JP2002518817A

JP2002518817A - 触媒搭載型蒸気連通マルチセルバルブ調節式鉛蓄電池

Info

Publication number: JP2002518817A
Application number: JP2000555314A
Authority: JP
Inventors: ホールデン、レスリー、エス; ミスラ、スーダン; ノヴェスケ、テレンス
Original assignee: シー、アンド、ディー、テクノロジーズ、インコーポレーテッド
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2002-06-25
Also published as: CA2335135A1; EP1093674A1; US6432582B1; MXPA00012529A; AU4571399A; CN1311905A; WO1999066582A1; BR9911245A

Abstract

(57)【要約】再結合型鉛蓄電池であって、ケース（１４）内に収容された複数の鉛−酸セルと触媒ユニット（２６）とを含み、該ケースはセル間の蒸気移動用スペースを形成する開口部付きパーティション（２２）を含み、該触媒ユニットは該蒸気移動用のスペース（２４）と連絡しており且つ水素と酸素との再結合を促進する再結合型鉛蓄電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】

鉛蓄電池はよく知られており、様々な分野で広く利用されている。

【０００２】近年、バルブ調節式鉛蓄電池、特に、所謂吸収性ガラスマット(absorbent gla
ss mat) 即ち「ＡＧＭ」を用いたバルブ調節式鉛蓄電池が、予備電源として広く
利用されている。吸収性ガラスマットバルブ調節式鉛蓄電池は、携帯電話用タワ
ーに代表される遠隔通信用途をはじめとして、その他の遠隔通信装置やコンピュ
ータ用に予備電力を供給するために広く利用されてきている。このような用途に
おいては、吸収性ガラスマットバルブ調節式鉛蓄電池は、スタンバイ状態に維持
される。即ち、公共の送電系統に停電が起こった時のように、携帯電話用タワー
、その他の遠隔通信装置やコンピュータへの主電源からの電力が遮断された場合
にのみ、この吸収性ガラスマットバルブ調節式鉛蓄電池から電力が引出される。
このような場合、主電源（典型的には公共の送電系統）が復旧するまでの間、吸
収性ガラスマットバルブ調節式鉛蓄電池が電力を供給することになるのであるが
、この蓄電池は何年もの間スタンバイ状態を続けていたものである可能性がある
。

【０００３】開放型鉛蓄電池には、他のバッテリー系と同様、気体再結合触媒が使用されて
きた。これらの触媒は、開放雰囲気に接している電池セルの外部に置かれている
。この触媒によって、気体水素と酸素とが触媒表面で再結合し、水蒸気に変換さ
れ、凝結して電池に戻る。このような触媒の利用はスタンバイバッテリーにおい
ては限られており、またこれまではバルブ調節式鉛蓄電池には使用されていなか
った。その理由は、バルブ調節式鉛蓄電池はコンパクトで空間効率のよいインス
トールが必要とされるにもかかわらず、外部取付け触媒ユニットがこれを妨げる
からである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】主として補助電力供給用に設計されたバルブ調節式鉛蓄電池の電解液は、その
全量を、正極板と負極板との間にセパレータとして存在するマイクロファイバー
ガラスマット材に吸収させるため、電解液量には限界がある。電池からのいかな
る水の減少によっても、利用可能な水の総体積は減少し、硫酸電解液の濃度と比
重が増加する。液の体積が減少すると、電池内の吸収性ガラスマットセパレータ
と活性板との間の接触が部分的に減少し、早期に性能が劣化する結果となる。

【０００５】たとえわずかな電流を自動的に電池に流したとしても、バックアップ電力を提
供するためにスタンバイ状態にある吸収性ガラスマットバルブ調節式鉛蓄電池の
容量は、経時的に減少する傾向があることが見出されている。触媒、特にパラジ
ウムが、吸収性ガラスマットバルブ調節式鉛蓄電池において蒸気相電解液と密接
に接触する位置にあると、セル内で水素と酸素を再結合して水に転化する反応を
促進し、このような容量損失を抑える傾向があることも見出されている。この再
結合反応に由来し、このようなセルは「再結合型(recombinant) 」と称される。
容量損失を少なくすることや、その結果として、例えば２０年という長期に亘る
スタンバイ電力提供能力に対する信頼性を向上させることは、触媒を利用して水
素と酸素を再結合して水に転化させることにより、セルからの水生成能の低下を
伴う水素ガスと酸素ガスの減少を抑えることに尽きると考えられてきた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本発明は、予備電源としてのバルブ調節式再結合型鉛蓄電池において互いに蒸
気連通する複数のセルが、多数の触媒ユニット（但しセル数より少ない）により
優れた性能を付与され得るという驚くべき、予期しない発見に基づく。このよう
な電池は、従来のセル（非蒸気連通セル）を有する従来の非触媒搭載型電池より
も実質的に良好なガス発生速度を示し、且つ製造上顕著な利点を有する。

【０００７】触媒ユニットは望ましくは通気弁ハウジングに結合され、圧力開放ベントの直
下に配置される。その結果、互いに蒸気連通する複数のセルを経由しヘッドスペ
ースから逃げようとするガスが触媒ユニットに近接する。

