CN102017230B - 铅蓄电池 - Google Patents

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Abstract

一种铅蓄电池，具有单体电池、单体电池室和气体排出机构，气体排出机构具有：小室，该小室设置在电池盖上，并具备在上述单体电池室一侧具有开口部的第一排气通路；覆盖体，该覆盖体安装于小室底壁上并覆盖第一排气通路的开口部；防脱落部件，该防脱落部件设置于小室上部并具有第二排气通路；间隙，该间隙形成于开口部周围的底壁和覆盖体之间的一部分；以及空间，该空间内允许覆盖体在小室内并在覆盖体和防脱落部件之间移动，气体经由第一排气通路、间隙以及第二排气通路排出至外部。

Description

铅蓄电池
技术领域
本发明涉及一种铅蓄电池，特别是涉及一种通气式铅蓄电池。
背景技术
一般地，汽车起动用的铅蓄电池以所谓的通气式铅蓄电池为主流，该种铅蓄电池将正极和负极两极板面完全浸渍于稀硫酸的电解液中，电池盖上安装有液口栓，该液口栓具有用于将电池内部产生的氧气和氢气排出到电池的外部的排气口。
另一方面，在一部分汽车用的铅蓄电池中，负极吸收式的控制阀式铅蓄电池也被使用，该种铅蓄电池使从电解液中露出的负极板吸收电池内部产生的氧气。而且，在控制阀式铅蓄电池中，通过用负极板吸收充电时从正极板产生的氧气，从而抑制负极板处的氢气产生，并抑制因水电解所导致的电解液中水分的减少。由此，在控制阀式铅蓄电池中，由于基本上不需要向电解液中进行水分补给，所以保养性优异。但是，由于负极板从电解液中露出的结构，与通气式铅蓄电池相比较，电解液量受限制，其结果是，电池容量下降。
另一方面，在通气式铅蓄电池中，由于正极和负极两极板完全浸渍于电解液中，所以，极板周围的电解液量相比控制阀式铅蓄电池较多。其结果是，在提高电池容量等方面有优势。
另外，在结构上，通气式铅蓄电池不能进行如控制阀式铅蓄电池那样的氧气的负极吸收反应。因此，负极板上产生的氢气和正极板上产生的氧气一并通过排气口被排出至电池外部。此外，由排气口处的排出导致的水分减少，除了上述电解的原因以外，还通过蒸发而进行。特别是，由于汽车起动用的铅蓄电池通常设置于高温的发动机室内，所以，由水分蒸发所导致的电解液减少就更容易进行。
另外，电解液的减少也会由于电解液雾通过排气口向电池外部排出而进行，该电解液雾是由车辆行驶时的加速度和振动等所导致的电解液面的晃动，以及充电时产生的氧气和氢气从电解液面发泡逃逸而产生的。
因此，公开有如下例子，即，为了抑制由水分蒸发和电解液雾的排出所导致的电解液减少，在电池内部与液口栓的排气口之间配置了多孔体，规定该多孔体导致的压力损失值以及多孔体的孔径分布。(例如，参照专利文献1)。
而且，如专利文献1所示，通过多孔体，抑制了含有大量在电池内部蒸发的水分的气体和电池外部的大气之间的置换。另外，通过使电解液雾在多孔体内凝结，并作为电解液回流至电池内，能够抑制电解液的减少。
但是，由于在电池的内部和外部之间，经常形成排气通路，所以，特别是在超过40℃的环境温度中进行保存和使用的时候，通气式铅蓄电池的电解液的减少量比控制阀式的铅蓄电池的减少量多。
另外，公开有以下结构，即，在将由正极和负极两极板构成的单体电池整体浸渍于电解液的状态下，通过阀对各个单体电池室进行关闭(例如，参照专利文献2)。
即，专利文献2中的铅蓄电池具有如下结构：在电池内部产生的氧气和氢气导致电池内压上升的情况下，在规定的压力下阀开启，在将这些滞留于单体电池室内的气体排出至电池外部后，阀再次关闭。由此，由水的电解导致的电解液减少与普通的通气式铅蓄电池大致等量。另外，平常阀不开启，因此，在阀关闭的时候，能够通过阀抑制电解液中的水分蒸发以及电解液雾向电池外部的排出，也抑制了电解液的减少。
但是，在专利文献2中的铅蓄电池的结构中，由于阀是根据电池的单体电池室的内压的上升而开启，因此，电池的单体电池室的内压至少会上升至开阀压力。由此，在各单体电池室，在阀的开阀压力不能均匀设定的情况下，其与邻接的单体电池室的内压差会导致分隔单体电池室的间隔壁发生变形。由此，出现了如下课题：电解液面的位置在各单体电池室之间产生大的偏差。而且，由于这种偏差，在电解液面上升的单体电池室中，电解液容易溢液至电池外部。而且，在电解液面下降的单体电池室中，同极连接片从电解液面露出，存在同极连接片被腐蚀的情况。
