【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は鉛蓄電池の改良に関するもので、長寿
命の電池を得ることを目的とする。
ペースト式鉛蓄電池の格子はこれまでpb−Sb
系合金を用い鋳造によつて製造したものが使用さ
れてきた。ところが近年各種の電気機器の無保守
化が進むなかで、鉛蓄電池にも同じ要求が行なわ
れるようになり、従つて、電解液中の水が短期に
減少してしまう従来のPb−Sb系合金格子を使用
したものでは最早この要求に応えることができる
なくなつた。その為、これに代つてPb−Ca系合
金格子が最近とみに使用されるようになつてき
た。
しかしPb−Ca系合金は湯流れが悪いので鋳造
性に劣り安定した品質をもつ格子を高い歩留りで
得ることが困難であつた。このことは薄い格子、
例えば１mmに近いものでは著しいものであつた。
このような理由で、Pb−Ca系合金に対しては
鋳造格子に代つて予め圧延などによつてシート状
にしたものからラス網を作製するのと同様な方法
で製造したマム目の形状が菱形であるエキスパン
ド格子を使用するようになつてきた。ところがエ
キスパンド格子を正極板に使用した鉛蓄電池は、
充放電の繰返し或は長期の過充電を受けると、正
極格子が徐々に伸長して、その結果正、負極板の
間を絶縁隔離しているセパレータの高さを越えて
負極板の耳或はストラツプなどに接触して短絡し
たり、同時に格子の伸長により格子と活物質との
接触が緩み電子電導が低下したり、又、活物質の
脱落を生じたりした。更に、エキスパンド格子を
使用した鉛蓄電池は、鋳造格子のものに比べ、耐
振動性が劣るなどの欠点があつた。従来これらの
欠点を除去するためにエンベローブ形セパレータ
を使用して正極板を包み、極板上部の１〜２ケ所
にエポキシ樹脂などの固着材を充填して、極板を
全方向から取囲む構造にすることで格子の伸長の
抑制や振動による極板の破損を防止していた。
ところがエンベローブ形セパレータは適用する
にあたつては従来のセパレータに比べ組立作業が
煩雑になる欠点があつた。
本発明は上記欠点を除去したもので、エキスパ
ンド格子を正極格子に使用し且つ平板なセパレー
タを使用した鉛蓄電池における正極格子の伸長の
抑制、耐振動性を向上させたものである。
即ち、本発明は負極板の耳相互の間〓にイオウ
を主成分とする耐酸、耐酸化性の固着剤を負極ス
トラツプの下面に達するまで充填したものであ
る。
なお、本発明はエンベロープ形セパレータを使
用した鉛蓄電池についても有効であることはもち
ろんである。また本発明に用いる固着剤は、耐酸
性、耐酸化性を有し、充填前には流動性があり、
充填後には固化するものでなければならず、さら
に、固着材が充填後に剛体に近い性質を持つもの
でなければならない。従来使用されていた固着材
としてはポリエチレン系ホツトメルトや熱硬化性
樹脂のエポキシ、不飽和ポリエステルがあるが、
ポリエチレン系ホツトメルトは鉛に対し接着性が
なく電解酸化に弱いため使用中に充填部からはず
れることがある。一方、上記の熱硬化性樹脂は粘
性が小さく充填時に極板とセパレータの間〓に侵
入し活物質の内部に含浸したり、硬化に長時間を
要するなどの難点があつた。本発明の固着材はイ
オウに増粘剤を添加したもので、接着性が大き
く、また熱容量が小さいため冷却が早く、さらに
硬化したものは著しく硬いということが特徴であ
る。
次に本発明の一実施例について説明する。予め
硫黄100重量部を120〜130℃に加熱、溶融してお
き、その中へ無煙炭粉（200メツシユ）50重量部
を入れて混合し、粘性をもつた流動性の液状物と
し、これを固着材として負極板相互の間〓に充填
する。この固着材は直ちに冷却されて固化し、剛
体に近いものになる。第１図はこのようにして固
着材を充填した鉛蓄電池を電槽の上部から見たも
のであり、第２図は負極板耳相互の間〓に固着材
を充填した状態を図示したもので第１図のＡ−
A′線断面を示したものである。
第３図、第４図は従来のもので夫々本発明品と
同じ角度から見た図である。第１図乃至第４図に
おいて１，１′は電槽、２，２′はストラツプ、
３，３′はポール、４，４′は負極板、５，５′は
セパレータ、６，６′は正極板、７，７′は固着
材、８，８′は負極板耳である。第２図で正極板
６の上端は負極板耳８の間〓に充填した固着材７
によつて動きが固定された状態にある。第２図で
は固着剤７がストラツプ２の下面に接して充填し
た状態を示している。
次に第１図、第２図に示した本発明の鉛蓄電池
を第３図、第４図に示した従来の鉛蓄電池とを
NS40Z型自動車用鉛蓄電池について、JIS5301の
規定に基ずくサイクル寿命及び振動試験を行つて
比較したところ次に示す結果を得た。
The present invention relates to improvement of lead-acid batteries, and aims to obtain a battery with a long life. Until now, the grid of paste lead-acid batteries was pb-Sb.
