JP2001185112A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で生産性に優れるとともに目詰まりがな
く防爆性能に優れた防爆フィルタを備えた自動車用鉛蓄
電池を提供すること。 【解決手段】 鉛蓄電池に用いる防爆フィルタとして、
ポリプロピレンを主体とする熱可塑性樹脂の３５０μｍ
〜６００μｍの粒子を焼結した焼結体からなる多孔性フ
ィルタを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蓄電池、特に鉛蓄電
池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液式の自動車用鉛蓄電池は充電時に酸水
素ガスを電池外に放出する。そしてこのガスが周囲で発
生したスパークから引火した火が電池内に導入されるこ
とを防止するために一般的に防爆フィルタが装着されて
いる。

【０００３】この防爆フィルタとしてはアルミナが広く
使用されている。その理由としてはアルミナは耐酸性，
耐熱特性等の諸物性に優れているからである。

【０００４】しかしながらアルミナは原材料が高価であ
り、また製造上に１０００℃を超える高温で１０〜２０
時間程度の長時間の焼結を要するため生産性が極めて悪
いと云う問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記したような安価で
生産性に優れるとともに安定した防爆性能を有する防爆
フィルタを備えた自動車用鉛蓄電池を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明の請求項１記載に係る発明は、鉛蓄電池に用
いる防爆用フィルタとして熱可塑性樹脂の粒子を焼結し
た焼結体からなる多孔性フィルタを備えることとした。

【０００７】また、本発明の請求項２記載に係る発明
は、請求項１の構成を有する鉛蓄電池において、熱可塑
性樹脂はポリプロピレンを主体とすることとした。

【０００８】また、本発明の請求項３記載に係る発明
は、請求項１または２の構成を有する鉛蓄電池におい
て、粒子の径を３００μｍ〜６００μｍの範囲とした。

【０００９】また、本発明の請求項４記載に係る発明
は、請求項１，２および３のうちのいずれかに記載する
構成を有する鉛蓄電池において、多孔性フィルタが通気
する気体流量を５リットル／分とした時の前記多孔性フ
ィルタによる圧力損失を１．９ｋＰａ〜６．０ｋＰａの
範囲とした。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。まず、ポリプロピレン樹脂を用いる。ポリプロピ
レン樹脂は安価で高い耐酸性を有している。このポリプ
ロピレン樹脂の粉末に分級操作を行い、このポリプロピ
レン樹脂粉末の径を３００μｍ〜６００μｍに分級す
る。このポリプロピレン樹脂の粉末に潤滑剤を添加し
て、混合し、この混合樹脂を金型に供給し、加振させて
充填を行う。その後１９０℃〜２５０℃で１５分〜２５
分焼結し、金型温度がおおよそ３０℃以下になるまで冷
却を施し離型する。前記粒子径の範囲のポリプロピレン
樹脂粉末を用いることにより、φ６ｍｍの開口部を有す
る多孔性フィルタが通気する気体流量を５リットル／分
とした時の圧力損失は１．９ｋＰａ〜６．０ｋＰａの範
囲となり、バラツキの少ない安定した多孔性フィルタを
短時間に生産することができる。上記の圧力損失値が
６．０ｋＰａ以上の場合、充電時に発生するガスが迅速
に電池外に放出されず、特に自動車用電池のように高温
雰囲気下で使用される場合には電槽の膨れ等の異常が発
生する場合がある。また、圧力損失値が１．９ｋＰａ以
下の場合には電池周囲で発生したスパークが電池内の酸
水素ガスに引火する可能性がある。本発明の構成によれ
ば、このような電池の膨れや電池内への引火といった異
常を安定して抑制することが可能となる。また、従来の
アルミナ焼結体の焼結時間が１０〜２０時間要していた
のが本発明例では１５分〜２５分に大幅に短縮すること
ができ、また、焼結温度についても従来の１０００℃を
超える温度から２００℃前後の比較的低温を選択するこ
とができ、生産性を大幅に高めて価格低下を図ることが
できる。

【００１１】

【実施例】（実施例１）ポリプロピレン樹脂粉末径と通
気性との関係を確認した。ポリプロピレン樹脂粉末を分
級して特定の粒子径範囲を有するポリプロピレン樹脂粉
末を得た。これらのポリプロピレン樹脂粉末を用いて発
明の実施の形態で記載した製造法により防爆フィルタを
作製した。これらの防爆フィルタと用いたポリプロピレ
ン樹脂粉末の径との関係を表１に示した。

【００１２】

【表１】

【００１３】尚、防爆フィルタの形状は直径６ｍｍ，厚
み４ｍｍの円柱状とした。これらの防爆フィルタに５リ
ットル／分の気体流量を流した時の防爆フィルタの上流
側の圧力を圧力損失として測定した。その結果を図１に
示す。図１に示した結果から樹脂粉末の径が６００μｍ
を超える防爆フィルタＦでは圧力損失の最大値が極端に
大きくなり、最小値も低下した。また、３００μｍ以下
の防爆フィルタＡ，Ｂであると最大値が若干大きくなる
傾向が認められた。一方本発明例である３００μｍ〜５
００μｍの防爆フィルタＣ，Ｄでは安定した圧力損失が
得られた。圧力損失が６．０ｋＰａ以上の防爆フィルタ
を鉛蓄電池用として用いた場合、防爆フィルタの目詰ま
りが発生して、電池内で発生するガスを排出できず、電
池の内圧が上昇し、電池の電槽が変形する場合があるの
で適当ではない。一方、圧力損失が１．９ｋＰａ以下に
なると電池外部で発生するスパークが電池内に引火して
防爆性能を発揮できなくなることから、樹脂粉末の径は
少なくとも６００μｍ以下の範囲にする必要がある。