以下，对专利文献2所示的铅蓄电池的课题进行具体说明。即，在专利文献2的铅蓄电池中，例如由于阀体与安装阀体的阀筒的尺寸精度的偏差以及阀体的弹性系数的偏差等原因，控制阀的开阀压力和闭阀压力容易产生很大的偏差，这是单体电池室之间产生内压差的重要原因。其结果是，间隔壁向内压低的单体电池室一侧变形，且由于邻接的单体电池室的容积发生变化而导致电解液面产生偏差。
例如，在将开阀压力高的单体电池室与开阀压力低的单体电池室相邻接的汽车用电池搭载在车辆上并行驶一定时间的情况下，由于充放电而产生的气体滞留在单体电池室内。在到达各个单体电池室的开阀压力的阶段，该气体被排放至电池外部，在内压低至闭阀压力的时刻，阀关闭。
此时，若由于上述零件材料的偏差而导致控制阀的开阀压力产生偏差，在邻接的单体电池室之间，与开阀压力高的一侧的单体电池室相比，开阀压力低的一侧的单体电池室会在更低的内压下开阀。由此，在邻接的单体电池室之间产生内压差，由于该内压差，间隔壁向内压低的单体电池室一侧大幅膨胀而发生变形。在这样的变形的状态下，在停止电池的使用并放置的情况下，间隔壁塑性变形。其结果是，即使单体电池室之间的内压差消除，间隔壁的变形也不会复原。
而且，因为塑性变形了的间隔壁，各单体电池室的容积产生很大偏差。其结果是，各单体电池室间的电解液面的位置产生了很大偏差。即，由于开阀压力高，由于内压差而大幅膨胀的单体电池室的容积变大，其电解液面的高度大幅降低。相反，由于开阀压力低，所以，在已经开阀而内压降低的单体电池室中，由于间隔壁变形而导致容积变小，电解液面的高度上升。
而且，在电解液面上升的情况下，由于震动等而导致电解液容易从电池溢液。另外，在同极连接片由于电解液面下降而从电解液露出的情况下，存在由于同极连接片的腐蚀而导致断线等质量问题的产生等课题。
专利文献1：日本特开平7-220706号公报
专利文献2：日本特开2003-142148号公报
发明内容
本发明是一种铅蓄电池，其具有：单体电池，该单体电池具有正极板和负极板；单体电池室，该单体电池室在将正极板和负极板的极板面浸渍于电解液的状态下进行收纳；气体排出机构，该气体排出机构将正极板和负极板上产生的气体排出，气体排出机构具有：小室，该小室设置在电池盖上，并具备在单体电池室一侧具有开口部的第一排气通路；覆盖体，该覆盖体载置于小室底壁上并覆盖第一排气通路的开口部；防脱落部件，该防脱落部件设置于小室的上部并具有第二排气通路；间隙，该间隙形成于开口部周围的底壁和覆盖体之间的至少一部分；以及空间，该空间允许覆盖体在小室内并在覆盖体和防脱落部件之间移动，经由第一排气通路、间隙以及第二排气通路，将气体排出至外部。
由此，抑制了电解液的减少，也能够抑制由开阀压力的偏差导致的间隔壁变形以及因此而产生的电解液面的位置的偏差。其结果是，不仅将电解液的泄露和同极连接片的腐蚀等防范于未然，而且能够制造出可靠性良好的铅蓄电池。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的铅蓄电池的主要部分截面的附图。
图2是表示本发明实施方式1的铅蓄电池的主要部分截面的放大图。
图3是表示本发明实施方式1的其他例子的铅蓄电池的主要部分截面的放大图。
图4是表示本发明实施方式2的铅蓄电池的主要部分截面的附图。
图5是表示本发明实施方式2的铅蓄电池的主要部分截面的放大图。
图6是表示本发明实施方式2的其他例子的铅蓄电池的主要部分截面的放大图。
图7是表示本发明实施方式3的气体排出机构的结构的分解截面图。
图8是表示本发明实施方式3的气体排出机构的截面图。
图9是表示比较例的铅蓄电池的主要部分的截面图。
图10是其他的比较例的铅蓄电池的主要部分的截面图。
符号说明
1铅蓄电池
2正极板
3隔膜
4负极板
5单体电池
6蓄电池外壳
7间隔壁
8单体电池室
9电解液
10、28、32盖(电池盖)
10a、32a液口
11同极连接片
12、12A气体排出机构
13第一排气通路
13a、13b开口部
14小室
15底壁
15a槽部
16覆盖体
17第二排气通路
18间隙
19防脱落部件
20第一突起部
21第二突起部
22铅蓄电池
23、33液口栓
23a顶部
23b筒部
24小室体
25侧壁
26过滤器
27防沫体
29阀筒
30帽状阀体
31阀推压板
具体实施方式
以下，利用附图来说明本发明的实施方式的铅蓄电池的结构(以下，有时记做“电池”)。
(实施方式1)
