り付け、蓋に設けられた注液用の開口部から電解液を入れるようにしている。次に、電槽化成（極板を先に化成して、極板群を製作した後に電槽に挿入する場合もある）を行い、最後に極板群に含浸する程度の電解液を注液し排気用の開口部にゴム弁（制御弁）を覆い被せて製造される。このようにして製造された制御弁式鉛蓄電池は、メンテナンスフリーのため様々な分野で利用されている。
【０００３】
最近注目されているスマートグリッド（次世代送電網）や再生可能エネルギー利用にあたり、供給電力を安定化させるために蓄電池を用いることが考えられている。その蓄電池として、制御弁式鉛蓄電池が挙げられるが、さらなるサイクル寿命向上が強く望まれており、サイクル寿命改善のために、基板の合金、活物質、添加剤等の研究開発が進められている。
また、極板群を強圧迫することにより、極板と電解液を含むセパレータとの密着性を良くし、電解液の移動を円滑にして寿命特性を向上させる方法がある。前記極板群を強圧迫するには、電槽の変形を防止する必要がある。そこで、従来、電槽の変形を防止するために、電槽の各側面に複数の凸部を設ける構造が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９２３９３号公報
【特許文献２】特開平９−３０６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の鉛蓄電池は、電槽の４隅に縦リブを設けて側壁部を薄肉にした場合でも強度を確保するものであるが、極板群を圧縮（圧迫）状態で収納した場合に、側壁面の変形を防止しうるほど十分な強度を得ることが困難であった。また、特許文献２に記載の鉛蓄電池は、電槽の４側面に複数の縦向き突出部と横向き突出部とを交差して設け、横向き突出部を隣接する縦向き突出部間で切り離し隣接する縦向き突出部間に上下方向に連続する縦向き通路を設けることで電槽の膨れを防止すると共に放熱を良好にするものであるが、各突出部が外方向に大きく張り出し、電槽の外形寸法が大きくなってしまい、また、別途金属板を設けるため、コストが高くなる。
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、極板群を電槽内に圧縮状態で収納する構成で、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を向上することができる蓄電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池において、前記電槽の隅部には、隣接する側壁にそれぞれ縦リブを設けて縦リブ同士を横リブで連結したことを特徴とする。この構成によれば、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を効率よく向上させることができる。
【０００８】
上記構成において、前記電槽は、底板の各辺から側壁が立ち上がって上面が開口し、前記縦リブは、前記側壁の上縁から下縁に渡って延在し、前記横リブは、前記縦リブの延在方向に間隔を空けて前記縦リブ同士を連結しても良い。この構成によれば、上記縦横のリブによって隅部全体の強度を高めることができる。
【０００９】
上記構成において、前記側壁に複数の縦リブを備え、前記複数の縦リブは、前記側壁の左右中央部では密に設けられ、前記隅部にいくほど疎に設けても良い。この構成によれば、縦リブを等間隔で配置する場合に比して、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池において、電槽の隅部には、隣接する側壁にそれぞれ縦リブを設けて縦リブ同士を横リブで連結したので、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を効率よく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る蓄電池の分解斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は蓄電池の正面図、側面図、上面図及び底面図である。
【図３】電槽の斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施例３を示し、（Ｂ）は実施例３の比較例３を示す図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施例４を示し、（Ｂ）は実施例４の比較例４を示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施例５を示し、（Ｂ）は実施例５の比較例５を示す図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施例６を示し、（Ｂ）は実施例６の比較例６を示す図である。
【図８】（Ａ）は本発明の実施例７を示し、（Ｂ）は実施例８を示し、（Ｃ）は実施例９を示す図である。
【図９】（Ａ）は基準となる比較例１を示し、（Ｂ）は実施例１，２の比較例２を示す図である。
【図１０】試験結果から得た変形割合とサイクル数との関係を示す特性曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る蓄電池の分解斜視図であり、図２（Ａ）〜（Ｄ）はその正面図、側面図、上面図及び底面図を各々示している。
図１に示すように、この蓄電池１０は、セパレータ１１をガラス繊維を主体としたマット状セパレータとし、電解液をそのマット状セパレータに保持する制御弁式鉛蓄電池である。この蓄電池１０においては、鉛を主成分とする基板に活物質ペーストを充填してなる正極板１２と負極板１３とをセパレータ１１を介して交互に積層し、同極性同士の極板耳部をストラップ１４Ａ，１４Ｂで各々接続することにより極板群１５を形成し、極板群１５を積層方向に５０ｋＰａで圧縮（圧迫）した状態で電槽（電池ケースとも称する）２１内に収納し、蓋１６を溶着又は接着剤で電槽２１に取り付けている。
なお、極板群１５の圧縮（圧迫）については、極板群１５の最外部極板の両平面を平滑な板を用いて平行に挟み、その外側からプレス機を用いて極板群１５を挟んだ板に対して垂直に圧をかけ、極板群１５の厚さを挿入する電槽内寸と同じ幅となるように圧迫し、この状態で極板群１５のみを電槽２１内に挿入した。
【００１４】
図２に示すように、蓋１６を取り付けた後、蓋１６に設けられた注液や排気用の開口部１６Ａから電解液を電槽２１内に注液し、次に、電槽化成を行い、最後に、蓋１６に設けられた注液や排気用の開口部１６Ａに制御弁１７を覆い被せることによって、この蓄電池１０が製造される。制御弁１７は、通常は、蓄電池１０内部の気密を保つために閉じており、充電時等に蓄電池１０の内圧が上昇したときに開いて圧を逃がすものである。
なお、この制御弁式鉛蓄電池１０は、端子部を構成する正極端子１８Ａおよび負極端子１８Ｂを１個ずつ有しているが、端子数は容量に応じて変更されるものであり、例えば、より大容量の場合は各端子１８Ａ、１８Ｂは２個ずつとされる。
【００１５】
図３は電槽２１の斜視図である。
電槽２１は、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の一体成形で形成されており、箱型の電槽本体２３と、電槽本体２３を補強する凸条リブ３０とを一体に備えている。電槽本体２３は、矩形（本実施形態では長方形）の底板２４（図２（Ｄ）参照）の各辺から側壁２５が立ち上がり、上面が開口する直方体形状の箱体に形成されている。但し、電槽２１を成形金型から抜きやすくするために、電槽本体２３には底板２４に行くほど絞られるように抜きテーパーが形成されている。
