特許 7282642 封止部材、電極、鉛蓄電池及び電極製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-19

(45)【発行日】2023-05-29

(54)【発明の名称】封止部材、電極、鉛蓄電池及び電極製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20230522BHJP

   H01M 4/76 20060101ALI20230522BHJP

   H01M 4/75 20060101ALI20230522BHJP

【ＦＩ】

H01M4/04 A

H01M4/76 A

H01M4/75 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019169767

(22)【出願日】2019-09-18

(65)【公開番号】P2021048047

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】322013937

【氏名又は名称】エナジーウィズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100156395

【弁理士】

【氏名又は名称】荒井 寿王

(72)【発明者】

【氏名】竹内 久喜

【審査官】式部 玲

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０３３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０２９３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭３６－０２３４２５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実公昭３４－０１８３３７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開昭６３－２３２２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１４９７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３４６９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ４／０４

Ｈ０１Ｍ ４／７６

Ｈ０１Ｍ ４／７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状体と、前記筒状体に挿入された棒状の集電体と、前記筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、を備えた電極において、前記筒状体の端部を封止する封止部材であって、
少なくとも一部が前記筒状体の端部に挿入され、前記集電体を保持する本体部と、
前記筒状体の軸方向に沿って突出するように前記本体部に少なくとも３つ設けられ、前記筒状体の内部に配置される突出片と、を備え、
前記突出片は、前記軸方向における前記本体部の端から前記軸方向に突き出ており、
前記本体部の端から前記突出片が突き出た長さは、４ｍｍよりも長い、封止部材。

【請求項2】

前記集電体の外周面には、凸部が設けられており、
前記突出片の先端は、前記軸方向において前記凸部よりも前記本体部側に位置する、請求項１に記載の封止部材。

【請求項3】

前記凸部は、押出しピン痕である、請求項２に記載の封止部材。

【請求項4】

前記突出片は、前記筒状体の軸中心側における側面である内側傾斜面と、前記筒状体の軸中心側と反対側の側面である外側傾斜面と、を有し、
前記軸方向に対する前記内側傾斜面の傾斜角度は、前記軸方向に対する前記外側傾斜面の傾斜角度よりも大きい、請求項１～３の何れか一項に記載の封止部材。

【請求項5】

前記本体部は、有底筒状を呈し、
前記本体部の開口側は、前記筒状体に嵌め込まれ、
前記本体部の筒孔には、前記集電体が挿入されて保持され、
前記本体部の開口側の外側面は、当該開口側に進むに連れて狭径するように傾斜する傾斜面である本体傾斜面を有し、
前記突出片は、前記本体傾斜面に設けられている、請求項１～４の何れか一項に記載の封止部材。

【請求項6】

前記突出片は、前記軸方向から見て、前記本体部における前記軸方向回りで等間隔の複数位置に設けられている、請求項１～５の何れか一項に記載の封止部材。

【請求項7】

所定方向に沿って並ぶ複数の前記筒状体の端部を封止する部材であって、
前記本体部は、複数の前記筒状体に対応して複数設けられ、
複数の前記本体部を前記所定方向に沿って並列させた状態で連結する連結部を更に備える、請求項１～６の何れか一項に記載の封止部材。

【請求項8】

筒状体と、前記筒状体に挿入された棒状の集電体と、前記筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、請求項１～７の何れか一項に記載の封止部材と、を備える、電極。

【請求項9】

請求項８に記載の電極を備える、鉛蓄電池。

【請求項10】

請求項８に記載の電極を製造する方法であって、
前記筒状体の端部に対して前記突出片の先端側から当該突出片の一部を挿入し、前記筒状体と前記封止部材との間に前記筒状体の内部へ通じる隙間が形成された状態とする一時挿入工程と、
前記一時挿入工程の後、前記筒状体の内部に前記隙間を介して前記電極材を充填する充填工程と、
前記充填工程の後、前記筒状体の端部に対して前記本体部の少なくとも一部を挿入し、前記筒状体の端部を閉塞する閉塞工程と、を備える、電極製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、封止部材、電極、鉛蓄電池及び電極製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉛蓄電池は、産業用又は民生用の二次電池として広く用いられており、特に、電気車用鉛蓄電池（いわゆるバッテリー）、又は、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）、防災（非常）無線、電話等のバックアップ用鉛蓄電池の需要が多い。

