JP2005166320A

JP2005166320A - 鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2005166320A
Application number: JP2003400774A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yamaguchi; 義彰山口; Hiroyasu Kawada; 裕泰河田; Takashi Akimoto; 尚秋本
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: JP4715091B2

Abstract

【課題】一括排気方式を採用した鉛蓄電池であって、ガスの排出機能に優れ、電池に振動が加わってセル内の電解液が波打ったり、電池が傾いたりしたときにも電解液の逸出を抑制した防止機能に優れた鉛蓄電池を提供する。
【解決手段】一括排気する機構を備えた鉛蓄電池において、排気室４１の床壁のセルに面する壁面に前記ガス排出口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体と電解液還流口３５を囲みセル内に向かって伸びる筒状体を設け、前記ガス排出口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体の壁面に切り欠き４３または透孔を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、電解液に逸出を防止しながら、ガスを排出させる排気構造を備えた鉛蓄電池に関するものである。

複数のセルを備えるモノブロック式の鉛蓄電池の排気構造には、大別して、各セル毎に排気栓を設けた個別排気方式と各セルから排出されたガスを一旦排気室に導き、該排気室からガスを集中して外部に排出する一括排気方式がある。個別排気方式に比べて、一括排気方式は部品点数が少なくて済むこと、極板の上部空間の容積を小さくすることが可能であって、電池の容量を減らすことなくして電池の小型化が図れること、電解液の逸出量などの利点があるところから、車載用の鉛蓄電池に広く採用されるようになった。

従来、鉛蓄電池の一括排気に関しては、電解液がミストまたは蒸気の形で電池外へ逸出するのを防ぎ、電池の内圧が上昇しないようにガスをスムースに排出させる点で幾つかの提案がされている。例えば、排気室内で電解液のミストや蒸気を含んだガスを水平方向に流し、この間に電解液のミストや蒸気を結露させることによりガスと電解液を分離、ガスを外部に排出すると共に、結露した電解液をセル内に還流する構造となっている。（特許文献１、特許文献２参照）
米国特許第４４８６５１６号公報特開平８−２２８１５号公報

また、ガスと電解液の分離の効率を高めるために、前記ガスが水平方向に流れる距離を出来るだけ長くした一括排気の構造が提案されている。（特許文献３参照）
特開２００１−８４９８１号公報

また、排気室から電池外部に至るガス排出口に多孔性フィルターを配置し、電解液のミストや蒸気が排出されるのを防ぐと共に、フィルターの下側に空間を設けてフィルターが電解液で濡れて目詰まりするのを防いだ排気構造が提案されている。（特許文献４参照）
特開平６−１７６７４８号公報車載用鉛蓄電池においては、車が振動したときに電解液面が波打ったり、車を登坂させるときに電解液面が傾いたりする。前記特許文献１〜３に提案の方式では、電解液面が波打ったり、傾いたりしたときに、電解液がセルと排気室を連通するガス排出口を通って、セル内の電解液が排気室に飛び出る虞があった。また、誤って電池を横転させたときに電解液が排気室から電池外部に溢れ出る虞があった。

本発明は、一括排気方式を採用した従来の鉛蓄電池の欠点に鑑みなされたものであって、ガスの排出機能、電解液の逸出防止機能に優れた鉛蓄電池を提供せんとするものである。

本発明においては、鉛蓄電池の排気構造を以下の構成とすることによって前記課題を解決する。
（１）本発明に係る鉛蓄電池は、複数のセルを収納する電槽と、該電槽の上面を覆う中蓋、該中蓋の凹部を覆う上蓋４囲まれれた空間に、隔壁で区画された前記複数のセル同数の排気室および該排気室に連通する少なくとも１個の集中排気室を備え、排気室の床壁に前記セルと排気室を連通するガス排気口と電解液還流口を備え、前記セルから発生するガスを前記排気室および集中排気室を経由して電池外へ一括排気する機構を備えた鉛蓄電池において、前記排気室の床壁のセルに面する壁面に前記ガス排出口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体と電解液還流口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体を設け、前記ガス排出口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体の壁面に切り欠きまたは透孔を設けたことを特徴とする鉛蓄電池である。
（２）本発明に係る鉛蓄電池は、前記（１）に記載の蓄電池において、前記ガス排出口を長円形又は長方形の開口としたことを特徴とする鉛蓄電池である。
（３）本発明に係る鉛蓄電池は、前記（１）または（２）に記載の蓄電池において、前記排気室床壁のうち、前記ガス排出口を設けた局所床壁を、その周囲床壁に比べてセルの電解液面から遠い位置に配置したことを特徴とする鉛蓄電池である。