側壁２５は、隣接する側壁２５の一方が幅広の長側壁２５Ａに形成され、他方が幅狭の短側壁２５Ｂに形成され、長側壁２５Ａと短側壁２５Ｂとが互いに直角に連結されることによって、対向する側壁２５同士が平行で、かつ、同形状に形成される。図１に示すように、この電槽２１内には、一対の短側壁２５Ｂの間に、各極板１２，１３が短側壁２５Ｂに平行に並ぶように配置され、且つ、各極板１２，１３は積層方向に圧縮（圧迫）されて収納されるから、電槽２１内では一対の短側壁２５Ｂを外側に撓ませるように押圧力が作用する。
【００１６】
長側壁２５Ａと短側壁２５Ｂとをつなぐ隅部２５Ｃは、横断面視（底板２４と平行な断面視）で外側に湾曲する円弧状隅部に形成されており、この隅部２５Ｃを直角の隅部に形成する場合と比較して、上記押圧力による応力集中を抑え、その分、隅部２５Ｃの剛性を高めることが可能である。
【００１７】
凸条リブ３０は、電槽本体の４つの隅部２５Ｃに設けられる角リブ部３１と、隅部２５Ｃを除く領域（平面部（非隅部））に設けられるリブ部４１とで構成されている。角リブ部３１は、隅部２５Ｃにおける隣接する側壁２５に、側壁２５の上下方向に延びる縦リブ３２をそれぞれ設け、これら縦リブ３２同士を連結する横リブ３３を設けることによって形成されている。
より具体的には、隅部２５Ｃにおける隣接する側壁２５には、この隅部２５Ｃを挟むように互いに平行かつ近接する複数（本構成では２本）の縦リブ３２を設け、これら全て（４本）の縦リブ３２同士を連結する複数（本構成では１０本）の横リブ３３を等間隔で配設している。
縦リブ３２は、電槽２１の開口部２１Ａ（図３）の中心を通る開口軸線Ｃ１（上下方向に延びる軸線）に沿って延びるリブであり、側壁２５の上縁２６から下縁２７に渡って延在し、該軸線Ｃ１に沿った側壁２５の撓み等の変形を抑えることができる。つまり、これら縦リブ３２によって、隅部２５Ｃを含む隅部２５Ｃ近傍の該軸線Ｃ１方向に沿った変形を効果的に抑えることができる。なお、本発明における上縁とは、側壁の開口端から少し下がった開口周囲を取り巻く環状リブを有する部分であり、下縁とは電槽２１の底板２４部分である。
【００１８】
また、横リブ３３は、側面視で電槽２１の開口軸線Ｃ１と直交する方向（水平方向）であって、隅部２５Ｃに沿って延在し、隅部２５Ｃを挟む左右の縦リブ３２に直角につながり、縦リブ３２同士を連結する。横リブ３３は、縦リブ３２の延在方向に沿って等間隔で設けられ、軸線Ｃ１と直交する方向に沿った撓み等の変形、特に、隅部２５Ｃを基点とした側壁２５Ａ，２５Ｂの開きを効果的に抑えることができる。
このようにして、上記縦リブ３２及び横リブ３３からなる角リブ部３１によって、隅部２５Ｃを補強することができ、極板群１５を電槽２１内に圧縮（圧迫）状態で収納した場合に、その圧縮（圧迫）状態が開放されることによって生じる押圧力（反発力）に対して、隅部２５Ｃの上下方向及び左右方向の変形を抑えることができる。この結果、隅部２５Ｃを基点とした隣接する側壁２５同士の開きを効果的に抑えることができる。
また、上記縦リブ３２と横リブ３３とが連結し、且つ、交差するので、縦リブ３２と横リブ３３とが相互に補強し合い、縦リブ３２と横リブ３３とを切り離す構成と比べて、隅部２５Ｃを基点とした側壁２５の開きをより抑えることができる。
【００１９】
角リブ部３１以外のリブ部（平面部（非隅部）のリブ部）４１は、側壁２５毎に、側壁２５の上下方向に延びる複数（本構成では１１本）の縦リブ４２と、側壁２５の左右方向に延びる複数（本構成では５本）の横リブ４３とを備えて構成される。縦リブ４２は、側壁２５の上縁２６から下縁２７に渡って延在しており、横リブ４３は、側壁の左右に渡って延在している。
縦リブ４２は、側壁２５の左右中央部では密に設けられ、隅部２５Ｃにいくほど疎に設けられており、より具体的には、側壁２５の左右中央部に複数（本構成では３本）の縦リブ（中央縦リブと言う）４２Ａが近接して設けられ、左右中央部と隅部２５Ｃの間には、中央縦リブ４２Ａの本数よりも少ない本数（本構成では２本）の縦リブ（非中央縦リブと言う）４２Ｂが設けられている。なお、実施例１では、短側壁２５Ｂには、中央縦リブ４２Ａのみ形成され、非中央縦リブ４２Ｂは形成されていない。
なお、本実施例では中央縦リブ（左右中央部）を等間隔に３本、非中央縦リブを等間隔に２本設けたが、左右中央部から隅部に向かい縦リブの間隔を広く形成しても良い。
【００２０】
横リブ４３は、隣同士の角リブ部３１における縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を連結するように左右に延在し、上記中央縦リブ４２Ａ及び非中央縦リブ４２Ｂに交差し、これら全ての縦リブ３２を連結する。また、横リブ４３は、側壁２５の上縁２６から下縁２７の間にほぼ等間隔で複数（本構成では５本）設けられており、各横リブ４３が、隅部２５Ｃの横リブ３３とも一体に連結する。
これにより、各側壁２５の横リブ４３と、各隅部２５Ｃの横リブ３３とによって、電槽２１の周方向に延在する無端状の横リブが形成され、電槽２１の撓み等の変形を効果的に抑制することができる。
なお、実施例１では、各側壁２５の横リブ４３の本数（５本）に対して各隅部２５Ｃの横リブ３３の本数（１０本）は２倍に形成され、各側壁２５の横リブ４３が各隅部２５Ｃの横リブ３３を１本おきに連結するように形成されている。また、長側壁の中央縦リブ４２Ａの本数を３本、非中央縦リブ４２Ｂの本数を２本ずつ（隅部２５Ｃの縦リブ３２は除かれる）とし、短側壁の中央縦リブ４２Ａの本数を３本とし夫々形成している。このため、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａには１１本の縦リブを形成し、短側壁２５Ｂには７本の縦リブを形成している。
【００２１】
本実施形態では、この電槽２１を、縦１７０ｍｍ、横３００ｍｍ、高さ４６０ｍｍとし、各側壁２５（長側壁２５Ａ，短側壁２５Ｂ）の厚さを４．０ｍｍで形成している。また、この電槽２１に設けられる凸条リブ３０（角リブ部３１、リブ部４１の全て）は、電槽２１に蓋１６を取り付けた場合に、下面視で、この蓋１６の外周縁に重なる位置まで突出する突出量に揃えられている（図２（Ｄ）参照）。このため、凸条リブ３０を構成するいずれのリブ３２，３３，４２，４３も蓋１６よりも外側に突出せず、凸条リブ３０を設けても蓄電池１０が大型化しないように構成されている。
【実施例２】
【００２２】
（側壁の厚みを変化）
実施例２の電槽２１は、極板群１５の積層方向に位置する一対の短側壁２５Ｂを、他の側壁である長側壁２５Ａよりも厚くしており、短側壁２５Ｂの厚さを４．５ｍｍ、長側壁２５Ａの厚さを４．０ｍｍとし、それ以外を実施例１と同じに構成している。
【実施例３】
【００２３】
（縦リブを等間隔）
図４（Ａ）は本発明の実施例３を示す。実施例３の電槽２１は、実施例１と同様に角リブ部３１と、側壁２５の左右に渡って延在する横リブ４３とを有しており、横リブ４３は、等間隔で３本形成し、各隅部２５Ｃの横リブ３３を２個おきに連結するように形成している。この電槽２１では、側壁２５の上下に渡って延在する縦リブ４２（隅部２５Ｃの縦リブ３２は除かれる）を等間隔で形成しており、長側壁２５Ａでは７本形成し、短側壁２５Ｂでは３本形成している。このため、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａには１１本の縦リブを形成し、短側壁２５Ｂには７本の縦リブを形成している。それ以外は実施例１と同じに構成している。
【実施例４】
【００２４】
（縦横リブの本数減）