图1是本发明实施方式1的铅蓄电池1的主要部分截面图。图2是本发明实施方式1的铅蓄电池的主要部分截面图的放大图。
如图1所示，本发明的铅蓄电池1与以往的通气式铅蓄电池一样，具有如下结构，即，由正极板2、隔膜3以及负极板4构成的单体电池5与电解液9一起，收纳在蓄电池外壳6的通过间隔壁7划分出的单体电池室8中，蓄电池外壳6的上部通过具备气体排出机构的电池盖10(以下，记做“盖”)关闭。此时，通常情况下，电解液9的液面位置设定在同极连接片11的上表面的上部，该同极连接片11将正极板2和负极板4的各自的同极性的极板彼此连接。此处，同极连接片11由例如Pb-Sb合金或Pb-Sn合金等Pb合金构成。这是为了防止在该同极连接片11从电解液9中露出的情况下，由于露出的同极连接片11表面同时与电解液9中的硫酸成分以及空气中的氧气接触，在同极连接片11的表面处硫酸成分发生消耗，其表面从中性变成碱性，促进Pb合金的腐蚀。因此，优选在将同极连接片11和正极板2以及负极板4的极板面的整面浸渍于电解液9内的状态下进行收纳。
以下，利用图1和图2，对设置于盖10的气体排出机构12进行详细的说明。
如图2所示，气体排出机构12由至少具有底壁15的小室14、设置在小室14的上部的防脱落部件19、以及储存在小室14内的覆盖体16构成。而且，小室14的底壁15上具有开口部13a，该开口部13作为单体电池室8侧的第一排气通路13，在防脱落部件19上，具有作为第二排气通路17的贯通孔。另外，覆盖体16以覆盖小室14的开口部13的方式载置，并且通过防脱落部件19防止其从小室14内脱落。此时，在覆盖体16内，为了形成下述间隙18，第一突起部20与底壁15相对且离散地设置，该间隙18形成于开口部13a周围的底壁15和覆盖体16之间的至少一部分上；第二突起部21与防脱落部件19相对设置。此外，在小室14内，在防脱落部件19和覆盖体16的第二突起部21之间，具有例如图面中显示的距离x的空间，通过该空间，例如允许覆盖体16的上下移动。
通过上述结构的气体排出机构12，在极板上产生并滞留于单体电池室8内的氧气以及氢气，经由第一排气通路13、间隙18以及第二排气通路17而通过小室14，被排出至电池外部。
此外，本实施方式中，虽然说明了距离x位于覆盖体16的第二突起部21和防脱落部件19之间，但并不仅限于此，在覆盖体16不具有第二突起部的情况下，距离x位于覆盖体16的上表面和防脱落部件19之间。
另外，本实施方式中，虽然以在与覆盖体16的底壁15相对的面上设置第一突起部20而形成间隙18为例进行了说明，但并不仅限于此。例如，可以在与覆盖体16相对的底壁15上离散地设置第一突起部，也可以在覆盖体16和底壁15双方上离散地设置第一突起部。另外，如图3的其他例子的铅蓄电池的主要部分截面的放大图所示，可以离散地设置槽部15a，该槽部15到达底壁15的至少开口部13a，且至少覆盖体16的外缘之外。此外，可以在覆盖体16的与小室14的底壁15相对的一侧上，离散地设置槽部，该槽部至少露出至开口部13a的内侧。另外，可以在底壁15和覆盖体16双方上设置槽部。
此外，为了显著地得到本发明的效果，优选通过间隙18，使气体的排气通路弯曲地形成。其理由为，通过第一突起部20或者槽部15a，单体电池室8内产生的气体在向电池外部排出的过程中，由于与覆盖体16碰撞，其流动发生弯曲而被排出至小室14。此时，气体中含有的电解液雾和水蒸气成分在覆盖体16表面凝结，成为液滴并回流至单体电池室8中。其结果是，如往常一样，能够抑制单体电池室8内的电解液雾和水蒸气成分直接排出至电池外部，并抑制了电解液的减少。
另外，在将电池置于高温环境下并以大电流充电的情况下，在单体电池室8内随着气体的产生同时也产生了大量的电解液雾。该电解液雾，在覆盖体16表面凝结并作为电解液的液滴成长起来。而且，存在该电解液的液滴通过界面张力暂时堵塞间隙18，使得单体电池室8内的内压上升的情况。但是，即使在该情况下，由于单体电池室8内的内压上升，覆盖体16在标记为距离(高度)x的空间内暂时地移动，从而，使间隙18的堵塞被打开。由此，内压复原至大气压，且电解液的液滴经由开口部13a回流至单体电池室8内。
此时，间隙18的尺寸为以下程度的微小间隙即可，即，在将覆盖体16安置于底壁15的状态下，单体电池室8内的气体能够放出。例如，在形成槽部15a的情况下，将槽部15a的宽度尺寸设定为0.5mm，深度尺寸为0.2mm左右即可。此外，并不限定于上述尺寸，只要将其设定在确保间隙18并能够获得抑制电解液的减少的效果的范围内即可。