【0003】

鉛蓄電池の電極は、例えば、筒状体、筒状体に挿入された棒状の芯金（集電体）、及び、筒状体の内部に充填された鉛粉（電極材）を備えている。下記特許文献１には、ガラス繊維又は合成繊維を主成分とする織布チューブを筒状体として備えた電極が記載されている。下記特許文献１に記載された電極では、織布チューブの開口部が樹脂で密閉されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－２０３５０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した電極では、集電体が挿入された筒状体の内部に電極材が充填され、筒状体の端部に封止部材が挿入され、封止部材によって筒状体の端部が封止される場合がある。この場合、筒状体の端部に封止部材を挿入する際、例えば集電体の位置がずれないように集電体をガイドすることが望まれる。またこの場合、充填された電極材が飛び散る又は意図しない箇所に付着し、筒状体と封止部材とを位置合わせし難くなり、当該位置合わせの精度が低下してしまうおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、筒状体に封止部材を挿入する際に集電体をガイドすることができ、且つ、筒状体と封止部材との精度よい位置合わせを実現することが可能な封止部材、電極、鉛蓄電池及び電極製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る封止部材の一側面は、筒状体と、筒状体に挿入された棒状の集電体と、筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、を備えた電極において、筒状体の端部を封止する封止部材であって、少なくとも一部が筒状体の端部に挿入され、集電体を保持する本体部と、筒状体の軸方向に沿って突出するように本体部に少なくとも３つ設けられ、筒状体の内部に配置される突出片と、を備え、突出片は、軸方向における本体部の端から軸方向に突き出ており、本体部の端から突出片が突き出た長さは、４ｍｍよりも長い。

【0008】

この封止部材では、筒状体に封止部材を挿入する際、少なくとも３つの突出片の間でもって集電体を位置決めしてガイドすることができる。また、突出片は、軸方向における本体部の端から軸方向に突き出ており、本体部の端から突出片が突き出た長さ（以下、「突出長」ともいう）は、４ｍｍよりも長い。よって、例えば次のように、筒状体と封止部材とを位置合わせした状態で筒状体の内部に電極材を充填することを実現できる。すなわち、筒状体の端部に対して突出片の先端側から当該突出片の一部を挿入して、筒状体と封止部材との位置合わせをし、この位置合わせした状態において、筒状体と封止部材との間に筒状体の内部へ通じる隙間を形成することができる。当該隙間を介して、電極材を充填することができる。これにより、筒状体に電極材を充填した後に封止部材を挿入する場合に比べて、充填した電極材が飛び散ったり意図しない箇所に付着したとしても、それが筒状体と封止部材との位置合わせの精度へ及ぶ悪影響を低減することができる。したがって、筒状体と封止部材との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。

【0009】

本発明に係る封止部材の一側面では、集電体の外周面には、凸部が設けられており、突出片の先端は、軸方向において凸部よりも本体部側に位置していてもよい。本発明に係る封止部材の一側面では、凸部は、押出しピン痕であってもよい。これにより、突出片の突出長が長すぎることを防止することができる。

【0010】

本発明に係る封止部材の一側面では、突出片は、筒状体の軸中心側における側面である内側傾斜面と、筒状体の軸中心側と反対側の側面である外側傾斜面と、を有し、軸方向に対する内側傾斜面の傾斜角度は、軸方向に対する外側傾斜面の傾斜角度よりも大きくてもよい。これにより、筒状体に封止部材を挿入する際、突出片の内側傾斜面を利用して、集電体を効果的にガイドすることができる。また、突出片の外側傾斜面を利用して、筒状体への封止部材の当該挿入を効果的にガイドすることができる。

【0011】

本発明に係る封止部材の一側面では、本体部は、有底筒状を呈し、本体部の開口側は、筒状体に嵌め込まれ、本体部の筒孔には、集電体が挿入されて保持され、本体部の開口側の外側面は、当該開口側に進むに連れて狭径するように傾斜する傾斜面である本体傾斜面を有し、突出片は、本体傾斜面に設けられていてもよい。このような構成により、封止部材を具体的に実現できる。

【0012】

本発明に係る封止部材の一側面では、突出片は、軸方向から見て、本体部における軸方向回りで等間隔の複数位置に設けられていてもよい。この場合、少なくとも３つの突出片の間でもって集電体を位置決めしてガイドする上記作用を効果的に発揮することが可能となる。

【0013】

本発明に係る封止部材の一側面は、所定方向に沿って並ぶ複数の筒状体の端部を封止する部材であって、本体部は、複数の筒状体に対応して複数設けられ、複数の本体部を所定方向に沿って並列させた状態で連結する連結部を更に備えていてもよい。この場合、複数の筒状体の端部を封止部材により一挙に封止することが可能となる。

【0014】

本発明に係る電極の一側面は、筒状体と、筒状体に挿入された棒状の集電体と、筒状体の内部に充填され活物質を含む電極材と、上記封止部材と、を備える。この電極においても、上記封止部材を備えることから、筒状体に封止部材を挿入する際に集電体をガイドすることができ、且つ、筒状体と封止部材との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。

【0015】

本発明に係る鉛蓄電池の一側面は、上記電極を備える。この鉛蓄電池においても、上記封止部材を備えることから、筒状体に封止部材を挿入する際に集電体をガイドすることができ、且つ、筒状体と封止部材との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。