図５（Ａ）は、本発明の実施例４を示す。実施例４の電槽２１は、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）及び横リブ４３を減らしており、それ以外は実施例１と同じに構成している。縦リブ４２は、隅部２５Ｃの縦リブ３２を除き等間隔で形成され、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａは７本とし、短側壁２５Ｂは５本としている。また、横リブ４３は、等間隔で３本形成し、各隅部２５Ｃの横リブ３３を２個おきに連結するように形成している。
【実施例５】
【００２５】
（縦リブのみ）
図６（Ａ）は、本発明の実施例５を示す。実施例５の電槽２１は、角リブ部３１以外は、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）のみとしており、それ以外は実施例１と同じである。縦リブ４２は、隅部２５Ｃの縦リブ３２を除き等間隔で形成され、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａは１１本とし、短側壁２５Ｂは７本としている。
【実施例６】
【００２６】
（横リブのみ）
図７（Ａ）は、本発明の実施例６を示す。実施例６の電槽２１は、角リブ部３１以外は、横リブ４３のみとしており、それ以外は実施例１と同じである。横リブ４３は、実施例１と同様に等間隔で５本としている。
【実施例７】
【００２７】
（角リブ部のみ）
図８（Ａ）は、本発明の実施例７を示す。実施例７の電槽２１は、角リブ部３１のみとしており、それ以外は実施例１と同じである。
【実施例８】
【００２８】
（角リブ部と縦リブのみ）
図８（Ｂ）は、本発明の実施例８を示す。実施例８の電槽２１は、各側壁２５の左右中央部に３本の縦リブ（中央縦リブと言う）４２Ａを設け、それ以外は実施例１と同じである。
【実施例９】
【００２９】
（斜めのリブ）
図８（Ｃ）は、本発明の実施例９を示す。実施例９の電槽２１は、各側壁２５に交差リブ４５を構成する斜めリブ４５Ａ，４５Ｂを設けている。また、角リブ部３１については、縦リブ３２同士を連結する横リブ３３が、隣接する側壁２５の一方の縦リブ３２から他方の縦リブ３２に設けて上下に分岐する側面視でＶ状のリブに形成されている。このリブ形状にすることにより、縦リブ３２同士の連結強度を向上できると共に、上記交差リブ４５と直線状に延在させることができる。なお、これらＶ字状、逆Ｖ字状の横リブ３３は、１個おきに上記斜めのリブ４５Ａ，４５Ｂに連結されている。
【００３０】
［比較例１］
図９（Ａ）は、比較例１を示す。比較例１の電槽２１は、実施例１の電槽２１から凸条リブ３０（角リブ部３１、リブ部４１）を全て除いており、それ以外は実施例１と同じである。
【００３１】
［比較例２］
図９（Ｂ）は、実施例１及び２の比較対象となる比較例２を示す。比較例２の電槽２１は、実施例３の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例３と同じである。
【００３２】
［比較例３］
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す実施例３の比較対象となる比較例３を示す。比較例３の電槽２１は、実施例３の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例３と同じである。
【００３３】
［比較例４］
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す実施例４の比較対象となる比較例４を示す。比較例４の電槽２１は、実施例４の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例４と同じである。
【００３４】
［比較例５］
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す実施例５の比較対象となる比較例５を示す。比較例５の電槽２１は、実施例５の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例５と同じである。
【００３５】
［比較例６］
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す実施例６の比較対象となる比較例６を示す。比較例６の電槽２１は、実施例６の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例６と同じである。
【００３６】
［試験］
上記電槽２１の変形量を確認するため、作製した電槽２１に蓋１６（図１参照）を融着して密封し、該蓋１６にパイプを気密に貫通し、このパイプ内を通して電槽内に空気を送り、０．２ＭＰａ（０．２０４ｋｇｆ／ｃｍ２）で加圧し、加圧による短側壁２５Ｂの最大変形量を測定した。
次いで、各々作製した電槽２１を用いて、図１に示すように、鉛を主成分とする基板に活物質ペーストを充填してなる正極板１２と負極板１３とをセパレータ１１を介して交互に積層し、同極性同士の極板耳部をストラップ１４Ａ，１４Ｂで各々接続することにより極板群１５を形成し、極板群１５を積層方向に５０ｋＰａで圧縮（圧迫）した状態で電槽２１内に収納し、注液や排気用の開口部１６Ａを有する蓋１６を接着し、この開口部１６Ａから極板群１５が含浸する程度の電解液を注液した。次いで、電槽化成を行い、容量が１０ＨＲで１０００Ａｈの制御弁式鉛蓄電池１０を作製した。
なお、極板群１５の圧縮（圧迫）については、極板群１５の最外部極板の両平面を極板よりも表面積が大きく平滑な板を用いて平行に挟み、その外側からプレス機を用いて極板群１５を挟んだ板に対して垂直に圧をかけ、極板群１５の厚さを挿入する電槽内寸と同じ幅となるように圧迫した。
【００３７】
続いて、各々作製した蓄電池１０のサイクル寿命を確認するため、サイクル寿命試験を行った。サイクル寿命試験は、放電０．２３ＣＡで終止電圧１．７Ｖ、充電は放電容量の１０４％となるように０．２３ＣＡ、上限電圧２．４５Ｖで定電流定電圧充電を行い、１００サイクル毎に１０ＨＲ放電を実施した。
そして、１０ＨＲ容量の７０％を下回った時点で寿命と判断した。
表１は、長側壁の厚さ、短側壁の厚さ、最大変形量、変形割合、強度比、サイクル数を夫々示したものである。なお、変形割合は比較例１の最大変形量を１００とした時の割合、強度比は、比較例１の強度を１００としたときの比率である。また、表１中の上矢印は上記値と同一であることを示している。
【００３８】
【表１】
【００３９】
なお、実施例６〜９については、加圧による試験のみを行い、その試験結果を示している。
表１に示すように、実施例１（図３）は、リブのない比較例１（図９（Ａ））と比べて４０％強度が向上し、実施例１から隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例２（図９（Ｂ））と比べても９％（１４０％−１３１％）強度が向上し、電槽２１の変形量を抑制することができた。特に比較例２との比較結果から、隅部２５Ｃの横リブ３３によって強度が向上していることは明らかである。
サイクル寿命についても、実施例１は１４００回であり、比較例１及び２と比較して最もサイクル特性が向上していることが判った。
【００４０】
また、実施例１よりも短側壁２５Ｂを厚くした実施例２は、比較例１（図９（Ａ））と比べて７５％強度が向上し、比較例２及び実施例１と比べても強度が向上し、電槽２１の変形量をより抑制することができた。サイクル寿命についても１６００回に向上した。
また、実施例３（図４（Ａ））は、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を等間隔にしており、実施例３から隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例３（図４（Ｂ））と比べて９％（１３０％−１２１％）強度が向上し、電槽２１の変形量を抑制することができた。実施例３のサイクル寿命についても１３００回であり、比較例３の１１００回よりも向上した。