另外，关于开口部13a的开口面积，只要是如下程度的面积即可，即，不会因为电解液的界面张力而妨碍电解液的回流，例如，可以将开口部13a设定为直径大约5mm的圆形。
另外，在本实施方式中，作为防脱落部件19，以覆盖小室14的盖状部件为例进行了说明，但是并不仅限于此。例如，通过单体电池室8内的内压在小室14的空间内进行移动的覆盖体16，具有不从小室14中脱落的结构和功能即可，并不一定限定于图2中所例示的形状。
另外，为了防止覆盖体16由于附着在其上的电解液的界面张力而与防脱落部件19紧贴，从而成为覆盖体16暂时没有载置在开口部13a上的状态，如图2所示，优选在覆盖体16的与防脱落部件19相对的面上，设置第二突起部21。由此，能够防止通过覆盖体16抑制电解液的减少的效果下降。但是，由于通过电解液产生的紧贴会因为电解液的干燥而消失，所以，不一定必须设置第二突起部21。此外，由于第二突起部21用于避免覆盖体16和防脱落部件19发生面接触而紧贴，因此可以将第二突起部21设置在防脱落部件19一侧。此时，由于第二突起部21只要避免覆盖体16和防脱落部件19发生面接触即可，因此，第二突起部21只要为径1.5mm、高度0.5左右的比较小的突起就足够。
另外，覆盖体16和防脱落部件19之间的距离x，如果能够向覆盖体16的上方移动，则可以任意地设定。
另外，覆盖体16的外径，至少要小于小室14的内径，并且在小室14之内，即使在覆盖体16的位置向一方偏移的情况下，只要具有足够覆盖开口部13a的外径即可。由此，与各部分的尺寸对阀压有较大影响的以往的帽状阀相比较，能够使用尺寸精度低的覆盖体。因此，没必要用高价的树脂成型品来制造覆盖体16，例如可以使用形成第一突起部和第二突起部的模具进行冲压等，对聚丙烯树脂的片材进行冲压加工而成。
根据本发明的实施方式，充电时，由于局部放电产生氧气以及氢气等而导致电池的内压上升，从而，单体电池室8内的气体经由第一排气通路13，通过设置于覆盖体16和开口部13a之间的间隙18，排出至小室14内。而且，最终通过第二排气通路17排出至电池外部。
此时，例如在电池的局部放电等气体的产生量微小的情况下，气体主要从间隙18排出至电池外部。
另一方面，例如在电池充电等气体的产生量多的情况下，在覆盖体16通过内压从开口部13a上浮并且间隙18扩大的情况下，气体经由第二排气通路17从小室14迅速排出至电池外部。
如上所述，根据本实施方式的铅蓄电池1，与进行开闭动作的控制阀式铅蓄电池不同，底壁15的开口部13a上载置有覆盖体16。而且，通过由底壁15和覆盖体16形成的间隙18，单体电池室8和电池外部之间设置有气体的排气通路。其结果是，能够抑制单体电池室8间的内压差，且能够防止电解液面位置的偏差和以此为起因的质量问题的发生。
另外，根据本实施方式，在对电池以大电流进行充电的情况下，仅通过间隙18排出气体，单体电池室的内压瞬间性地上升，通过单体电池室内压的上升，覆盖体16向上方的空间移动。由此，气体通过开口部13a迅速排出。其结果是，抑制了单体电池室的内压上升，且减少了单体电池室压力的偏差。这是由于，本发明不像以往的控制阀式铅蓄电池那样，不会产生利用了橡胶的弹性的帽状阀的零件、原材料的偏差所引起的开阀压力的偏差等。
此外，在以往的控制阀式铅蓄电池中，即使最初将开阀压力的偏差控制在低水平，在电池充放电和放置期间，开阀压力的偏差仍会扩大。但是，在本实施方式中，由于通过覆盖体16的自重使覆盖体16与底壁15接触并载置，因此，像目前的控制阀式铅蓄电池那样的、使开阀压力产生很大程度的偏差的因素少。因此，能够大幅度地抑制各单体电池室8的内压差的偏差。
另外，根据本实施方式，即使由于大电流充电导致单体电池室8间暂时产生内压差，但由于充电完成而气体产生量下降，所以，产生的气体会经由间隙18等可靠地排出。由此，所有的单体电池室8的内压与大气压一致，且单体电池室8间的内压差消失。另外，不会像以往的控制阀式铅蓄电池那样，残留于单体电池室8间的内压差导致的间隔壁7的变形不会从弹性变形区域转变为塑性变形区域。其结果是，即使间隔壁7发生了变形，由于容易复原，因此能够将电解液面位置的偏差的减少以及由此导致的电解液溢液和同极连接片的腐蚀等问题防范于未然。
以下，就本实施方式的铅蓄电池的结构进行具体说明，其具有以往的控制阀式铅蓄电池所无法获得的显著效果。