前記（１）および（３）に記載の本発明電池によれば、セル内の電解液面が波打ったり、電池が傾いたりした場合にも電解液の漏出の虞の小さい一括排気方式の鉛蓄電池とすることができる。
前記（２）、（３）に記載の本発明電池によれば、ガス排出口が電解液や異物で塞がれ難くでき、セルから排気室にスムースにガスを移行させることのできる鉛蓄電池とすることができる。

以下、本発明の詳細について、１実施形態により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、上蓋を外した状態での本発明の１実施形態に係る６セルモノブロック型の鉛蓄電池１を斜め上から見た斜視図である。２は電槽で、その内部は、電池の側辺のうち短辺に平行に配置された５個の隔壁（図示せず）によって６セルに分割されており、それぞれのセルに１組の正極板、負極板およびセパレータからなる極板群と希硫酸からなる電解液（図示せず）を収納している。図１の３は、電槽２の上に装着した中蓋で、４は、中蓋３の凹部に装着する上蓋である。電槽２、中蓋３、上蓋４は、何れもポリプロピレン製の成形体であり、電槽１の側壁上端（図示せず）と中蓋２の側壁下端（図示せず）および中蓋３の凹部に設けたの隔壁の上端と上蓋の隔壁の下端（図示せず）は熱融着されて、それぞれ気密に接合されている。なお５は、鉛合金製の正極端子、６は、鉛合金製の負極端子である。

図２は、前記中蓋３をセルに面する方向から見た図である。斜線を施した部分は電槽２の側壁およびセル間隔壁（図示せず）の開口端面と熱融着によって接合される側壁３１の端面と隔壁の３２の端面である。電池は５個の隔壁３２によって６個のセルに区画されている。中蓋３の床壁３３にはセル数と同数のガス排出口３４および電解液還流口中３５からなる開口を設け、該開口を介してセルと排気室を連通している。

中蓋３の床壁３３のセルに面する壁面には、前記ガス排出口３４を囲みセルの方向に向かって伸びる筒状体３６、電解液還流口３５を囲みセルに向かって伸びる筒状体３７を配置している。

図３は、前記図２に示した中蓋３を図のＡ−Ａで切断したときの断面図である。尚、理解し易いように、図３には、電槽２の側壁２１、セル間隔壁２２の開口端部と上蓋４の一部を図示した。中蓋の床壁３３のうちセルに面する壁面に設けた隔壁の端面と電槽２の側壁２１、セル間隔壁２２の開口端部とは熱融着により気密に接合される。また、中蓋の床壁３３の上面凹部に設けた隔壁と上蓋４の内面（図では下側の面）に設けた隔壁とは熱融着により気密に接合され、中蓋３と上蓋４とで囲まれた排気室４１が形成される。セルから発生したガスは、ガス排出口を通って小室４２に至り、上蓋４の隔壁に設けた切り欠き４３を通って排気室４１に移行した後、該排気室４１に連通する集中排気室（図示せず）に導かれ、集中排気室を経由して電池の外へ排出される。ガスが排気室４１内を移行している間にガスに混入した電解液のミストや蒸気が結露して液体となり、電解液還流口３５を通って排気室４１からセル内に還流される。

前記のように、中蓋の床壁３３にはガス排出口３４を囲みセルに向かって伸びる筒状体３６と電解液還流口３５を囲みセルに向かって伸びる筒状体３７を設けている。該筒状体は、セル内の電解液面が波打ったときには波の頂点（波頭）や波が電槽の壁面に衝突する事によって生じる電解液の飛沫がガス排出口３４や電解液還流口３５に至るのを防ぐ働きをする。

また、前記筒状体３６、３７の下端３８をセルの電解液に浸る（筒状体３６、３７の下端３８が電解液面の下にある状態）ように設定することによって、電解液面を小面積に区画し、電池が傾いたときに電解液がガス排出口３４や電解液還流口３５に至るのを抑制する働きがある。筒状体３６、および筒状体３７の太さや断面形状は特に限定されるものではないが、電池が傾いたときに電解液がガス排出口３４や電解液還流口３５に至るのを抑制するためには、電解液面をできるだけ小面積に区画することが望ましく、それには筒状体３６、３７の太さが小さいほうが好ましい。