【0016】

本発明に係る電極製造方法の一側面は、上記電極を製造する方法であって、筒状体の端部に対して突出片の先端側から当該突出片の一部を挿入し、筒状体と封止部材との間に筒状体の内部へ通じる隙間が形成された状態とする一時挿入工程と、一時挿入工程の後、筒状体の内部に隙間を介して電極材を充填する充填工程と、充填工程の後、筒状体の端部に対して本体部の少なくとも一部を挿入し、筒状体の端部を閉塞する閉塞工程と、を備える。

【0017】

この電極製造方法では、筒状体に封止部材を挿入する際、少なくとも３つの突出片の間でもって集電体を位置決めしてガイドすることができる。また、一時挿入工程により、筒状体の端部に対して突出片の先端側から当該突出片の一部を挿入して、筒状体と封止部材との位置合わせができる。この状態において、充填工程により、筒状体と封止部材との間の筒状体の内部へ通じる隙間を介して、電極材を充填することができる。これにより、筒状体に電極材を充填した後に封止部材を挿入する場合に比べて、充填した電極材が飛び散ったり意図しない箇所に付着したとしても、それが筒状体と封止部材との位置合わせの精度へ及ぶ悪影響を低減することができる。したがって、筒状体と封止部材との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、筒状体に封止部材を挿入する際に集電体をガイドすることができ、且つ、筒状体と封止部材との精度よい位置合わせを実現することが可能な封止部材、電極、鉛蓄電池及び電極製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施形態に係る鉛蓄電池を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、図１のII－II線に沿う一部断面図である。

【図3】図３は、図１の正極を示す斜視図である。

【図4】図４は、図１の下部連座を示す正面図である。

【図5】図５は、図１の下部連座の一部を示す斜視図である。

【図6】図６は、図４のVI－VI線に沿う断面図である。

【図7】図７は、図１の正極における下部連座側の端部を示す断面図である。

【図8】図８（ａ）は、実施形態に係る電極製造方法を説明する図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の続きを示す図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）の続きを示す図である。

【図9】図９（ａ）は、図８（ｃ）の続きを示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の続きを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図面において、同一又は相当の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。

【0021】

図１は、鉛蓄電池を模式的に示す断面図である。図２は、図１のII－II線に沿う一部断面図である。図３は、正極を示す斜視図である。図１では、図面の手前側から奥側にかけて、セパレータを介して正極及び負極が交互に配置されている。図１では、正極の一部を断面化して示している。図２は、鉛蓄電池を上方から見た際の正極、負極及びセパレータの積層構造を示している。なお、「上」及び「下」の語は、電槽の高さ方向の上方及び下方に対応する（以下、同じ）。

【0022】

図１及び図２に示されるように、実施形態に係る鉛蓄電池１００は、電極群１１０と、電極群１１０を収容する電槽１２０と、電極群１１０に接続された連結部材１３０ａ，１３０ｂと、連結部材１３０ａ，１３０ｂに接続された極柱１４０ａ，１４０ｂと、電槽１２０の注液口を閉塞する液口栓１５０と、電槽１２０に接続された支持部材１６０と、を備える。

【0023】

電極群１１０は、複数の正極１０と、複数の負極２０と、複数のセパレータ３０とを備える。正極１０及び負極２０は、セパレータ３０を介して交互に配置されている。セパレータ３０間における正極１０の周囲の空間には、電解液４０が充填されている。セパレータ３０の材料としては、正極１０と負極２０との電気的な接続を阻止し、電解液４０を透過させる材料であれば特に限定されない。セパレータ３０の材料としては、微多孔性ポリエチレン、ガラス繊維及び合成樹脂の混合物等が挙げられる。

【0024】

正極１０は、例えば、板状の電極である（図３参照）。正極１０は、複数の筒状体１２ａと、複数の芯金（集電体）１４と、正極材（電極材）１６と、下部連座（封止部材）１と、上部連座１２ｃと、耳部１２ｄと、を有する。

【0025】

複数の筒状体１２ａは、筒状体１２ａの軸方向（以下、単に「軸方向」ともいう）に直交する所定方向に沿って、隣接して一列に並設されている。複数の筒状体１２ａは、活物質保持用チューブ（クラッドチューブ）群を構成する。活物質保持用チューブ群は、いわゆる「ガントレット」とも称される。筒状体１２ａは、電槽１２０の高さ方向に延びている。複数の筒状体１２ａが並設した構造は、互いに別体である筒状体１２ａにより得てもよいし、互いに対向する基材間に複数の貫通孔を形成することにより得てもよい。隣接する筒状体１２ａ間には、縫目（縫合部）等の接続部が配置されていてもよい。

【0026】

筒状体１２ａにおける軸方向に垂直な断面の形状は、円形、楕円形、角丸四角形等であってよい。筒状体１２ａの長さは、例えば１６０～４００ｍｍである。筒状体１２ａの直径は、例えば５ｍｍ以上であってもよい。筒状体１２ａの直径は、例えば１２ｍｍ以下であってもよい。筒状体１２ａの厚さは、例えば１００μｍ以上であってもよい。筒状体１２ａの厚さは、例えば２０００μｍ以下であってもよい。筒状体１２ａの断面が非円形の場合には、筒状体１２ａの直径は、例えば当該断面の外縁に内接する内接円の直径であってもよい。