在以往的控制阀式铅蓄电池中，通常，在经由间隔壁而相互邻接的单体电池室之间存在开阀压力的偏差。因此，假想如下场景：首先，通过气体的产生，开阀压力低的控制阀在一端开阀后，通过内压的下降而在闭阀压力下成为关闭状态，另一方面，开阀压力高的控制阀成为不开启阀的状态，在单体电池室间产生内压差。而且，假想铅蓄电池在起动用等80℃的环境中使用。
此时，铅蓄电池的温度由于停止使用而从80℃最终下降至外部空气温度。而且，铅蓄电池的单体电池室的气体体积因温度下降而减少，由于单体电池室的内压下降，内压差进一步扩大。存在如下情况：由于该内压差的扩大，在蓄电池外壳和盖的接合部，以及间隔壁和盖的接合部处产生应力，由此，在接合部产生裂纹和剥离。
另一方面，在本实施方式的铅蓄电池中，通过设置于覆盖体16和底壁15之间的间隙18，外部空气被导入单体电池室8，最终，全部单体电池室8的内压与大气压一致。由此，不会受到像以往的控制阀式铅蓄电池那样的、由温度变化而导致内压变化的影响，因此，能够抑制蓄电池外壳和盖以及盖和间隔壁的接合部处的应力集中，且能够制造出可靠性高的铅蓄电池。
此外，作为防脱落部件19，优选由具有连续空孔的多孔质体构成。此时，作为多孔质体，可以使用氧化铝等陶瓷以及聚丙烯树脂粒子等耐酸性树脂的烧结体。由此，多孔质体内的空孔作为第二排气通路17而起作用，将在小室14内产生的气体排出至电池外部。其结果是，不需要特殊地将贯通孔等作为第二排气通路17设置于防脱落部件19内。另外，抑制了尘埃和砂粒等异物混入小室14内。此外，通过例如具有蜿蜒的空孔的多孔质体，能够抑制电池外部产生的火花等将滞留于单体电池室8内的氧气和氢气引燃。
此时，作为多孔质体的孔径，可以在考虑尘埃和砂粒等异物导致的堵塞、抑制火花的透过效果以及氧气和氢气的透过速度的情况下，进行任意设定。例如，可以将平均孔径在数十～数百μm的多孔质体作为防脱落部件使用。
(实施方式2)
以下，利用图4和图5，对本发明的实施方式2的铅蓄电池进行说明。
图4是本发明的实施方式2的铅蓄电池的主要部分的截面图。图5是本发明的实施方式2的铅蓄电池的主要部分截面的放大图。
而且，本发明的实施方式2的铅蓄电池22与实施方式1的铅蓄电池1的不同点在于，在液口栓23内配置有气体排出机构12，该液口栓安装在设置于盖10的注液用的液口10a上。此外，铅蓄电池22的正极板2、隔膜3、负极板4、单体电池5、蓄电池外壳6、间隔壁7、单体电池室8、电解液9、盖10以及同极连接片11等各构成要素，与实施方式1的铅蓄电池1一样。
此处，液口栓23将防沫体27和本实施方式的气体排出机构12收纳于由筒部23b和顶部23a形成的内部，并嵌入盖10的液口10a。此外，防沫体27在特殊情况下没有也可以。但是，为了防止电解液的飞沫侵入小室14内以及电解液从小室14泄露至电池外部，如图5所示，优选以覆盖小室体24的开口部13b的方式进行设置。
而且，如图4和图5所示，本实施方式的气体排出机构12，由划分形成小室14的小室体24以及收纳在小室14内的覆盖体16构成。而且，小室体24抵接于液口栓23的顶部23a。此时，在液口栓23的顶部23a，作为第二排气通路17设置有贯通孔。另外，小室体24由底壁15和由底壁15立设而成的侧壁25构成，且底壁15上形成有作为第一排气通路13的开口部13b。另外，通过设置于小室体24的底壁15上的槽部15a，在底壁15与覆盖体16之间形成了间隙18。而且，小室体24的侧壁25的外周安装于液口栓23的筒部23b的内壁上。此外，以至少覆盖小室体24的开口部13b的方式载置覆盖体16。此时，液口栓23的顶部23a起到了作为实施方式1的、防止覆盖体16从小室14内脱落的防脱落部件19的作用。因此，没必要另行设置防脱落部件，能够简化结构。
上述结构的气体排出机构12，具有与实施方式1的气体排出机构12相对应的各构成要素且作用效果相同。
而且，通过上述结构的气体排出机构12，在极板处产生并滞留在单体电池室8内的氧气以及氢气，经由第一排气通路13、间隙18以及第二排气通路17而通过小室14，排出至电池外部。
以下，利用图6，对本发明实施方式2的其他例子的铅蓄电池进行说明。
图6是本发明的实施方式2的其他例子的铅蓄电池的主要部分截面的放大图。
