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公開番号2025116681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024011239
出願日2024-01-29
発明の名称双極型鉛蓄電池
出願人古河電池株式会社,古河電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/12 20060101AFI20250801BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】集電体に電解液が接触することによって生ずる電池性能の低下、早期寿命の招来を回避しつつ、電池容量の維持・向上を図る。
【解決手段】正極用活物質層111bと、負極用活物質層112bと、正極用活物質層111b若しくは負極用活物質層112bの一方、または、その両方と接する鉛又は鉛合金からなる集電体111と、互いに対向する正極用活物質層111bと負極用活物質層112bとの間に配置されるセパレータ113と、を備え、正極用活物質層111bまたは負極用活物質層112bは、集電体111と接する面および少なくとも集電体111の端部の一部を覆っている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
正極用活物質層と、
負極用活物質層と、
前記正極用活物質層若しくは前記負極用活物質層の一方、または、その両方と接する鉛又は鉛合金からなる集電体と、
互いに対向する前記正極用活物質層と前記負極用活物質層との間に配置されるセパレータと、を備え、
前記正極用活物質層または前記負極用活物質層は、前記集電体と接する面および少なくとも前記集電体の端部の一部を覆っていることを特徴とする双極型鉛蓄電池。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
前記正極用活物質層または前記負極用活物質層は前記集電体の端部の全周を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の双極型鉛蓄電池。
【請求項３】
前記セパレータに含浸させる電解液の比重は、１．３０以上１．３８以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の双極型鉛蓄電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、双極型鉛蓄電池に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電設備が増えている。このような発電設備においては、発電量を制御することができないことから、蓄電池を利用して電力負荷の平準化を図るようにしている。すなわち、発電量が消費量よりも多いときには差分を蓄電池に充電する一方、発電量が消費量よりも小さいときには差分を蓄電池から放電するようにしている。上述した蓄電池としては、経済性や安全性等の観点から、鉛蓄電池が多用されている。このような従来の鉛蓄電池としては、例えば、下記特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載された鉛蓄電池では、額縁形をなす樹脂からなるフレーム（リム）の内側に、樹脂からなる基板（バイポーラプレート）が取り付けられている。基板の一方面及び他方面には、正極用鉛層及び負極用鉛層が設けられている。正極用鉛層には、正極用活物質層が隣接している。負極用鉛層には、負極用活物質層が隣接している。また、額縁形をなす樹脂からなるスペーサの内側には、電解液を含有するガラスマット（電解層）が配設されている。そして、フレームとスペーサとが交互に複数積層されて組み付けられている。
【０００４】
さらに正極用鉛層と負極用鉛層とは、基板に複数形成された穿孔の内部で直接的に接合されている。すなわち、特許文献１に記載の鉛蓄電池は、一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を有する基板とセル部材とが交互に複数積層された双極（バイポーラ）型鉛蓄電池である。セル部材は、正極用鉛層に正極用活物質層を設けた正極と、負極用鉛層に負極用活物質層を設けた負極と、正極と負極との間に介在する電解層と、を有し、一方のセル部材の正極用鉛層と他方のセル部材の負極用鉛層とが基板の穿孔の内部に没入して接合されることにより、セル部材同士が直列に接続されたものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６１２４８９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１における鉛蓄電池のような構造を採用した場合、電解液に含有される硫酸によって、例えば正極用鉛層（正極用集電体）が腐食して正極用集電体の表面に腐食生成物（酸化鉛）の被膜が生成されることがある。そして、この腐食生成物の被膜の成長によって正極用集電体に伸び（グロース）が生じるおそれがあった。
【０００７】
また、このグロースによって正極用集電体と接着層が剥離し正極用集電体がまくれてしまうと、正極用集電体と接着層との界面、接着層と基板との界面、或いは、正極用集電体と正極用活物質層との界面に電解液が浸入して、硫酸による正極用集電体の腐食がさらに進行するおそれがあった。この場合に、正極と負極との導通を図るために設けられる、上述した一方面側と他方面側とを連通させる穿孔（連通孔）を介して電解液が正極側から負極側に到達する場合がある。この現象が生ずると、いわゆる液洛が生じ、電池性能の低下や早期寿命を招来する。
【０００８】
また、正極用集電体と正極用活物質層との界面のみならず、併せて正極用集電体と接着層との界面にも電解液が浸入すると、正極用集電体の両面において腐食が進行することになる。さらに集電体の両面に活物質層が配置される形態の鉛蓄電池の場合において、正極側の一方の集電体の面のみならず負極側の他方の集電体の面においても硫酸による腐食が進行する場合も、集電体の両面で腐食が進行する。これらの状態では、いずれか一方の面において腐食が進行するよりも早く腐食が進行するため、より早期に蓄電池の寿命が到来してしまう。
【０００９】
さらに、当該鉛蓄電池は、その構造上、セル部材を積層するため体積エネルギー密度に優れるが、鉛蓄電池全体の大きさに制限がある場合、鉛蓄電池をコンパクトにするには例えば、集電体等のセル部材を構成する各部を薄くする必要がある。但し、集電体を薄くすると上述した電解液との接触による腐食が進みやすくなり、上述した電池性能の低下等を招きかねない。
【００１０】
一方で、当該腐食の伸張を遅延させるために、例えば、電解液の比重を下げることが考えられるが、この手法では鉛蓄電池全体の容量が低下してしまうことになる。そのため、鉛蓄電池における寿命と容量とは、いわばトレードオフの関係になりがちである。
（【００１１】以降は省略されています）

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