【0027】

筒状体１２ａは、多孔質体で形成されている。筒状体１２ａは、例えば、織布、不織布等の基材で形成されていてもよい。基材の材料としては、耐酸性を有する材料を用いることができる。基材の材料としては、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂、ガラス繊維、炭化ケイ素、アルミナ等の無機材料が挙げられる。筒状体１２ａは、サイクル特性を向上させやすい観点から、熱可塑性樹脂を含むことが好ましく、ポリオレフィンを含むことがより好ましい。

【0028】

筒状体１２ａでは、基材上に樹脂が保持されていてもよい。樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、スチレン樹脂等が挙げられる。樹脂は、基材の内表面上若しくは外表面上、又は、基材における細孔内の表面上に保持されていてもよく、基材上に付着していてもよい。樹脂は、基材上の一部に保持されていてもよく、基材上の全部に保持されていてもよい。

【0029】

芯金１４は、各筒状体１２ａに挿入されている。芯金１４は、棒状を呈する。芯金１４は、筒状体１２ａの内部において筒状体１２ａの軸方向に沿って延びている。芯金１４は、例えば、鋳造（加圧鋳造法）により得ることができる。芯金１４の構成材料としては、導電性材料であればよく、例えば、鉛－カルシウム－錫系合金、鉛－アンチモン－ヒ素系合金等の鉛合金が挙げられる。鉛合金は、セレン、銀、ビスマス等を含んでいてもよい。芯金１４における軸方向（長手方向）に垂直な断面の形状は、円形、楕円形等であってよい。芯金１４の長さは、例えば１７０～４００ｍｍである。芯金１４の直径は、例えば２．０～４．０ｍｍである。

【0030】

正極材１６は、筒状体１２ａの内部に充填されている。正極材１６は、活物質を含む。活物質には、化成後の活物質及び化成前の活物質の原料の双方が包含される。ここでの正極材１６は、化成後の活物質を含有している。化成後の正極材１６は、例えば、正極活物質の原料を含む未化成の正極材１６を化成することで得ることができる。化成後の正極材１６は、例えば、正極活物質の原料を含む正極材ペーストを熟成及び乾燥することにより未化成の正極材１６を得た後に未化成の正極材１６を化成することで得ることができる。正極活物質の原料としては、鉛粉、鉛丹等が挙げられる。化成後の正極材１６における正極活物質としては、二酸化鉛等が挙げられる。正極材１６は、必要に応じて添加剤を更に含有していてもよい。正極材１６の添加剤としては、補強用短繊維等が挙げられる。補強用短繊維としては、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）等が挙げられる。

【0031】

筒状体１２ａ、芯金１４及び正極材１６は、筒状電極（棒状電極）を構成する。正極１０の筒状電極は、上部連座１２ｃ、耳部１２ｄ及び連結部材１３０ａを介して極柱１４０ａに電気的に接続されている。

【0032】

下部連座１は、筒状体１２ａにおける電槽１２０の底部側の端部（筒状体１２ａの一端側の末端部分）である下端部に取り付けられている。下部連座１は、筒状体１２ａの下端部を封止する。下部連座１の材料としては、耐酸性を有する材料を用いることができる。下部連座１の材料としては、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂が挙げられる。下部連座１は、サイクル特性を向上させやすい観点から、熱可塑性樹脂を含むことが好ましく、ポリオレフィンを含むことがより好ましく、ポリプロピレンを含むことが更に好ましい。サイクル特性を向上させやすい観点から、筒状体１２ａがポリオレフィンを含む場合において下部連座１がこれらの材料を含むことが好ましい。下部連座１は、筒状体１２ａと同一の材料で形成されていてもよく、筒状体１２ａと異なる材料で形成されていてもよい。

【0033】

上部連座１２ｃは、筒状体１２ａにおける電槽１２０の頂部側の端部（筒状体１２ａの他端側の末端部分）である上端部に取り付けられている。上部連座１２ｃは、筒状体１２ａの上端部を封止する。下部連座１及び上部連座１２ｃは、筒状体１２ａと、筒状体１２ａ内に配置された芯金１４及び正極材１６と、に接する。下部連座１及び上部連座１２ｃは、筒状体１２ａと芯金１４と正極材１６とを保持する。耳部１２ｄの一端は、上部連座１２ｃに接続されている。耳部１２ｄの他端は、連結部材１３０ａに接続されている。

【0034】

負極２０は、例えば板状の電極である。負極２０は、例えばペースト式負極板である。負極２０は、連結部材１３０ｂを介して極柱１４０ｂに電気的に接続されている。負極２０は、負極集電体と、当該負極集電体に保持された電極材である負極材と、を有する。負極集電体としては、板状の集電体を用いることができる。負極集電体と正極１０の芯金１４との組成は、互いに同一であってよく、互いに異なっていてもよい。負極材は、活物質を含む。ここでの負極材は、化成後の活物質を含有している。