さらに、実施例４（図５（Ａ））と隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例４（図５（Ｂ））とを比較しても、実施例４の方が９％（１２９％−１２０％）強度が向上し、サイクル寿命についても向上し、実施例５（図６（Ａ））と隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例５（図６（Ｂ））とを比較しても、実施例５の方が１２％（１１８％−１０６％）強度が向上し、サイクル寿命についても向上した。
【００４１】
これらの比較結果は、電槽強度の向上がサイクル寿命の向上を果たすことを示している。これは電槽強度の向上により極板１２，１３と電解液を含むセパレータ１１との密着性が向上し、電解液の移動を円滑にして寿命特性を向上させたと考えられる。
また、上記の比較結果（実施例１と比較例２、実施例３と比較例３、実施例４と比較例４の比較結果）は、隅部２５Ｃの横リブ３３の有る無しで９％〜１２％の強度の違いがあることを示している。
ここで、この横リブ３３がない場合、上記の比較結果によれば、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）の有る無しでの比較（比較例１（図９（Ａ））と比較例５（図６（Ｂ））の比較）によれば、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）による強度向上は６％（１０６％−１００％）である。つまり、隅部２５Ｃの横リブ３３は、比較例５のように、多数の縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を設ける構成よりも強度向上に寄与している。
また、隅部２５Ｃの横リブ３３と縦リブ３２からなる角リブ部３１は、比較例５（図６（Ｂ））のように、隅部２５Ｃ以外の領域に多数の縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を設ける構成と比較して、電槽２１の外形への影響が小さく、電槽２１の大型化を回避できる。すなわち、角リブ部３１を設けることによって、電槽２１の大型化を抑制しつつ電槽強度を効率よく向上させることが可能である。
【００４２】
図１０は、上記試験結果から得た変形割合とサイクル数との関係を示す特性曲線図である。この図に示すように、変形割合とサイクル寿命とに相関関係があり、変形割合が小さいほどサイクル寿命が向上することが判る。
表１に示すように、実施例６〜９についても、比較例１に対して強度比で１１７％〜１３５％に向上している。このことから実施例６〜９についても、極板１２，１３と電解液を含むセパレータ１１との密着性が向上していることは明らかであり、サイクル寿命が向上していることは明確である。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、セパレータ１１を介して積層された正極板１２と負極板１３とからなる極板群１５を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する蓄電池１０において、電槽２１の隅部２５Ｃには、隣接する側壁２５にそれぞれ縦リブ３２を設けて縦リブ３２同士を横リブ３３で連結することにより、電槽２１の変形を抑制してサイクル寿命を効率よく向上させることができる。
また、隅部２５Ｃにおいて、縦リブ３２は、側壁２５の上縁２６から下縁２７に渡って延在し、横リブ３３は、その縦リブ３２の延在方向に間隔を空けて縦リブ３２同士を連結するので、上記縦横のリブ３２，３３によって隅部２５Ｃ全体の強度を高めることができる。
さらに、隅部２５Ｃを除く領域（平面部（非隅部））に設けられる縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）に関し、実施例１（図３）と実施例３，４（図４（Ａ）、図５（Ａ））との比較から、側壁２５の左右中央部では密に設け、隅部２５Ｃにいくほど疎に設ける実施例１の構成にすることにより、等間隔で配置する場合に比して電槽２１の変形を抑制してサイクル寿命を向上させることができる。
さらに、各側壁２５の厚さに関し、実施例１（図３）と実施例２との比較から、極板群１５の積層方向に位置する電槽２１の２つの短側壁２５Ｂを、他の側壁である長側壁２５Ａよりも厚くすることにより、電槽２１の変形を抑制してサイクル寿命をより向上させることができる。
【００４４】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形態では、制御弁式鉛蓄電池に本発明を適用したが、本発明を、極板群を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する各種の蓄電池に適用しても良い。また、縦リブ３２，４２，４２Ａ，４２Ｂは、電槽側壁の上縁２６から下縁２７に渡って延在したものを適用したが、必ずしも上縁２６又は／及び下縁２７に渡って延在するものでなくても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 蓄電池
１１ セパレータ
１２ 正極板
１３ 負極板
１５ 極板群
１６ 蓋
２１ 電槽
２１Ａ 開口部
２５Ａ 長側壁
２５Ｂ 短側壁
２５Ｃ 隅部
２５ 側壁
２６ 上縁
２７ 下縁
３０ 凸条リブ
３１ 角リブ部
３２，４２，４２Ａ，４２Ｂ 縦リブ
３３，４３ 横リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池、特に鉛蓄電池は、その汎用性、経済性とともに安定した性能と信頼性の高さから、自動車用途に加えて産業用の各種電源、コンピュータ等の非常用電源に広く用いられている。最近は、使用時の充放電条件や環境条件が厳しくなり、メンテナンスの容易さ、排ガスが非常に少ないなどの利点が強く求められるため、密閉性の高い制御弁式鉛蓄電池の使用が増加している。
前記制御弁式鉛蓄電池では、正極板と負極板とを微細ガラス繊維を主体としたマット状セパレータを介して交互に積層して極板群を形成し、極板群を電槽内に、電槽内幅より大きい幅を有する極板群を電槽内に強挿して、２０〜１００ｋＰａ程度の圧縮（圧迫）状態で収納して蓋を溶着又は接着剤で電槽に取り付け、蓋に設けられた注液用の開口部から電解液を入れるようにしている。次に、電槽化成（極板を先に化成して、極板群を製作した後に電槽に挿入する場合もある）を行い、最後に極板群に含浸する程度の電解液を注液し排気用の開口部にゴム弁（制御弁）を覆い被せて製造される。このようにして製造された制御弁式鉛蓄電池は、メンテナンスフリーのため様々な分野で利用されている。
【０００３】
最近注目されているスマートグリッド（次世代送電網）や再生可能エネルギー利用にあたり、供給電力を安定化させるために蓄電池を用いることが考えられている。その蓄電池として、制御弁式鉛蓄電池が挙げられるが、さらなるサイクル寿命向上が強く望まれており、サイクル寿命改善のために、基板の合金、活物質、添加剤等の研究開発が進められている。
また、極板群を強圧迫することにより、極板と電解液を含むセパレータとの密着性を良くし、電解液の移動を円滑にして寿命特性を向上させる方法がある。前記極板群を強圧迫するには、電槽の変形を防止する必要がある。そこで、従来、電槽の変形を防止するために、電槽の各側面に複数の凸部を設ける構造が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９２３９３号公報