Products manufactured by casting using alloys of the same type have been used. However, in recent years, as various electrical devices have become less maintenance-free, the same requirements have come to be applied to lead-acid batteries. Those using grids are no longer able to meet this requirement. Therefore, Pb--Ca based alloy lattice has recently come into use in place of this. However, Pb-Ca alloys have poor castability due to poor melt flow, making it difficult to obtain lattices with stable quality at a high yield. This means that the thin grid,
For example, it was significant when the diameter was close to 1 mm. For this reason, for Pb-Ca alloys, instead of a cast grid, a square mesh shape manufactured by a method similar to that of making a lath mesh from a sheet made by rolling etc. is used. The use of expanded grids, which are diamond-shaped, has begun. However, lead-acid batteries that use an expanded grid as the positive electrode plate,
When subjected to repeated charging and discharging or long-term overcharging, the positive electrode grid gradually stretches, resulting in the ears or straps of the negative electrode plate exceeding the height of the separator that insulates and separates the positive and negative electrode plates. At the same time, due to the elongation of the lattice, the contact between the lattice and the active material became loose, resulting in a decrease in electronic conduction, or the active material fell off. Furthermore, lead-acid batteries using expanded lattices have disadvantages such as inferior vibration resistance compared to those with cast lattices. Conventionally, in order to eliminate these drawbacks, an envelope-type separator was used to wrap the positive electrode plate, and one or two places on the upper part of the electrode plate were filled with a fixing material such as epoxy resin to surround the electrode plate from all directions. By doing so, the expansion of the lattice was suppressed and damage to the electrode plates due to vibration was prevented. However, when applying the envelope type separator, it has the disadvantage that the assembly work is more complicated than that of conventional separators. The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and improves vibration resistance and suppresses elongation of the positive electrode grid in a lead-acid battery that uses an expanded grid for the positive electrode grid and a flat separator. That is, in the present invention, an acid-resistant and oxidation-resistant adhesive containing sulfur as a main component is filled between the edges of the negative electrode plate until it reaches the lower surface of the negative electrode strap. It goes without saying that the present invention is also effective for lead-acid batteries using envelope-type separators. In addition, the fixing agent used in the present invention has acid resistance and oxidation resistance, and has fluidity before filling.
It must be solidified after filling, and furthermore, the fixing material must have properties close to a rigid body after filling. Conventionally used fixing materials include polyethylene hot melt, thermosetting resin epoxy, and unsaturated polyester.