【0035】

化成後の負極材は、例えば、負極活物質の原料を含む未化成の負極材を化成することで得ることができる。化成後の負極材は、例えば、負極活物質の原料を含む負極材ペーストを熟成及び乾燥することにより未化成の負極材を得た後に未化成の負極材を化成することで得ることができる。負極活物質の原料としては、鉛粉等が挙げられる。化成後の負極材における負極活物質としては、多孔質の海綿状鉛（Ｓｐｏｎｇｙ Ｌｅａｄ）等が挙げられる。負極材は、必要に応じて添加剤を更に含有することができる。負極材の添加剤としては、硫酸バリウム、補強用短繊維、炭素材料（炭素質導電材）、スルホン基及びスルホン酸塩基からなる群より選択される少なくとも一種を有する樹脂（スルホン基及び／又はスルホン酸塩基を有する樹脂）等が挙げられる。補強用短繊維としては、正極材と同様の補強用短繊維を用いることができる。

【0036】

炭素材料としては、カーボンブラック、黒鉛等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック（ケッチェンブラック（登録商標）等）、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックなどが挙げられる。スルホン基及び／又はスルホン酸塩基を有する樹脂としては、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸塩、フェノール類とアミノアリールスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物等が挙げられる。リグニンスルホン酸塩としては、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。フェノール類としては、ビスフェノール等のビスフェノール系化合物などが挙げられる。アミノアリールスルホン酸としては、アミノベンゼンスルホン酸、アミノナフタレンスルホン酸等が挙げられる。

【0037】

支持部材１６０は、電槽１２０に接続されていると共に下部連座１を支持する。支持部材１６０は、筒状体１２ａの軸方向（長手方向。例えば電槽の高さ方向）に延びる複数の突起部１６０ａを有する。突起部１６０ａは、下部連座１に当接して固定されている（図１参照）。すなわち、支持部材１６０は、下部連座１における電槽１２０の底面側の部分を各突起部１６０ａによって支持している。支持部材１６０は、正極１０に接していればよく、負極２０に接していなくてよい。

【0038】

次に、下部連座１について具体的に説明する。

【0039】

図４は、下部連座１を示す正面図である。図５は、下部連座１の一部を示す斜視図である。図６は、図４のVI－VI線に沿う断面図である。図７は、正極１０における下部連座１側の端部を示す断面図である。図４～図７の何れかに示されるように、下部連座１は、所定方向に沿って並ぶ複数の筒状体１２ａの端部を封止する部材である。下部連座１は、複数の筒状体１２ａの端部に嵌合する。下部連座１は、複数の本体部２と、複数の本体部２のそれぞれに設けられた突出片３と、複数の本体部２を連結する連結部４と、を備える。

【0040】

本体部２は、その一部が筒状体１２ａの下端部に挿入されると共に、芯金１４を保持する部位である。本体部２は、上方に開口する有底円筒状を呈する。本体部２は、上側に位置する小径部２ｘと、小径部２ｘよりも大径で且つ下側に位置する大径部２ｙと、を含む。小径部２ｘは、本体部２の開口側の部分であって、筒状体１２ａの下端部に嵌め込まれる第１部分である。小径部２ｘの開口側の外側面は、当該開口側（上側）に進むに連れて縮径するように傾斜する本体傾斜面ＴＰを有する。大径部２ｙは、筒状体１２ａの下端面が当接する部分であって、筒状体１２ａの下端部よりも下側に位置する第２部分である。本体部２の筒孔２ｈには、芯金１４の端部が挿入されて嵌合されている。これにより、芯金１４が筒孔２ｈに保持される。本体部２は、複数の筒状体１２ａに対応して複数設けられている。複数の本体部２は、所定方向に沿って並列されている。

【0041】

突出片３は、各本体部２の本体傾斜面ＴＰに、軸方向に沿って突出するように少なくとも３つずつ設けられている。ここでの突出片３は、上方から見て、各本体部２の本体傾斜面ＴＰにおける軸方向回りで四等配の位置（等間隔の複数位置）に設けられている。突出片３は、本体部２の径方向に沿って延び且つ軸方向に沿って延びる板状を呈する。突出片３は、筒状体１２ａの内部に配置されている（図７参照）。

【0042】

突出片３の上端部は、上方に尖る尖部を構成する。突出片３の尖部は、筒状体１２ａの軸中心側（つまり、径方向内側）における側面である内側傾斜面３ａと、筒状体１２ａの軸中心側と反対側（つまり、径方向外側）における側面である外側傾斜面３ｂと、を有する。軸方向に対する内側傾斜面３ａの傾斜角度αは、軸方向に対する外側傾斜面３ｂの傾斜角度βよりも大きい。突出片３は、軸方向における本体部２の端から軸方向に突き出ている。図示する例では、軸方向における本体部２の端は、本体部２の小径部２ｘの上縁Ｕである。軸方向における本体部２の端は、本体部２の形状によって特に限定されず、本体部２の最も上側の位置であればよい。