即，如图6所示，在液口栓23的顶部23a和小室体24的侧壁25之间，配置有由如实施方式1所示的多孔质体构成的过滤器26。此时，由多孔质体形成的过滤器26内的空孔也作为第二排气通路17起作用，同时作为覆盖体16的防脱落部件起作用。
根据上述实施方式，通过在覆盖体16和第二排气通路17之间配置由多孔质体构成的过滤器26，能够抑制尘埃和砂粒等异物侵入小室14内，因此，能够使覆盖体16稳定地工作。此外，通过例如具有蜿蜒的空孔的多孔质体，能够抑制电池外部产生的火花等将滞留于单体电池室8内的氧气和氢气引燃。
根据本实施方式的铅蓄电池22，能够像实施方式1的铅蓄电池1一样抑制电解液的减少。另外，因为在单体电池室间不产生内压差，所以能够抑制以内压差为起因的间隔壁7的变形以及由此导致的电解液的液面位置(高度)的偏差。其结果是，能够制造出电解液的溢液和同极连接片的腐蚀得到抑制的可靠性良好的铅蓄电池。
另外，根据本实施方式，由于在液口栓23内设置了气体排出机构12，因此，通过拆装液口栓23，能够经由可扩大内径的液口10a，向铅蓄电池22的单体电池室8内进行注液。由此，因为不需要像实施方式1的铅蓄电池那样，通过内径小的第一排气通路13进行注液，所以，具有注液等操作性良好的优势。
(实施方式3)
以下，利用图7和图8，对本发明实施方式3的铅蓄电池进行说明。
图7是本发明的实施方式3的气体排出机构的结构的分解截面图。图8是本发明的实施方式3的气体排出机构的截面图。
而且，本发明的实施方式3的不同点在于，将实施方式2的设置在液口栓23内的气体排出机构12，替换成与液口栓23主体分开设置的气体排出机构12A。
即，如图7和图8所示，气体排出机构12A通过如下方法形成：预先将覆盖体16配置在小室体24内，将作为防脱落部件19而起作用的多孔质体的过滤器26接合在小室体24的侧壁25上。而且，如图6所示，将形成的气体排出机构12A安装于液口栓23的筒部23b，形成具有气体排出机构12A的液口栓23。
此时，小室体24和过滤器26的接合可以通过如下方法形成：用聚丙烯树脂或聚乙烯树脂等有弹性的材质构成小室体24和过滤器26，将过滤器26压入小室体24内固定而形成。
而且，通过上述结构，由多孔质体构成的过滤器26能够兼用作防止覆盖体16脱落的防脱落部件19，同时也具有过滤外部侵入的尘埃等的功能。
根据本实施方式的铅蓄电池，通过将气体排出机构12A安装于筒部23b，能够得到与图6所示的实施方式2的铅蓄电池22一样的效果。
另外，根据本实施方式，除了实施方式1以及实施方式2中得到的作用效果，还能得到以下的作用效果。
即，通过在已有的铅蓄电池中使用的液口栓主体上，安装分体设置的气体排出机构12A，能够容易地得到具有实施方式2的效果的铅蓄电池。由此，已有的液口栓和本实施方式3的铅蓄电池中使用的液口栓23能够共用液口栓23主体，因此，在通过零件的共用化削减产品成本方面发挥了巨大作用。
另外，通过使由有弹性的树脂构成的小室体24的外径扩大到比液口栓23的筒部23b的内径稍大，能够将气体排出机构12A压入液口栓23的筒部23b内固定，因此，与热熔接、焊接以及其他的接合方式相比较，能够极简便且生产率高地生产本发明的铅蓄电池。
此外，作为构成上述各实施方式所示的气体排出机构12的部件，除了上述的聚丙烯树脂和聚乙烯树脂以外，还能使用共聚物等一般用于以往的铅蓄电池的蓄电池外壳和盖上的合成树脂。特别是，如果使用这些合成树脂构成覆盖体16和底壁15，能够防止覆盖体16和底壁15相互粘连，覆盖体16能稳定工作，因此为优选。
即，以往，在将橡胶的帽状阀安装于阀筒的阀中，由于橡胶中含有增塑剂，使得帽状阀和阀筒紧固，阀的开闭压力变得不稳定。因此，为了改善增塑剂的影响，有必要在帽状阀和阀筒之间涂上硅油等惰性油类。
但是，在本发明中，由于不会在以往那样的覆盖体16和底壁15之间发生紧固，因此没必要进行涂抹硅油的工序。在这一点上，也比使用以往的阀的铅蓄电池具有更优良的生产率。
以下，对本发明各实施方式的具体实施例进行说明。在本实施例中，对电解液的减少量和电解液面位置的偏差的抑制效果进行具体叙述。
首先，制造本发明的实施例以及比较例的铅蓄电池(JIS D5301起动用铅蓄电池的55B24型电池)。然后，假想将制成的铅蓄电池搭载在汽车上使用的情况，在对各铅蓄电池施加振动的同时进行充放电，根据此时电解液的减少量进行评价。
(实施例1)