【特許文献２】特開平９−３０６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の鉛蓄電池は、電槽の４隅に縦リブを設けて側壁部を薄肉にした場合でも強度を確保するものであるが、極板群を圧縮（圧迫）状態で収納した場合に、側壁面の変形を防止しうるほど十分な強度を得ることが困難であった。また、特許文献２に記載の鉛蓄電池は、電槽の４側面に複数の縦向き突出部と横向き突出部とを交差して設け、横向き突出部を隣接する縦向き突出部間で切り離し隣接する縦向き突出部間に上下方向に連続する縦向き通路を設けることで電槽の膨れを防止すると共に放熱を良好にするものであるが、各突出部が外方向に大きく張り出し、電槽の外形寸法が大きくなってしまい、また、別途金属板を設けるため、コストが高くなる。
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、極板群を電槽内に圧縮状態で収納する構成で、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を向上することができる蓄電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明は、セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池において、前記電槽の隅部には、隣接する側壁にそれぞれ縦リブを設けて縦リブ同士を横リブで連結したことを特徴とする。この構成によれば、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を効率よく向上させることができる。
【０００８】
上記構成において、前記電槽は、底板の各辺から側壁が立ち上がって上面が開口し、前記縦リブは、前記側壁の上縁から下縁に渡って延在し、前記横リブは、前記縦リブの延在方向に間隔を空けて前記縦リブ同士を連結しても良い。この構成によれば、上記縦横のリブによって隅部全体の強度を高めることができる。
【０００９】
上記構成において、前記側壁に複数の縦リブを備え、前記複数の縦リブは、前記側壁の左右中央部では密に設けられ、前記隅部にいくほど疎に設けても良い。この構成によれば、縦リブを等間隔で配置する場合に比して、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池において、電槽の隅部には、隣接する側壁にそれぞれ縦リブを設けて縦リブ同士を横リブで連結したので、電槽の変形を抑制してサイクル寿命を効率よく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る蓄電池の分解斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は蓄電池の正面図、側面図、上面図及び底面図である。
【図３】電槽の斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施例３を示し、（Ｂ）は実施例３の比較例３を示す図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施例４を示し、（Ｂ）は実施例４の比較例４を示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施例５を示し、（Ｂ）は実施例５の比較例５を示す図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施例６を示し、（Ｂ）は実施例６の比較例６を示す図である。
【図８】（Ａ）は本発明の実施例７を示し、（Ｂ）は実施例８を示し、（Ｃ）は実施例９を示す図である。
【図９】（Ａ）は基準となる比較例１を示し、（Ｂ）は実施例１，２の比較例２を示す図である。
【図１０】試験結果から得た変形割合とサイクル数との関係を示す特性曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る蓄電池の分解斜視図であり、図２（Ａ）〜（Ｄ）はその正面図、側面図、上面図及び底面図を各々示している。
図１に示すように、この蓄電池１０は、セパレータ１１をガラス繊維を主体としたマット状セパレータとし、電解液をそのマット状セパレータに保持する制御弁式鉛蓄電池である。この蓄電池１０においては、鉛を主成分とする基板に活物質ペーストを充填してなる正極板１２と負極板１３とをセパレータ１１を介して交互に積層し、同極性同士の極板耳部をストラップ１４Ａ，１４Ｂで各々接続することにより極板群１５を形成し、極板群１５を積層方向に５０ｋＰａで圧縮（圧迫）した状態で電槽（電池ケースとも称する）２１内に収納し、蓋１６を溶着又は接着剤で電槽２１に取り付けている。
なお、極板群１５の圧縮（圧迫）については、極板群１５の最外部極板の両平面を平滑な板を用いて平行に挟み、その外側からプレス機を用いて極板群１５を挟んだ板に対して垂直に圧をかけ、極板群１５の厚さを挿入する電槽内寸と同じ幅となるように圧迫し、この状態で極板群１５のみを電槽２１内に挿入した。
【００１４】
図２に示すように、蓋１６を取り付けた後、蓋１６に設けられた注液や排気用の開口部１６Ａから電解液を電槽２１内に注液し、次に、電槽化成を行い、最後に、蓋１６に設けられた注液や排気用の開口部１６Ａに制御弁１７を覆い被せることによって、この蓄電池１０が製造される。制御弁１７は、通常は、蓄電池１０内部の気密を保つために閉じており、充電時等に蓄電池１０の内圧が上昇したときに開いて圧を逃がすものである。
なお、この制御弁式鉛蓄電池１０は、端子部を構成する正極端子１８Ａおよび負極端子１８Ｂを１個ずつ有しているが、端子数は容量に応じて変更されるものであり、例えば、より大容量の場合は各端子１８Ａ、１８Ｂは２個ずつとされる。
【００１５】
図３は電槽２１の斜視図である。
電槽２１は、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の一体成形で形成されており、箱型の電槽本体２３と、電槽本体２３を補強する凸条リブ３０とを一体に備えている。電槽本体２３は、矩形（本実施形態では長方形）の底板２４（図２（Ｄ）参照）の各辺から側壁２５が立ち上がり、上面が開口する直方体形状の箱体に形成されている。但し、電槽２１を成形金型から抜きやすくするために、電槽本体２３には底板２４に行くほど絞られるように抜きテーパーが形成されている。
側壁２５は、隣接する側壁２５の一方が幅広の長側壁２５Ａに形成され、他方が幅狭の短側壁２５Ｂに形成され、長側壁２５Ａと短側壁２５Ｂとが互いに直角に連結されることによって、対向する側壁２５同士が平行で、かつ、同形状に形成される。図１に示すように、この電槽２１内には、一対の短側壁２５Ｂの間に、各極板１２，１３が短側壁２５Ｂに平行に並ぶように配置され、且つ、各極板１２，１３は積層方向に圧縮（圧迫）されて収納されるから、電槽２１内では一対の短側壁２５Ｂを外側に撓ませるように押圧力が作用する。
【００１６】
長側壁２５Ａと短側壁２５Ｂとをつなぐ隅部２５Ｃは、横断面視（底板２４と平行な断面視）で外側に湾曲する円弧状隅部に形成されており、この隅部２５Ｃを直角の隅部に形成する場合と比較して、上記押圧力による応力集中を抑え、その分、隅部２５Ｃの剛性を高めることが可能である。
【００１７】
凸条リブ３０は、電槽本体の４つの隅部２５Ｃに設けられる角リブ部３１と、隅部２５Ｃを除く領域（平面部（非隅部））に設けられるリブ部４１とで構成されている。角リブ部３１は、隅部２５Ｃにおける隣接する側壁２５に、側壁２５の上下方向に延びる縦リブ３２をそれぞれ設け、これら縦リブ３２同士を連結する横リブ３３を設けることによって形成されている。