【0043】

突出片３が本体部２の端から突き出た長さである突出長Ｌは、４ｍｍよりも長い。突出長Ｌは、軸方向における本体部２の長さよりも長い。突出長Ｌは、小径部２ｘの長さよりも長い。突出長Ｌは、上縁Ｕから突出片３の先端までの軸方向の長さである。突出長Ｌは、複数の突出片３の長さが異なる場合には、それらのうちの最も上方へ突き出た何れかについての、軸方向における本体部２の端から突き出た長さである。突出長Ｌは、６ｍｍ以上であってもよい。突出長Ｌは、８ｍｍ以上であってもよい。突出長Ｌは、５ｍｍ以上であってもよい。

【0044】

図７に示されるように、芯金１４の外周面には、凸部１４ａが設けられている。凸部１４ａは、押出しピン痕である。押出しピン痕は、芯金１４の製造時に押出しピンが当たる部位である。凸部１４ａは、軸方向における芯金１４の中心と下端との間に位置し、具体的には、軸方向における芯金１４の中心と下端との中間よりも下端側に位置する。突出片３の先端は、このような凸部１４ａよりも軸方向において本体部２側に位置している。図４及び図５に戻り、連結部４は、複数の本体部２を所定方向に沿って並列させた状態で連結する。連結部４は、隣接する本体部２の大径部２ｙを連結する。連結部４は、所定方向に沿って延在する。

【0045】

次に、鉛蓄電池１００の製造方法について説明する。

【0046】

鉛蓄電池１００の製造方法は、例えば、正極１０を製造する電極製造方法（電極製造工程）と、正極１０等を含む各構成部材を組み立てて鉛蓄電池１００を得る組立て方法（組立て工程）と、を少なくとも備える。

【0047】

電極製造方法は、筒状体１２ａを形成する筒状体形成工程と、筒状体１２ａの下端部を下部連座１により封止する封止工程と、を含む。筒状体形成工程では、例えば、まず、シート状の２枚の基材を用意する。これらの基材を互いに対向配置させた後、略等間隔をおいて配置された互いに略平行な複数の直線状の接続部（例えば縫合部）によって一の基材と他の基材とを接続する。隣接する接続部間において、基材間を筒状に形成して複数の貫通孔を得る。これにより、互いに並設された複数の筒状体１２ａを有する活物質保持用チューブ群が得られる。

【0048】

隣接する接続部間において、基材間に貫通孔を形成して筒状体１２ａを得る方法としては、基材間に棒状体を挿入して成形する方法、樹脂を含有する液を基材に含浸させた後の乾燥時に基材間を膨張させる方法等が挙げられる。筒状体１２ａの基材上に樹脂を保持させる場合、例えば、樹脂を含有する液（例えば、樹脂を水に分散させたエマルジョン）を筒状体１２ａに含浸させた後、例えば６０～１３０℃で１～３時間乾燥させることができる。

【0049】

封止工程では、例えば自動充填装置により自動で、筒状体１２ａの内部に鉛粉等の正極材１６を充填すると共に、筒状体１２ａの下端部を下部連座１により封止する。具体的には、まず、図８（ａ）に示されるように、内部に芯金１４を挿入した筒状体１２ａを、その下端部が鉛直方向の上側に位置した状態で保持する。当該芯金１４の端部は、筒状体１２ａの下端部から規定長だけ突出させた状態とする。

【0050】

図８（ｂ）に示されるように、筒状体１２ａの下端部に対して突出片３の先端側から当該突出片３の一部を挿入する。このとき、４つの突出片３の外側傾斜面３ｂによって本体部２が筒状体１２ａへ挿入可能にガイドされる。また、４つの突出片３の内側傾斜面３ａ及びこれらで囲まれた空間によって、芯金１４がセンター位置（本体部２の軸位置）に位置するようにガイドされる。その結果、図８（ｃ）に示されるように、筒状体１２ａと下部連座１とが位置合わせされ且つ外れ難くされると共に、これらの両者の間に筒状体１２ａの内部へ通じる隙間ＧＰが形成された状態となる（一時挿入工程）。隙間ＧＰは、筒状体１２ａの内部に正極材１６を注入するための空間である。

【0051】

図９（ａ）に示されるように、筒状体１２ａの鉛直方向の上方から正極材１６を落としながら（供給しながら）、筒状体１２ａを含む全体を振動させ、筒状体１２ａの内部に隙間ＧＰを介して正極材１６を充填する（充填工程）。最後に、図９（ｂ）に示されるように、本体部２を打ち込み、本体部２を筒状体１２ａに挿入して嵌め込み、筒状体１２ａの下端部を閉塞する（閉塞工程）。以上により、封止工程が完了する。