实施例1是本发明的实施方式1的铅蓄电池。实施例1的气体排出机构的结构，与图3所示的结构一样。此时，作为防脱落部件19，使用了由烧结聚乙烯树脂粒子而形成的多孔质体。另外，在底壁15的开口部13a的周缘，在通过开口部13a中心的直线上，配置并形成两条宽0.5mm、深0.2mm的槽部15a。将其作为样品1。
(实施例2)
实施例2，是本发明的实施方式3的铅蓄电池。在实施例2中，在液口栓23a内具有图8所示的气体排出机构12A，并且具有作为防脱落部件19起作用的、由多孔质体形成的过滤器26。此时，过滤器26使用了与实施例1中使用的防脱落部件19相同的材料，即平均孔径200μm的多孔质体。另外，在底壁15的开口部13a的周缘，在通过开口部13a中心的直线上，配置并形成有两条宽0.5mm、深0.2mm的槽部15a。另外，在液口栓23内，设置有防沫体27。此外，实施例2虽然构成实施方式3的铅蓄电池，但是与实施方式2的铅蓄电池基本一样。将其作为样品2。
(实施例3)
实施例3，除了防沫体27以外，与实施例2一样地形成。将其作为样品3。
(比较例1)
比较例1是具有以往的气体排出机构的铅蓄电池。具体来说，如图9所示，在覆盖蓄电池外壳(未图示)的盖28内形成阀筒29，在该阀筒29中，具有安装了橡胶制的帽状阀体30的控制阀。此时，为了防止帽状阀体30从阀筒29脱落，将阀推压板31固定在盖28上。另外，在比较例1中，在阀筒29和帽状阀体30之间涂抹了硅油。
此外，在阀筒29的下部，配置了和实施例2一样的防沫体27。比较例1的阀的开阀压力的设计值为10.0kPa，闭阀压力的设计值为2.0kPa。其他的结构和实施例1一样。将其作为样品C1。
(比较例2)
比较例2如图10所示，是在液口32a上安装有液口栓33的铅蓄电池，该液口32a设置于覆盖蓄电池外壳(未图示)的盖32上，上述液口栓33具有过滤器26和防沫体27。其他的结构和实施例1一样。将其作为样品C2。
(比较例3)
比较例3，除了防沫体以外，和比较例2一样。将其作为样品C3。
对于样品1到样品3以及样品C1到样品C3的铅蓄电池，在如下的实验条件下，对电解液的减少量以及电解液面位置的偏差进行评价。此时，样品1到样品3以及样品C1到样品C3的各铅蓄电池的实验数为n＝6，初期的电解液面位置为同极连接片(与图1的同极连接片11相当)的上表面以上20mm处。
首先，在75℃的环境中，对样品1到样品3以及样品C1到样品C3连续施加上下方向的振动(加速度1G(9.8m/s2)、频率为5～40Hz/5分扫描)。而且，在该扫描的期间，以由放电(放电电流25A、放电时间1分钟)和充电(14.8V定电压充电、最大充电电流25A、充电时间25分钟)构成的放电-充电循环作为一个循环，进行4320个循环。
此时，通过每放电-充电循环中的480个循环就确认电解液面且进行补水，使电解液面回复到初期的电解液面位置，即为通常的同极连接片的上表面以上20mm处。而且，对样品1到样品3以及样品C1到样品C3的每个铅蓄电池，将在4320个循环中补充的全部补水质量作为减少量。
其次，在样品1到样品3以及样品C1到样品C3的各铅蓄电池中，对6个中的3个，使其电解液面位置为初期位置的状态，对剩余的三个，将其电解液面位置调整至同极连接片的上表面以上3mm处。然后，首先，在25℃的环境中，对各铅蓄电池进行40个循环的上述放电-充电循环。之后，同样在25℃的环境中放置13天。其后，对同一电池内的电解液面位置的偏差的最大值进行测定。此时，电解液面位置的偏差的最大值，表示在构成各铅蓄电池的6个单体电池中的最高电解液面位置(高度)与最低的电解液面位置(高度)的差值。
以下，将上述试验后的样品1到样品3以及样品C1到样品C3的各铅蓄电池的减少量以及电解液面位置的偏差的最大值，分别显示在(表1)和(表2)中。
【表1】
  电解液的减少量(kg)
  样品1   0.65
  样品2   0.43
  样品3   0.63
  样品C1   0.43
  样品C2   1.45
  样品C3   1.51
【表2】
如(表1)所示，与样品C1到样品C3相比，样品1到样品3抑制电解液的减少量的效果显著。另外，即使与设置有开闭各单体电池室中的阀的样品C1相比，样品1到样品3在电解液的减少量方面，也得到了几乎同等优异的结果。
另外，如(表2)所示，即使在电解液面的位置偏差方面，与设置有阀的样品C1相比，样品1到样品3也显著抑制了位置偏差。而且，在样品1到样品3中，即使在升高了电解液面位置的铅蓄电池(同极连接片上表面以上20mm)中，也没有观察到电解液的泄漏。此外，在样品1到样品3中，对于降低了电解液面位置的铅蓄电池(同极连接片上表面以上3mm)，电解液面的位置偏差也得到了显著的抑制。