【００１４】次にこれらの表１に示した防爆フィルタを
組み込んだ液口栓を装着した自動車用鉛蓄電池（５５Ｄ
２３形電池１２Ｖ４８Ａｈ）を作製し、９０℃雰囲気中
で連続過充電試験を行った。尚、充電条件は１３．８Ｖ
定電圧を連続して４週間行い、電解液への補水は１週間
毎に行った。この連続過充電試験を行った後、電池から
防爆フィルタを取り出し、通気時の圧力損失を前回と同
様の方法で測定した。その結果を図２に示す。図２に示
した結果から樹脂粉末の径が６００μｍ以上の場合、す
なわち防爆フィルタＦの場合には圧力損失値はさらに増
大していた。また、樹脂粉末の径が３００μｍ以下のも
の、すなわち防爆フィルタＡ，Ｂでは極端な圧力損失値
の増大が認められた。これらの防爆フィルタの状態を観
察したところ、いずれも防爆フィルタに電解液が付着す
るとともに、過充電により極板から脱落した活物質粉が
同じく過充電によって発生するガスと、それに伴う電解
液ミストにより吹き上げられ防爆フィルタ内面に付着し
ていることが認められた。これらの付着物により圧力損
失が６．０ｋＰａを超えて、さらに極端に増大したと考
えられる。また、これらの防爆フィルタを用いた電池の
電槽には膨れの発生が見られた。またこれらの防爆フィ
ルタＡ〜Ｆを用いた連続過充電試験終了後の電池につい
て再度充電を行い、防爆フィルタ近傍に電気スパークを
発生させたところ最小圧力損失値が１．９ｋＰａ以下と
なる防爆フィルタＥ，Ｆについて電池内への引火が見ら
れた。その他の防爆フィルタＡ，Ｂ，ＣおよびＤについ
ては引火は発生しなかった。

【００１５】（実施例２）次に表２に示したような粒子
の径範囲を有するポリプロピレン樹脂粉末を実施例１に
示した条件と同様の条件で樹脂製の防爆フィルタＧ，
Ｈ，Ｉを作製した。

【００１６】

【表２】

【００１７】表２に示した防爆フィルタに関して実施例
１と同様に圧力損失を測定した。圧力損失は防爆フィル
タ成形後の初期状態と、実施例１と同様に９０℃中で１
３．８Ｖ定電圧で４週間連続して過充電を行った状態で
測定した。これらの結果を図３に示す。図３に示した結
果から本発明例の防爆フィルタＨでは連続過充電試験の
前後で適切な圧力損失値を安定して与えていることがわ
かる。この連続過充電試験後の防爆フィルタＨに通電し
て、防爆フィルタ近傍で電気スパークを発生させても電
池内部への引火は見られなかった。比較例の防爆フィル
タＩに関しては連続過充電前後で圧力損失値の最大値は
極端に増加した。圧力損失値の最小値は連続過充電前後
でほとんど変わらず、本発明例の最小圧力損失値に比較
しても低いものであった。連続過充電後の防爆フィルタ
Ｉについて、最小圧力損失値を示した防爆フィルタに関
して電池に通電し、防爆フィルタ近傍に電気スパークを
発生させたところ、電池内部への引火が認められた。一
方、最大圧力損失値を示した防爆フィルタが装着された
電池セルは電槽外壁に膨れが認められた。比較例Ｇにつ
いては連続過充電後に圧力損失の最大値が極端に増大し
た。この比較例Ｇを用いた電池について電槽外壁に膨れ
が認められた。この比較例Ｇについて本発明例Ｈおよび
比較例Ｉと同様に防爆フィルタを近傍に電気スパークを
発生させたところ、電池内部への引火は認められなかっ
た。

【００１８】実施例１および２での結果から鉛蓄電池用
の防爆フィルタとしてのポリプロピレン樹脂粒子の径は
３００μｍ〜６００μｍの領域である必要があることが
確認できた。このような領域にあればバラツキの少ない
安定した圧力損失値が得られるとともに、鉛蓄電池を長
期間使用した場合にも目詰まり等の発生を抑制し、信頼
性に優れた鉛蓄電池を提供することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば安
定した圧力損失を有し目詰まりすることなく防爆性能を
確保した防爆フィルタを備えた信頼性の高い鉛蓄電池
を、安価に生産性良く提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】防爆フィルタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの圧力損
失を示す図

【図２】連続過充電試験後の防爆フィルタＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆの圧力損失を示す図

【図３】連続過充電試験前後の防爆フィルタＧ，Ｈ，Ｉ
の圧力損失を示す図

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H012 AA07 BB03 CC08 DD09 EE01 EE03 GG01 JJ10 5H028 AA01 CC04 EE04 EE06 EE09 HH05 HH09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂の粒子を焼結した焼結体か
   らなる防爆用の多孔性フィルタを備えたことを特徴とす
   る鉛蓄電池。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂はポリプロピレンを主体と
   した請求項１記載の鉛蓄電池。
3. 【請求項３】 粒子の径を３００μｍ〜６００μｍの範
   囲としたことを特徴とする請求項１または２記載の鉛蓄
   電池。
4. 【請求項４】 多孔性フィルタが通気する気体流量を５
   リットル／分とした時の前記多孔性フィルタによる圧力
   損失を１．９ｋＰａ〜６．０ｋＰａの範囲としたことを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の鉛
   蓄電池。