【0052】

組立て方法では、例えば、セパレータ３０を介して未化成の正極１０及び未化成の負極２０を積層すると共に、同極性の電極の集電部をストラップで溶接させて電極群１１０を得る。電極群１１０を電槽１２０内に配置して未化成の電池を作製する。未化成の電池に希硫酸を入れて直流電流を通電して電槽化成する。化成後の硫酸の比重を適切な比重に調整することにより鉛蓄電池１００を得る。硫酸の比重（化成前）は、例えば１．１００～１．２６０である。化成条件及び硫酸の比重は、電極のサイズに応じて調整することができる。また、化成処理は、組立て方法の後に実施されることに限られず、電極製造方法にて実施されてもよい（タンク化成）。

【0053】

以上、本実施形態に係る下部連座１では、筒状体１２ａに下部連座１を挿入する際、少なくとも３つ（本実施形態では４つ）の突出片３の間でもって、芯金１４を位置決めしてガイドすることができる。芯金１４をセンター位置に位置させることができ、電池性能を向上することが可能となる。また、突出片３は、本体部２の上縁Ｕから軸方向に突き出ており、その突出長Ｌは、４ｍｍよりも長い。よって、筒状体１２ａと下部連座１とを位置合わせし且つ外れ難くした状態で、筒状体１２ａの内部に正極材１６を充填することができる。すなわち、上述したように、筒状体１２ａの端部に対して突出片３の先端側から当該突出片３の一部を挿入することで、筒状体１２ａと下部連座１とを位置合わせし且つ外れ難くした状態にして隙間ＧＰを形成し、当該隙間ＧＰを介して正極材１６を充填することができる。

【0054】

その結果、筒状体１２ａに正極材１６を充填した後に下部連座１を挿入する場合に比べて、充填した正極材１６が飛び散ったり意図しない箇所に付着したとしても、それが筒状体１２ａと下部連座１との位置合わせの精度へ及ぶ悪影響を低減することができる。筒状体１２ａと下部連座１との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。自動充填装置等による正極材１６の自動充填を容易に行うことが可能となる。

【0055】

下部連座１では、芯金１４の外周面には、押出しピン痕としての凸部１４ａが設けられており、突出片３の先端は、軸方向において凸部１４ａよりも本体部２側に位置している。
これにより、突出片３が凸部１４ａを越えてまで突出することがなく、突出片３の突出長Ｌが長すぎることを防止することができる。突出片３の突出長Ｌの上限を凸部１４ａで規制することができる。突出片３が長すぎて筒状体１２ａの内部における正極材１６の充填量が少なくなってしまうこと、及び、突出片３が長すぎて筒状体１２ａに下部連座１を挿入し難くなること、を回避することが可能となる。また、芯金１４における凸部１４ａよりも端側、つまり、芯金１４の凸部１４ａが設けられていない端部を少なくとも３つの突出片３の間でガイドすることができるため、芯金１４を位置決めしてガイドする上記作用を効果的に発揮することが可能となる。

【0056】

下部連座１では、突出片３は、内側傾斜面３ａ及び外側傾斜面３ｂを有し、内側傾斜面３ａの傾斜角度αは、外側傾斜面３ｂの傾斜角度βよりも大きい。これにより、筒状体１２ａに下部連座１を挿入する際、突出片３の内側傾斜面３ａを利用して、芯金１４を効果的にガイドすることができる。また、突出片３の外側傾斜面３ｂを利用して、筒状体１２ａへの下部連座１の当該挿入を効果的にガイドすることができる。

【0057】

下部連座１では、本体部２は、有底筒状を呈する。本体部２の開口側は、筒状体１２ａに嵌め込まれる。本体部２の筒孔には、芯金１４が挿入されて保持される。本体部２の開口側の外側面は、当該開口側に進むに連れて狭径するように傾斜する傾斜面である本体傾斜面ＴＰを有する。突出片３は、本体傾斜面ＴＰに設けられている。このような構成により、筒状体１２ａに挿入するに際して芯金１４をガイドしながら筒状体１２ａとの精度よい位置合わせを実現する下部連座１を、具体的に実現できる。

【0058】

下部連座１では、突出片３は、軸方向から見て、本体部２における軸方向回りで等間隔の複数位置に設けられている。これにより、少なくとも３つの突出片３の間でもって芯金１４を位置決めしてガイドする上記作用を効果的に発揮することが可能となる。

【0059】

下部連座１では、本体部２は、複数の筒状体１２ａに対応して複数設けられている。下部連座１は、複数の本体部２を所定方向に沿って並列させた状態で連結する連結部４を更に備える。これにより、複数の筒状体１２ａの端部を一挙に封止することが可能となる。

【0060】

本実施形態に係る正極１０は、筒状体１２ａと、筒状体１２ａに挿入された棒状の芯金１４と、筒状体１２ａの内部に充填され活物質を含む正極材１６と、下部連座１と、を備える。正極１０においても、下部連座１を備えることから、筒状体１２ａに下部連座１を挿入する際に芯金１４をガイドすることができ、且つ、筒状体１２ａと下部連座１との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。