より具体的には、隅部２５Ｃにおける隣接する側壁２５には、この隅部２５Ｃを挟むように互いに平行かつ近接する複数（本構成では２本）の縦リブ３２を設け、これら全て（４本）の縦リブ３２同士を連結する複数（本構成では１０本）の横リブ３３を等間隔で配設している。
縦リブ３２は、電槽２１の開口部２１Ａ（図３）の中心を通る開口軸線Ｃ１（上下方向に延びる軸線）に沿って延びるリブであり、側壁２５の上縁２６から下縁２７に渡って延在し、該軸線Ｃ１に沿った側壁２５の撓み等の変形を抑えることができる。つまり、これら縦リブ３２によって、隅部２５Ｃを含む隅部２５Ｃ近傍の該軸線Ｃ１方向に沿った変形を効果的に抑えることができる。なお、本発明における上縁とは、側壁の開口端から少し下がった開口周囲を取り巻く環状リブを有する部分であり、下縁とは電槽２１の底板２４部分である。
【００１８】
また、横リブ３３は、側面視で電槽２１の開口軸線Ｃ１と直交する方向（水平方向）であって、隅部２５Ｃに沿って延在し、隅部２５Ｃを挟む左右の縦リブ３２に直角につながり、縦リブ３２同士を連結する。横リブ３３は、縦リブ３２の延在方向に沿って等間隔で設けられ、軸線Ｃ１と直交する方向に沿った撓み等の変形、特に、隅部２５Ｃを基点とした側壁２５Ａ，２５Ｂの開きを効果的に抑えることができる。
このようにして、上記縦リブ３２及び横リブ３３からなる角リブ部３１によって、隅部２５Ｃを補強することができ、極板群１５を電槽２１内に圧縮（圧迫）状態で収納した場合に、その圧縮（圧迫）状態が開放されることによって生じる押圧力（反発力）に対して、隅部２５Ｃの上下方向及び左右方向の変形を抑えることができる。この結果、隅部２５Ｃを基点とした隣接する側壁２５同士の開きを効果的に抑えることができる。
また、上記縦リブ３２と横リブ３３とが連結し、且つ、交差するので、縦リブ３２と横リブ３３とが相互に補強し合い、縦リブ３２と横リブ３３とを切り離す構成と比べて、隅部２５Ｃを基点とした側壁２５の開きをより抑えることができる。
【００１９】
角リブ部３１以外のリブ部（平面部（非隅部）のリブ部）４１は、側壁２５毎に、側壁２５の上下方向に延びる複数（本構成では１１本）の縦リブ４２と、側壁２５の左右方向に延びる複数（本構成では５本）の横リブ４３とを備えて構成される。縦リブ４２は、側壁２５の上縁２６から下縁２７に渡って延在しており、横リブ４３は、側壁の左右に渡って延在している。
縦リブ４２は、側壁２５の左右中央部では密に設けられ、隅部２５Ｃにいくほど疎に設けられており、より具体的には、側壁２５の左右中央部に複数（本構成では３本）の縦リブ（中央縦リブと言う）４２Ａが近接して設けられ、左右中央部と隅部２５Ｃの間には、中央縦リブ４２Ａの本数よりも少ない本数（本構成では２本）の縦リブ（非中央縦リブと言う）４２Ｂが設けられている。なお、実施例１では、短側壁２５Ｂには、中央縦リブ４２Ａのみ形成され、非中央縦リブ４２Ｂは形成されていない。
なお、本実施例では中央縦リブ（左右中央部）を等間隔に３本、非中央縦リブを等間隔に２本設けたが、左右中央部から隅部に向かい縦リブの間隔を広く形成しても良い。
【００２０】
横リブ４３は、隣同士の角リブ部３１における縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を連結するように左右に延在し、上記中央縦リブ４２Ａ及び非中央縦リブ４２Ｂに交差し、これら全ての縦リブ３２を連結する。また、横リブ４３は、側壁２５の上縁２６から下縁２７の間にほぼ等間隔で複数（本構成では５本）設けられており、各横リブ４３が、隅部２５Ｃの横リブ３３とも一体に連結する。
これにより、各側壁２５の横リブ４３と、各隅部２５Ｃの横リブ３３とによって、電槽２１の周方向に延在する無端状の横リブが形成され、電槽２１の撓み等の変形を効果的に抑制することができる。
なお、実施例１では、各側壁２５の横リブ４３の本数（５本）に対して各隅部２５Ｃの横リブ３３の本数（１０本）は２倍に形成され、各側壁２５の横リブ４３が各隅部２５Ｃの横リブ３３を１本おきに連結するように形成されている。また、長側壁の中央縦リブ４２Ａの本数を３本、非中央縦リブ４２Ｂの本数を２本ずつ（隅部２５Ｃの縦リブ３２は除かれる）とし、短側壁の中央縦リブ４２Ａの本数を３本とし夫々形成している。このため、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａには１１本の縦リブを形成し、短側壁２５Ｂには７本の縦リブを形成している。
【００２１】
本実施形態では、この電槽２１を、縦１７０ｍｍ、横３００ｍｍ、高さ４６０ｍｍとし、各側壁２５（長側壁２５Ａ，短側壁２５Ｂ）の厚さを４．０ｍｍで形成している。また、この電槽２１に設けられる凸条リブ３０（角リブ部３１、リブ部４１の全て）は、電槽２１に蓋１６を取り付けた場合に、下面視で、この蓋１６の外周縁に重なる位置まで突出する突出量に揃えられている（図２（Ｄ）参照）。このため、凸条リブ３０を構成するいずれのリブ３２，３３，４２，４３も蓋１６よりも外側に突出せず、凸条リブ３０を設けても蓄電池１０が大型化しないように構成されている。
【実施例２】
【００２２】
（側壁の厚みを変化）
実施例２の電槽２１は、極板群１５の積層方向に位置する一対の短側壁２５Ｂを、他の側壁である長側壁２５Ａよりも厚くしており、短側壁２５Ｂの厚さを４．５ｍｍ、長側壁２５Ａの厚さを４．０ｍｍとし、それ以外を実施例１と同じに構成している。
【実施例３】
【００２３】
（縦リブを等間隔）
図４（Ａ）は本発明の実施例３を示す。実施例３の電槽２１は、実施例１と同様に角リブ部３１と、側壁２５の左右に渡って延在する横リブ４３とを有しており、横リブ４３は、等間隔で３本形成し、各隅部２５Ｃの横リブ３３を２個おきに連結するように形成している。この電槽２１では、側壁２５の上下に渡って延在する縦リブ４２（隅部２５Ｃの縦リブ３２は除かれる）を等間隔で形成しており、長側壁２５Ａでは７本形成し、短側壁２５Ｂでは３本形成している。このため、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａには１１本の縦リブを形成し、短側壁２５Ｂには７本の縦リブを形成している。それ以外は実施例１と同じに構成している。
【実施例４】
【００２４】
（縦横リブの本数減）
図５（Ａ）は、本発明の実施例４を示す。実施例４の電槽２１は、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）及び横リブ４３を減らしており、それ以外は実施例１と同じに構成している。縦リブ４２は、隅部２５Ｃの縦リブ３２を除き等間隔で形成され、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａは７本とし、短側壁２５Ｂは５本としている。また、横リブ４３は、等間隔で３本形成し、各隅部２５Ｃの横リブ３３を２個おきに連結するように形成している。
【実施例５】
【００２５】
（縦リブのみ）
図６（Ａ）は、本発明の実施例５を示す。実施例５の電槽２１は、角リブ部３１以外は、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）のみとしており、それ以外は実施例１と同じである。縦リブ４２は、隅部２５Ｃの縦リブ３２を除き等間隔で形成され、隅部２５Ｃの縦リブ３２と合計すると、長側壁２５Ａは１１本とし、短側壁２５Ｂは７本としている。
【実施例６】
【００２６】
（横リブのみ）
図７（Ａ）は、本発明の実施例６を示す。実施例６の電槽２１は、角リブ部３１以外は、横リブ４３のみとしており、それ以外は実施例１と同じである。横リブ４３は、実施例１と同様に等間隔で５本としている。
【実施例７】
【００２７】
（角リブ部のみ）
図８（Ａ）は、本発明の実施例７を示す。実施例７の電槽２１は、角リブ部３１のみとしており、それ以外は実施例１と同じである。