Polyethylene hotmelt has no adhesion to lead and is susceptible to electrolytic oxidation, so it may come off from the filled part during use. On the other hand, the above-mentioned thermosetting resin has drawbacks such as its low viscosity, which means that it may enter the space between the electrode plate and the separator during filling and impregnate the inside of the active material, and that it takes a long time to harden. The adhesive material of the present invention is made by adding a thickener to sulfur, and is characterized by high adhesiveness, low heat capacity, rapid cooling, and extremely hard hardened material. Next, one embodiment of the present invention will be described. Heat and melt 100 parts by weight of sulfur at 120-130°C in advance, add 50 parts by weight of anthracite powder (200 mesh) and mix to form a viscous and fluid liquid, which is then solidified. It is filled between the negative electrode plates as a material. This adhesive material is immediately cooled and solidified, becoming almost a rigid body. Figure 1 shows a lead-acid battery filled with a bonding material in this way, viewed from the top of the battery case, and Figure 2 shows the state in which the bonding material is filled between the negative electrode plate lugs. A- in Figure 1
A cross section taken along line A' is shown. FIG. 3 and FIG. 4 are views of conventional devices viewed from the same angle as the product of the present invention, respectively. In Figures 1 to 4, 1 and 1' are battery cases, 2 and 2' are straps,
3 and 3' are poles, 4 and 4' are negative electrode plates, 5 and 5' are separators, 6 and 6' are positive electrode plates, 7 and 7' are fixing materials, and 8 and 8' are negative electrode plate lugs. In FIG. 2, the upper end of the positive electrode plate 6 is the adhesive material 7 filled between the negative electrode plate ears 8.
The movement is fixed by . FIG. 2 shows a state in which the adhesive 7 is filled in contact with the lower surface of the strap 2. Next, the lead-acid battery of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is compared with the conventional lead-acid battery shown in FIGS. 3 and 4.
We performed cycle life and vibration tests on NS40Z type automotive lead-acid batteries based on JIS5301 regulations and compared them, and obtained the following results.
【表】
この結果より、本発明の鉛蓄電池はサイクル寿
命耐振動性が従来の鉛蓄電池に比べ優れているこ
とが分る。また本実施例では負極板の耳相互の間
〓に固着剤を充填したものについて述べたが、
正・負両極板の夫々の耳相互の間〓に固着剤を充
填してもよい。この場合、正極板の耳相互の間〓
に充填する固着剤は正極板の耳相互の間〓より左
右に外れた所まで充填することが好ましい。この
ようにすると、電池の耐振動性をより向上するこ
とができると共に、正極板の耳近くの部分におけ
る正極板の伸びの抑制を図ることができる。
以上述べたように本発明はエキスパンド格子を
正極板に使用した鉛蓄電池の寿命を向上するもの
で、その実用的効果は大である。[Table] The results show that the lead-acid battery of the present invention has superior cycle life vibration resistance compared to conventional lead-acid batteries. In addition, in this example, the adhesive was filled between the edges of the negative electrode plate, but
A fixing agent may be filled between the respective ears of the positive and negative polar plates. In this case, between the ears of the positive electrode plate 〓
It is preferable that the adhesive is filled to the left and right of the gap between the edges of the positive electrode plate. In this way, it is possible to further improve the vibration resistance of the battery, and it is also possible to suppress elongation of the positive electrode plate in the portion near the edge of the positive electrode plate. As described above, the present invention improves the life of a lead-acid battery using an expanded lattice for the positive electrode plate, and has great practical effects.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明鉛蓄電池の一実施例を示す電池
完成前の平面図、第２図は第１図のＡ−A′線断
面図、第３図は従来の鉛蓄電池の一例を示す電池
完成前の平面図、第４図は第３図のＢ−B′線断
面図である。
１，１′……電槽、２，２′……ストラツプ、
３，３′……ポール、４，４′……負極板、５，
５′……セパレータ、６，６′……正極板、７，
７′……固着材、８，８′……負極板耳。
Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the lead-acid battery according to the present invention before completion of the battery, Fig. 2 is a sectional view taken along line A-A' in Fig. 1, and Fig. 3 is a battery showing an example of a conventional lead-acid battery. A plan view before completion, and FIG. 4 is a sectional view taken along line B-B' in FIG. 3. 1, 1'...Battery case, 2, 2'...Strap,
3, 3'...pole, 4,4'...negative electrode plate, 5,
5'... Separator, 6, 6'... Positive electrode plate, 7,
7'...Fixing material, 8,8'...Negative electrode plate lug.