【0061】

本実施形態に係る鉛蓄電池１００は、正極１０を備える。鉛蓄電池１００においても、下部連座１を備えることから、筒状体１２ａに下部連座１を挿入する際に芯金１４をガイドすることができ、且つ、筒状体１２ａと下部連座１との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。

【0062】

本実施形態に係る電極製造方法では、筒状体１２ａに下部連座１を挿入する際、少なくとも３つの突出片３の間でもって芯金１４を位置決めしてガイドすることができる。また、一時挿入工程により、筒状体１２ａの端部に対して突出片３の先端側から当該突出片３の一部を挿入して、筒状体１２ａと下部連座１とを位置合わせして外れ難くすることができる。この状態において、充填工程により隙間ＧＰを介して正極材１６を充填することができる。これにより、筒状体１２ａに正極材１６を充填した後に下部連座１を挿入する場合に比べて、充填した正極材１６が飛び散ったり意図しない箇所に付着したとしても、それが筒状体１２ａと下部連座１との位置合わせの精度へ及ぶ悪影響を低減することができる。筒状体１２ａと下部連座１との精度よい位置合わせを実現することが可能となる。自動充填装置等による正極材１６の自動充填を容易に行うことが可能となる。

【0063】

ここで、上述した電極製造方法で製造した正極１０についての、突出長Ｌの長さと正極材１６の充填性との関係に関する評価試験を行った。評価試験では、突出長Ｌの長さが３ｍｍの下部連座に係る比較例１、突出長Ｌの長さが４ｍｍの下部連座に係る比較例２、突出長Ｌの長さが６ｍｍの下部連座に係る実施例１、及び、突出長Ｌの長さが８ｍｍの下部連座に係る実施例２を用いた。

【0064】

突出長Ｌの長さが３ｍｍの比較例１では、筒状体１２ａの内部に十分に正極材１６を注入することが困難であり、正極材１６の充填が不十分（充填性が不可）となった。突出長Ｌの長さが４ｍｍの比較例２では、筒状体１２ａの内部に十分に正極材１６を注入することが困難であり、正極材１６の充填が不十分となった。一方、突出長Ｌの長さが６ｍｍの実施例１では、筒状体１２ａの内部に十分に正極材１６を注入することができ、正極材１６の充填が十分（充填性が可）となった。突出長Ｌの長さが８ｍｍの実施例２では、筒状体１２ａの内部に十分に正極材１６を注入することができ、正極材１６の充填が十分となった。

【0065】

以上の結果より、突出長Ｌの長さが４ｍｍよりも長い場合には、筒状体１２ａの内部に十分に正極材１６を注入することができ、正極材１６の充填が十分となることがわかる。突出長Ｌの長さが４ｍｍ以下の場合には、正極材１６の充填が不十分となることがわかる。その理由の一つとしては、一時挿入工程における隙間ＧＰが不十分であることが考えられる。なお、突出長Ｌの長さが４ｍｍ以下の場合、一時挿入工程において、筒状体１２ａと下部連座１との位置合わせが困難になる可能性も生じ得る。突出長Ｌの長さが４ｍｍ以下の場合、一時挿入工程において、筒状体１２ａと下部連座１との外れ難さが不十分となる可能性も生じ得る。突出長Ｌの長さが４ｍｍ以下の場合、突出片３による芯金１４のガイド性及び本体部２を筒状体１２ａに挿入する挿入性も不十分となる可能性も生じ得る。

【0066】

以上、実施形態について説明したが、本発明の一態様は上記実施形態に限定されない。

【0067】

上記実施形態において、封止部材としての下部連座１は、複数の本体部２を備えているが、この構成に限定されない。封止部材は、本体部２を一つのみ備えていてもよい。本体部２を一つのみ備えた封止部材を用いて複数の筒状体１２ａの端部を封止する場合、当該封止部材を筒状体１２ａの数だけ用意し、複数の当該封止部材のそれぞれによって複数の筒状体１２ａの端部のそれぞれを封止してもよい。

【0068】

上記実施形態では、突出片３の上端部の形状を尖形としたが、突出片３の上端部は先が丸い曲面形状であってもよい。この場合、成形性を高めることができる。上記における各数値は、例えば製造上等の一般的な誤差の分、変動してもよい。

【0069】

本発明の一態様に係る封止部材、電極及び鉛蓄電池は、電気車に用いることができる。本発明の一態様に係る電気車は、鉛蓄電池１００を備える。電気車としては、フォークリフト、ゴルフカート等が挙げられる。

【符号の説明】

【0070】

１…下部連座（封止部材）、２…本体部、２ｈ…筒孔、３…突出片、３ａ…内側傾斜面、３ｂ…外側傾斜面、４…連結部、１０…正極（電極）、１２ａ…筒状体、１４…芯金（集電体）、１４ａ…凸部、１６…正極材（電極材）、１００…鉛蓄電池、ＧＰ…隙間、ＴＰ…本体傾斜面、α，β…傾斜角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】