本発明においては、ガス排出口３４を囲みセルに向かって伸びる筒状体３６の壁面に切り欠きまたは透孔３９を設けることが好ましい。該切り欠きや透孔３９の大きさや位置は特に限定される者ではないが、前記のように電解液が波打ったときに電解液がガス排出口３４に至るのを防ぐには、小さい方が好ましい。ただし、セルからガスをスムースに排出させるには、セル内の電解液が波打ったり、電池が傾いたりした場合にも切り欠き３９の上端が電解液面の上にあることが望ましい。さらに、筒状体が電解液で濡れたときに電解液が液膜を形成して切り欠や透孔３９を塞がない大きさにすることが好ましい。このような条件を満たすには、筒状体３６に設ける切り欠きや透孔３９は縦長の形状にすることが好ましい。このことによって、切り欠きや透孔３９の上端を電解液面の上に設定し、かつ、できるだけ細くして電解液が波打ったときに電解液がガス排出口３４に至るのを防ぐと同時に切り欠きや透孔３９が電解液の液膜で塞がれるのを抑制することができる。

図４は、図３のＢ−Ｂで示した部分の断面図である。前記のように筒状体３６の壁面には縦長の切り欠きや透孔３９を設けている。

本発明においては、前記のようにガス排出口３４を囲みセルに向かって伸びる筒状体３６の壁面に切り欠きや透孔３９を設けるので電解液還流口３５に比べて電解液面が波打った時に電解液飛沫がガス排出口３４に到達し易い。ガス排出口３４に至った電解液飛沫は、ガス排出口３４に液膜を形成し塞ぐことがある。ガス配排出口が液膜で塞がれ、その上に結露した電解液が溜まるとガス排出口３４を通ってセルからガスが排出３４するのを阻害する虞がある。液膜の形成を防ぐためには、図３に示したようにガス排出口３４の形状を円や誠正方形ではなく細長い長円形や長方形とすることが好ましい。

また、ガス排出口３４に液膜が形成してガス排出口３４が塞がれることやガス排出口３４に電解液面に浮遊している異物（極板から脱落したスポンジ状鉛等）詰まるという弊害を避けるために、図３および図４に示したようにガス排出口３４を含む局所床壁４０を中蓋の床壁３３に比べて高い位置に配置してガス排出口３４と電解液面との距離を大きくすることがさらに好ましい。

また、中蓋の床壁３３に設けたガス排出口３４を備える前記局所床壁４０を取り囲むように隔壁４３を設け、小室４２を区画し、排気室４１内で結露した電解液が小室４２に入り込まないようにすると同時に、セルから排出されたガスが上蓋４の隔壁４３に設けた切り欠き４４を通って排気室４１に移行させることが好ましい。

本発明に係る鉛蓄電池の上蓋を外した状態を斜め上から見た斜視図である。本発明に係る鉛蓄電池の中蓋をセル側から見た平面図である。本発明に係る上蓋の内面を示す平面図である。筒状体の断面図である。

符号の説明

３中蓋
４上蓋
３３排気室床壁
３４ガス排出口
３５電解液還流口
３５、３７筒状体
４０局所床壁
４１排気室

Claims

複数のセルを収納する電槽と、該電槽の上面を覆う中蓋、該中蓋の凹部を覆う上蓋で囲まれれた空間に隔壁で区画された前記セルと同数の排気室および該排気室に連通する少なくとも１個の集中排気室を備え、排気室の床壁に前記セルと排気室を連通するガス排気口と電解液還流口を備え、前記セルから発生するガスを前記排気室および集中排気室を経由して電池外へ一括排気する機構を備えた鉛蓄電池において、前記排気室の床壁のセルに面する壁面に前記ガス排出口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体と電解液還流口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体を設け、前記ガス排出口を囲みセル内に向かって伸びる筒状体の壁面に切り欠きまたは透孔を設けたことを特徴とする鉛蓄電池。
前記ガス排出口を長円形又は長方形の開口としたことを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池。
前記排気室床壁のうち、前記ガス排出口を設けた局所床壁を、その周囲床壁に比べてセルの電解液面から遠い位置に配置したことを特徴とする請求項１または、請求項２にｌ記載の鉛蓄電池。