JPH0715812B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は密閉形鉛蓄電池に関し、特に水素ガスを外部に
排出できる密閉形鉛蓄電池に関するものである。

［従来技術］ 鉛蓄電池では、充電末期および過充電時に水素ガス及び
酸素ガスが発生するため、定期的な補水を必要とする。
これに対して、密閉形鉛蓄電池では陽極で発生した酸素
を陰極で吸収させて、陰極を充電が終わらない状態に保
って水素を出さないようにしているため、通常はガスの
発生による電解液の減少はない。しかしながら密閉形鉛
蓄電池でも、過充電状態になると負極から水素ガスが発
生して電池の内圧が上昇する。そこで第６図に示すよう
な安全弁１が設けられる。この安全弁１は、射出成形に
より作られた成形キャップ２に形成した排気路３に、弁
筒４を立設し、この弁筒４にゴム製のゴムキャップ（弁
体）５をかぶせて構成される。なお第６図において、７
は排気室であり、６は排気室７を塞ぐ押え板であり、押
え板６の中央にはガス抜き孔6aが形成されている。

この種の安全弁では、過充電時に陰極から発生した水素
ガスによって電池内圧が上昇すると、ゴムの弾性により
ゴムキャップ５のスカート部が開き電池内のガスが電池
外に排出される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の安全弁では、安全弁の作動によっ
て水素ガスと一緒に酸素ガスも外部に排出されてしま
う。陽極で発生した酸素ガスの一部が外部に排出される
と、陰極で吸収される酸素ガスの量が減少するため、水
素ガスの発生は益々盛んになり、その結果密閉形鉛蓄電
池でも電解液が減少して、電池の寿命が短くなる問題が
生じる。本発明の目的は、上記問題点を解消して電解液
の減少を防ぎ、寿命性能を向上させることができる密閉
形鉛蓄電池を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、請求項１項の発明では、
排気孔に安全弁が設けられてなる密閉形鉛蓄電池におい
て、安全弁の弁体として水素選択透過性を有する弁体を
用いる。そしてこの弁体を気体透過性を有するシートま
たはフィルムの上に金属からなる水素選択透過性物質層
が蒸着により形成して構成する。

水素ガスの排出は、特に安全弁を用いずに、電槽それ自
体に水素選択透過性を持たせることにより行うこともで
きる。そこで請求項２の発明では、水素ガスが滞留する
空間を囲む電槽の壁部の少なくとも一部に水素選択透過
性を持たせている。そして水素選択透過性を有する部分
を、気体透過性を有するシートまたはフィルムの上に金
属からなる水素選択透過性物質層を蒸着により形成して
構成する。

［作用］ 安全弁の弁体として水素選択透過性を有する弁体を用い
ると、水素ガスが発生した時には、水素ガスだけが弁体
を透過して外部に排出される。そのため充電中に発生す
る酸素ガスは、ほとんど陰極で吸収され、陰極からの水
素ガスの発生は抑制される。その結果、電池の過充電時
または充電末期における水の電気分解を抑制することが
でき、過充電による電解液の減少を防止して、過充電に
よる早期の寿命劣化を防止できる。

特に弁体を、気体透過性を有するシートまたはフィルム
の上に金属からなる水素選択透過性物質層が蒸着により
形成すると、水素の選択透過性を低下させることなく、
全体の厚みを薄くして、しかも全体の機械的強度を高め
ることができる。

また請求項２の発明のように、電槽の壁部の少なくとも
一部に水素選択透過性を持たせれば、安全弁を用いなく
ても、発生した水素ガスを外部に排出することができる
ので、電池の構造が簡単になる。また請求項１の発明と
同様に、水素選択透過性を持つ部分を気体透過性を有す
るシートまたはフィルムの上に金属からなる水素選択透
過性物質層を蒸着により形成して構成すると、水素の選
択透過性を低下させることなく、全体の厚みを薄くし
て、しかも全体の機械的強度を高めることができる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は請求項１項に記載の発明の密閉形鉛蓄電池の要
部の構成を示している。同図において、第６図の従来の
電池の構成と同じ部分には第６図に示した符号と同じ符
号を付してある。本実施例では、弁筒４の端部に水素選
択透過性を有する弁体８を設けている。この弁体８は、
気体透過性を有する材料（ポリジメチルシロキサン等）
からなる気体透過性を有するフィルムまたはシート９の
上に、水素選択透過性物質層10を形成することにより構
成される。水素選択透過性物質層10は、パラジウム（P
d）やランタン−ニッケル（La−Ni）等の水素のみを透
過させる水素選択透過性物質を、フィルムまたはシート
９の上に蒸着させて形成される。弁体８の取付は、熱溶
着で行ってもよく、また接着剤を用いてもよい。本実施
例では、排気孔11の端部の全周にわたって弁体８を溶着
しているので、安全弁を通して外部から酸素ガスが侵入
するのを阻止することができ、陰極の酸化による容量低
下も防止できる。

なお弁体を固定する際に、一部に未溶着部または未接着
部を残しておいて、電池の内圧が異常に上昇した時だ
け、ガスを排出できるようにしておいてもよいのは勿論
である。

弁体８を取付ける側の構造は任意であり、第２図に示す
ように弁筒を持たない構成とすることもできる。第２図
において、21は成形キャップ、22及び23は電槽を構成す
るフィルム状またはシート状の合成樹脂体、24は排気
路、25は排気孔である。弁体８の構成は上記１図の実施
例の弁体と同じである。