【実施例８】
【００２８】
（角リブ部と縦リブのみ）
図８（Ｂ）は、本発明の実施例８を示す。実施例８の電槽２１は、各側壁２５の左右中央部に３本の縦リブ（中央縦リブと言う）４２Ａを設け、それ以外は実施例１と同じである。
【実施例９】
【００２９】
（斜めのリブ）
図８（Ｃ）は、本発明の実施例９を示す。実施例９の電槽２１は、各側壁２５に交差リブ４５を構成する斜めリブ４５Ａ，４５Ｂを設けている。また、角リブ部３１については、縦リブ３２同士を連結する横リブ３３が、隣接する側壁２５の一方の縦リブ３２から他方の縦リブ３２に設けて上下に分岐する側面視でＶ状のリブに形成されている。このリブ形状にすることにより、縦リブ３２同士の連結強度を向上できると共に、上記交差リブ４５と直線状に延在させることができる。なお、これらＶ字状、逆Ｖ字状の横リブ３３は、１個おきに上記斜めのリブ４５Ａ，４５Ｂに連結されている。
【００３０】
［比較例１］
図９（Ａ）は、比較例１を示す。比較例１の電槽２１は、実施例１の電槽２１から凸条リブ３０（角リブ部３１、リブ部４１）を全て除いており、それ以外は実施例１と同じである。
【００３１】
［比較例２］
図９（Ｂ）は、実施例１及び２の比較対象となる比較例２を示す。比較例２の電槽２１は、実施例３の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例３と同じである。
【００３２】
［比較例３］
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す実施例３の比較対象となる比較例３を示す。比較例３の電槽２１は、実施例３の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例３と同じである。
【００３３】
［比較例４］
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す実施例４の比較対象となる比較例４を示す。比較例４の電槽２１は、実施例４の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例４と同じである。
【００３４】
［比較例５］
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す実施例５の比較対象となる比較例５を示す。比較例５の電槽２１は、実施例５の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例５と同じである。
【００３５】
［比較例６］
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す実施例６の比較対象となる比較例６を示す。比較例６の電槽２１は、実施例６の電槽２１から隅部２５Ｃの横リブ３３を全て除き、それ以外は実施例６と同じである。
【００３６】
［試験］
上記電槽２１の変形量を確認するため、作製した電槽２１に蓋１６（図１参照）を融着して密封し、該蓋１６にパイプを気密に貫通し、このパイプ内を通して電槽内に空気を送り、０．２ＭＰａ（０．２０４ｋｇｆ／ｃｍ２）で加圧し、加圧による短側壁２５Ｂの最大変形量を測定した。
次いで、各々作製した電槽２１を用いて、図１に示すように、鉛を主成分とする基板に活物質ペーストを充填してなる正極板１２と負極板１３とをセパレータ１１を介して交互に積層し、同極性同士の極板耳部をストラップ１４Ａ，１４Ｂで各々接続することにより極板群１５を形成し、極板群１５を積層方向に５０ｋＰａで圧縮（圧迫）した状態で電槽２１内に収納し、注液や排気用の開口部１６Ａを有する蓋１６を接着し、この開口部１６Ａから極板群１５が含浸する程度の電解液を注液した。次いで、電槽化成を行い、容量が１０ＨＲで１０００Ａｈの制御弁式鉛蓄電池１０を作製した。
なお、極板群１５の圧縮（圧迫）については、極板群１５の最外部極板の両平面を極板よりも表面積が大きく平滑な板を用いて平行に挟み、その外側からプレス機を用いて極板群１５を挟んだ板に対して垂直に圧をかけ、極板群１５の厚さを挿入する電槽内寸と同じ幅となるように圧迫した。
【００３７】
続いて、各々作製した蓄電池１０のサイクル寿命を確認するため、サイクル寿命試験を行った。サイクル寿命試験は、放電０．２３ＣＡで終止電圧１．７Ｖ、充電は放電容量の１０４％となるように０．２３ＣＡ、上限電圧２．４５Ｖで定電流定電圧充電を行い、１００サイクル毎に１０ＨＲ放電を実施した。
そして、１０ＨＲ容量の７０％を下回った時点で寿命と判断した。
表１は、長側壁の厚さ、短側壁の厚さ、最大変形量、変形割合、強度比、サイクル数を夫々示したものである。なお、変形割合は比較例１の最大変形量を１００とした時の割合、強度比は、比較例１の強度を１００としたときの比率である。また、表１中の上矢印は上記値と同一であることを示している。
【００３８】
【表１】
【００３９】
なお、実施例６〜９については、加圧による試験のみを行い、その試験結果を示している。
表１に示すように、実施例１（図３）は、リブのない比較例１（図９（Ａ））と比べて４０％強度が向上し、実施例１から隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例２（図９（Ｂ））と比べても９％（１４０％−１３１％）強度が向上し、電槽２１の変形量を抑制することができた。特に比較例２との比較結果から、隅部２５Ｃの横リブ３３によって強度が向上していることは明らかである。
サイクル寿命についても、実施例１は１４００回であり、比較例１及び２と比較して最もサイクル特性が向上していることが判った。
【００４０】
また、実施例１よりも短側壁２５Ｂを厚くした実施例２は、比較例１（図９（Ａ））と比べて７５％強度が向上し、比較例２及び実施例１と比べても強度が向上し、電槽２１の変形量をより抑制することができた。サイクル寿命についても１６００回に向上した。
また、実施例３（図４（Ａ））は、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を等間隔にしており、実施例３から隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例３（図４（Ｂ））と比べて９％（１３０％−１２１％）強度が向上し、電槽２１の変形量を抑制することができた。実施例３のサイクル寿命についても１３００回であり、比較例３の１１００回よりも向上した。
さらに、実施例４（図５（Ａ））と隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例４（図５（Ｂ））とを比較しても、実施例４の方が９％（１２９％−１２０％）強度が向上し、サイクル寿命についても向上し、実施例５（図６（Ａ））と隅部２５Ｃの横リブ３３を除いた比較例５（図６（Ｂ））とを比較しても、実施例５の方が１２％（１１８％−１０６％）強度が向上し、サイクル寿命についても向上した。
【００４１】
これらの比較結果は、電槽強度の向上がサイクル寿命の向上を果たすことを示している。これは電槽強度の向上により極板１２，１３と電解液を含むセパレータ１１との密着性が向上し、電解液の移動を円滑にして寿命特性を向上させたと考えられる。
また、上記の比較結果（実施例１と比較例２、実施例３と比較例３、実施例４と比較例４の比較結果）は、隅部２５Ｃの横リブ３３の有る無しで９％〜１２％の強度の違いがあることを示している。