另外，对于样品1到样品3，即使是升高了电解液面位置的铅蓄电池，也没有产生电解液溢液或泄漏至电池外部等现象。而且，在降低了电解液面位置的铅蓄电池中，同极连接片没有从电解液中露出。
另外，在样品1到样品3中，使用了防沫体的样品2对电解液量减少的抑制效果更为显著。据推测，这是由于通过防沫体大幅度地抑制了电解液雾侵入进小室而产生的效果。
此外，对于设置有阀的样品C1，虽然电解液的减少量得到了显著的抑制，但是电解液面的位置偏差变得非常大。可以认为，这是以阀的开闭阀压力的偏差为起因，由于开阀压力高的单体电池室压迫开阀压力低的单体电池室而产生大的偏差。即，由于开阀压力低的单体电池室的单体电池室容积的减少而导致电解液面位置升高，由于开阀压力高的单体电池室膨胀而单体电池室容积增加，所以导致电解液面位置降低。因此，在样品C1中，在初期，将电解液面位置设定于同极连接片的上表面以上20mm处，在此情况下，在一部分的单体电池室中，由于电解液面位置的进一步上升，在开阀的同时，电解液从阀筒排出，排出至阀筒基部的电解液滞留且一部分泄露至电池外部。另一方面，在将电解液面的位置设定于同极连接片的上表面以上3mm处的电池中，由于充放电和放置产生了电解液面的位置偏差，且在电解液面的位置偏差较低的单体电池室中，同极连接片从电解液中露出。此外，当负极侧的同极连接片从电解液面露出时，同极连接片被腐蚀，因此这并非优选的方案。
综上所述，根据本发明的铅蓄电池，能够制造出可靠性良好的铅蓄电池，该铅蓄电池在获得显著抑制了电解液减少的效果的同时，明显地抑制了电解液面的位置偏差。由此，能够实现提高了通气式铅蓄电池的特性和效果并且将电解液的减少程度与控制阀式铅蓄电池相同的铅蓄电池。
工业实用性
本发明适用于各种通气式铅蓄电池，如起动用的铅蓄电池和电动车用的铅蓄电池等。

Claims (8)

1.一种铅蓄电池，具有：单体电池，该单体电池具有正极板和负极板；单体电池室，该单体电池室在将上述正极板和上述负极板的极板面浸渍于电解液的状态下进行收纳；及气体排出机构，该气体排出机构将上述正极板和上述负极板上产生的气体排出，
上述气体排出机构具有：
小室，该小室设置在电池盖上，并具备在上述单体电池室一侧具有开口部的第一排气通路；
覆盖体，该覆盖体载置于上述小室底壁上并覆盖上述第一排气通路的上述开口部；
防脱落部件，该防脱落部件设置于上述小室的上部并具有第二排气通路；
间隙，该间隙形成于上述开口部周围的上述底壁和上述覆盖体之间的至少一部分，并且形成为在将上述覆盖体载置于上述小室的上述底壁上的状态下，能够使上述单体电池室内的气体放出；以及
空间，该空间允许上述覆盖体在上述小室内并在上述覆盖体和上述防脱落部件之间移动，
经由上述第一排气通路、上述间隙以及上述第二排气通路，将上述气体排出至外部。
2.如权利要求1所记载的铅蓄电池，其特征在于，
上述间隙通过以下方式形成：在上述底壁与上述覆盖体相对的一侧，在上述底壁的一部分以及上述覆盖体的一部分中的至少一方上，离散地设置第一突起部。
3.如权利要求1所记载的铅蓄电池，其特征在于，
上述间隙通过以下方式形成：在上述底壁与上述覆盖体相对的一侧，在上述底壁的一部分以及上述覆盖体的一部分中的至少一方上，设置到达上述开口部的槽部。
4.如权利要求1所记载的铅蓄电池，其特征在于，
在上述覆盖体以及上述防脱落部件中的至少一方的、上述覆盖体与上述防脱落部件相对的一侧，设置第二突起部。
5.如权利要求1所记载的铅蓄电池，其特征在于，
上述气体排出机构设置于液口栓内，该液口栓设置于电池盖中。
6.如权利要求5所记载的铅蓄电池，其特征在于，
上述液口栓具有液口栓的筒部以及安装于上述液口栓的筒部内的上述气体排出机构，
上述气体排出机构具备小室体，该小室体具有由底壁和侧壁构成的小室，上述底壁具有第一排气通路，上述侧壁立设于上述底壁的周围，上述侧壁的上部与上述液口栓的顶部相接合。
7.如权利要求6所记载的铅蓄电池，其特征在于，
防脱落部件介于上述液口栓的上述顶部和上述小室体之间。
8.如权利要求1或7所记载的铅蓄电池，其特征在于，
上述防脱落部件由多孔质体构成。
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