上記第１図及び第２図の実施例のように、排気孔を塞ぐ
ようにシートまたはフィルム状の水素選択透過性を有す
る弁体８を設ければ、既存の電池の安全弁の構造を大幅
に代えることなく、実質的に弁体を代えるだけで、簡単
に水素ガスだけを外部に排出させることができる。この
弁体８を用いれば、常時水素ガスの排出を行えるので、
水素ガスの発生に基づく電池の内圧の上昇は従来よりも
小さくなる。

第３図は、本発明をいわゆるフィルムパック式の薄形の
密閉形鉛蓄電池に適用した実施例の概略構成を示してい
る。同図において31は２枚のフィルム状またはシート状
の合成樹脂体の周囲を熱溶着してなる電槽である。なお
合成樹脂体としては、電解液の漏れを防止するために間
にポリ塩化ビニルデンのシートが挟まれたラミネートフ
ィルムが用いられている。32は陰極板33、隔離体34、陽
極板35からなる極板群である。電槽31を構成する一方の
合成樹脂体の上部には、孔36が形成されており、この孔
36を水素選択透過性を有するフィルムまたはシート37で
閉じている。このシート37は、上記１図及び第２図で用
いた弁体８と同様に、気体透過性を有するシートまたは
フィルムの上に水素選択透過性物質を蒸着して形成され
ている。なおシート37は、熱溶着または接着により孔36
を完全に閉じるように設けられており、電槽の壁部の一
部を構成している。この様にすれば、特別に成形キャッ
プ等を用いることなく、電槽の一部に水素選択透過性を
付与して、水素ガスだけを外部に排出することができ
る。本実施例のように電槽の壁部の一部に孔をあけて、
この孔を水素選択選択透過性を有するシートで塞ぐ構造
は、既存の電池にわずかな加工を施すだけでよいため、
実施が容易である。

上記本発明の効果を確認するために、第１図に示す構造
の密閉形鉛蓄電池と第６図に示す従来の密閉形鉛蓄電池
を用いて比較試験を行った。この試験では、1.2Ah−2V
の薄形の密閉形鉛蓄電池をそれぞれ用意して過充電サイ
クル試験を行った。過充電サイクル試験の結果は第４図
に示す通りであった。第４図において、Ａは本発明の密
閉形蓄電池の寿命特性、Ｂは従来の密閉形鉛蓄電池の寿
命特性である。この結果からわかるように、本発明の密
閉形鉛蓄電池Ａの方が寿命特性に優れている。

第５図は上記過充電サイクル試験で用意した本発明の密
閉形鉛蓄電池Ａと従来の密閉形鉛蓄電池Ｂについての電
解液の減少量を示している。第５図から判るように、本
発明の密閉形鉛蓄電池Ａでは従来の密閉形鉛蓄電池Ｂに
比べて、電解液の減少量が非常に小さくなっている。

これらの結果から判るように、本発明を適用すれば、過
充電時または充電末期における水の電解を抑制し、電解
液の減少を防止することができる。従って、電池の過充
電における早期寿命劣化を防止することができる。

［発明の効果］ 以上のように、請求項１項の発明によれば、安全弁の弁
体として水素選択透過性を有する弁体を用いているの
で、弁体を通して水素ガスだけを外部に排出することが
でき、充電中に発生する酸素ガスをほとんど陰極で吸収
させて、陰極からの水素ガスの発生を抑制することがで
きる。その結果、電池の過充電時または充電末期におけ
る水の電気分解を抑制して、過充電による電解液の減少
を防止し、過充電による早期の寿命劣化を防止できる利
点がある。

請求項２項の発明のように、電槽の壁部の少なくとも一
部に水素選択透過性を持たせれば、安全弁を用いなくて
も、発生した水素ガスを外部に排出することができ、電
池の構造が簡単になる。

特に、請求項１及び２の本発明によれば、厚みが薄くて
水素透過性に優れ、しかも機械的強度の高い弁体または
水素透過性を有する部分を備えた密閉形鉛蓄電池を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密閉形鉛蓄電池の一実施例の要部の概
略縦断面図、第２図は本発明の密閉形鉛蓄電池の他の実
施例の要部の概略縦断面図、第３図は本発明の更に他の
実施例の要部の概略構成図、第４図は過充電サイクル寿
命試験の結果を示した線図、第５図は過充電サイクル寿
命試験の電解液減少量を示した線図、第６図は従来の密
閉形鉛蓄電池の要部の概略縦断面図である。 １…全弁、2,21…成形キャプ、3,24…排気路、４…弁
筒、５…ゴムキャプ、６…押え板、７…排気室、８…水
素選択透過性を有する弁体、９…気体透過性を有するシ
ートまたはフィルム、10…水素選択透過性物質層、11,2
5…排気孔、31…電槽、32…極板群、36…孔、37…水素
選択透過性を有するシート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−161656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−115655（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−162564（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−162565（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気孔に安全弁が設けられてなる密閉形鉛
   蓄電池において、 前記安全弁の弁体として水素選択透過性を有する弁体を
   用い、 前記弁体は気体透過性を有するシートまたはフィルムの
   上に金属からなる水素選択透過性物質層が蒸着により形
   成されて構成されていることを特徴とする密閉形鉛蓄電
   池。
2. 【請求項２】水素ガスが滞留する空間を囲む電槽の壁部
   の少なくとも一部が水素選択透過性を有しており、 前記水素選択透過性を有する部分は気体透過性を有する
   シートまたはフィルムの上に金属からなる水素選択透過
   性物質層が蒸着により形成されて構成されていることを
   特徴とする密閉形鉛蓄電池。