ここで、この横リブ３３がない場合、上記の比較結果によれば、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）の有る無しでの比較（比較例１（図９（Ａ））と比較例５（図６（Ｂ））の比較）によれば、縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）による強度向上は６％（１０６％−１００％）である。つまり、隅部２５Ｃの横リブ３３は、比較例５のように、多数の縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を設ける構成よりも強度向上に寄与している。
また、隅部２５Ｃの横リブ３３と縦リブ３２からなる角リブ部３１は、比較例５（図６（Ｂ））のように、隅部２５Ｃ以外の領域に多数の縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）を設ける構成と比較して、電槽２１の外形への影響が小さく、電槽２１の大型化を回避できる。すなわち、角リブ部３１を設けることによって、電槽２１の大型化を抑制しつつ電槽強度を効率よく向上させることが可能である。
【００４２】
図１０は、上記試験結果から得た変形割合とサイクル数との関係を示す特性曲線図である。この図に示すように、変形割合とサイクル寿命とに相関関係があり、変形割合が小さいほどサイクル寿命が向上することが判る。
表１に示すように、実施例６〜９についても、比較例１に対して強度比で１１７％〜１３５％に向上している。このことから実施例６〜９についても、極板１２，１３と電解液を含むセパレータ１１との密着性が向上していることは明らかであり、サイクル寿命が向上していることは明確である。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、セパレータ１１を介して積層された正極板１２と負極板１３とからなる極板群１５を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する蓄電池１０において、電槽２１の隅部２５Ｃには、隣接する側壁２５にそれぞれ縦リブ３２を設けて縦リブ３２同士を横リブ３３で連結することにより、電槽２１の変形を抑制してサイクル寿命を効率よく向上させることができる。
また、隅部２５Ｃにおいて、縦リブ３２は、側壁２５の上縁２６から下縁２７に渡って延在し、横リブ３３は、その縦リブ３２の延在方向に間隔を空けて縦リブ３２同士を連結するので、上記縦横のリブ３２，３３によって隅部２５Ｃ全体の強度を高めることができる。
さらに、隅部２５Ｃを除く領域（平面部（非隅部））に設けられる縦リブ４２（４２Ａ，４２Ｂ）に関し、実施例１（図３）と実施例３，４（図４（Ａ）、図５（Ａ））との比較から、側壁２５の左右中央部では密に設け、隅部２５Ｃにいくほど疎に設ける実施例１の構成にすることにより、等間隔で配置する場合に比して電槽２１の変形を抑制してサイクル寿命を向上させることができる。
さらに、各側壁２５の厚さに関し、実施例１（図３）と実施例２との比較から、極板群１５の積層方向に位置する電槽２１の２つの短側壁２５Ｂを、他の側壁である長側壁２５Ａよりも厚くすることにより、電槽２１の変形を抑制してサイクル寿命をより向上させることができる。
【００４４】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形態では、制御弁式鉛蓄電池に本発明を適用したが、本発明を、極板群を電槽内に圧縮（圧迫）状態で収納する各種の蓄電池に適用しても良い。また、縦リブ３２，４２，４２Ａ，４２Ｂは、電槽側壁の上縁２６から下縁２７に渡って延在したものを適用したが、必ずしも上縁２６又は／及び下縁２７に渡って延在するものでなくても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 蓄電池
１１ セパレータ
１２ 正極板
１３ 負極板
１５ 極板群
１６ 蓋
２１ 電槽
２１Ａ 開口部
２５Ａ 長側壁
２５Ｂ 短側壁
２５Ｃ 隅部
２５ 側壁
２６ 上縁
２７ 下縁
３０ 凸条リブ
３１ 角リブ部
３２，４２，４２Ａ，４２Ｂ 縦リブ
３３，４３ 横リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池において、
前記電槽の隅部には、隣接する側壁にそれぞれ縦リブを設けて縦リブ同士を横リブで連結したことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
【請求項２】
前記電槽は、底板の各辺から側壁が立ち上がって上面が開口し、
前記縦リブは、前記側壁の上縁から下縁に渡って延在し、前記横リブは、前記縦リブの延在方向に間隔を空けて前記縦リブ同士を連結することを特徴とする請求項１に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項３】
前記側壁に複数の縦リブを備え、前記複数の縦リブは、前記側壁の左右中央部では密に設けられ、前記隅部にいくほど疎に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項４】
前記極板群の積層方向に位置する前記電槽の２つの側壁を、前記電槽の他の側壁よりも厚くしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項１】
セパレータを介して積層された正極板と負極板とからなる極板群を電槽内に圧縮状態で収納する制御弁式鉛蓄電池において、
前記電槽の隅部には、隣接する側壁にそれぞれ縦リブを設けて縦リブ同士を横リブで連結したことを特徴とする制御弁式鉛蓄電池。
【請求項２】
前記電槽は、底板の各辺から側壁が立ち上がって上面が開口し、
前記縦リブは、前記側壁の上縁から下縁に渡って延在し、前記横リブは、前記縦リブの延在方向に間隔を空けて前記縦リブ同士を連結することを特徴とする請求項１に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項３】
前記側壁に複数の縦リブを備え、前記複数の縦リブは、前記側壁の左右中央部では密に設けられ、前記隅部にいくほど疎に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【請求項４】
前記極板群の積層方向に位置する前記電槽の２つの側壁を、前記電槽の他の側壁よりも厚くしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御弁式鉛蓄電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８９３６９（Ｐ２０１３−８９３６９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７１５０（Ｐ２０１１−２２７１５０）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「蓄電複合システム化技術開発／要素技術開発／地域節電所を核とした地域エネルギーマネジメントシステムの開発及び住宅タウン用電力貯蔵システムとエネルギーマネジメントシステムの開発」に係わる共同研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５３８２）古河電池株式会社 (314)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「蓄電複合システム化技術開発／要素技術開発／地域節電所を核とした地域エネルギーマネジメントシステムの開発及び住宅タウン用電力貯蔵システムとエネルギーマネジメントシステムの開発」に係わる共同研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５３８２）古河電池株式会社 (314)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]