【０００８】驚くべきことに、このような電池ではスタンバイの状態にあっても、蒸気連通
セル間で十分な物質移動があり、触媒が蒸気連通セルのいくつかと隣接していな
くても、電解反応で生成する水素ガスと酸素ガスが触媒の効果によって再結合す
る。本発明に係る電池がオンフロート（on float）である場合、触媒が共通のヘ
ッドスペースに提供されると、ガスの漏出をかなり減少させ、場合によっては、
水が減少する問題を効果的に解決できる。また、比較品としての非触媒搭載型市
販電池に対し、本発明に係る電池においてはフロート電流の減少が観察されてい
る。更に、触媒を有さない比較品としての市販電池と比べ、本発明に係る電池に
おいては電気的性能の保持に改善が見られた。電解反応によって生成した水蒸気
は明らかに触媒の近傍では凝縮せず、複数の蒸気連通セルに共有される共通ヘッ
ドスペースを通じて分配される。

【０００９】本発明はその一アスペクトにおいて、ケースと、当該ケース内に収容された複
数の鉛−酸セルとを有する再結合鉛蓄電池を提供するものであって、各セルは複
数の正極及び負極の鉛金属板、及びこれら正極板と負極板のいくつかの間の吸収
性セパレータ材とを含む。本発明のこのアスペクトにおいて、好ましくは、ケー
スは隣接するセルを互いに分離するためのパーティションを有し、該パーティシ
ョンの一部は、ケース内のセル間の物質移動蒸気マイグレーションのための空間
及び分圧均等化のための空間を形成するべく、ケースの隣接部分から離間してい
る。好ましくは、少なくとも１つの触媒ユニットがケースに接続され、物質移動
蒸気マイグレーションのための空間及び分圧均等化のための空間と連通し、電池
内での水素と酸素の水への再結合を促進する。

【００１０】触媒ユニットは、メンテナンスや製造を容易にするために、通気弁と一体に電
池から取外し可能となるよう、電池の通気弁と一体的に製造されることが好まし
い。また好ましくは、触媒材料は通気弁の下部に接続されたケージに入れられ、
通気弁を電池ケースに挿入する際に触媒材料が蒸気連通空間に入るようにされる
が、この蒸気連通空間を通って電池内の複数のセル間に物質移動蒸気マイグレー
ション及び分圧均等化が生じる。

【００１１】触媒ユニットは、少なくともその一部が電池ケース内にあることが望ましく、
全部ではないにせよ基本的に電池ケース内にあることが最も好ましい。好ましく
は、触媒はパラジウム又はパラジウム合金であり、アルミナ又は炭素に０．５％
のパラジウムを付着させたものが最も好ましい。他の適切な触媒としては、白金
、ルテニウム、ロジウム、その他の白金族の金属、高貴な金属（precious metal
）、他の貴金属（noble metal）及び炭化タングステン等の化合物が挙げられる
。触媒の基板への好ましい載荷量は０．５％であるが、０．８％でも同様な効果
が得られ、１％以下の範囲が好ましい。しかし、触媒載荷量は、基板の１０重量
％と高くてもよい。

【００１２】他のアスペクトにおいて本発明は、ケースと、当該ケース内に置かれた複数の
鉛−酸セルとを有する再結合型鉛蓄電池を提供するものであって、各セルは正極
及び負極の鉛金属板とそれら正極板と負極板のいくつかの間に置かれた吸収性セ
パレータ材とを含む。ケース内のいくつか又は全てのセルは互いに、物質移動蒸
気マイグレーション及び分圧均等化を許容すべく連通している。複数の触媒ユニ
ットがセルと蒸気連通し、電池内における水素と酸素との水への再結合を促進す
るが、この複数の触媒ユニットの数は鉛−酸セルの数よりも少ないことが好まし
い。また好ましくは、少なくともいくつかの触媒ユニットが少なくとも部分的に
電池ケース内にあり、最も好ましくは、少なくともいくつかの触媒ユニットが完
全に電池ケース内にある。好ましくは、触媒ユニットは、電池ケースに脱着可能
である電池用通気弁と本質的に一体となるように製造される。最も好ましくは、
通気弁／触媒ユニットの組合せは電池ケースの最上部の、電解反応中発生するガ
スが集められる位置に取付けられる。

【００１３】更に他のアスペクトにおいて本発明は、ケースと、当該ケース内に収容され、
各々が正極及び負極の鉛金属板、及び前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの
間に設けられた吸収性セパレータ材を備えた複数の鉛−酸セルとを含む再結合型
鉛蓄電池を動作させる方法において、少なくともいくつかの前記セルを互いに蒸
気連通させるように配置することと、電池内で水素と酸素とを蒸気相の水へ再結
合することを促進するために蒸気連通セルより少ない数の複数の独立した触媒ユ
ニットをセルと蒸気連通させることを含む操作方法を提供する。

【００１４】他のアスペクトにおいて本発明は、内部に複数の鉛−酸セルが垂直に積層され
たケースを有するパンケーキ型再結合型鉛蓄電池を提供する。好ましくは、各セ
ルは複数の水平の正極及び負極鉛金属板と、これら正極板と負極板の少なくとも
幾つかの間に設けられた吸収性セパレータ材とを有する。複数のセルは互いに蒸
気連通している。電池は更に、電池内の水素と酸素の再結合を促進するため、ケ
ースに接続され且つ各々のセルが互いに蒸気連通する空間を経由して連通する触
媒ユニットを有する。触媒ユニットの数はセルの数よりも少ないことが好ましい
。各触媒ユニットは好ましくはケースに接続され、各々対応するセル蒸気連通空
間と１対１で連通して提供される。本発明の各種アスペクトに係るパンケーキ型
再結合型鉛蓄電池は、電池を負荷に接続するために端子を有していてもよく、端
子はケースの外側垂直面又は外側水平面から引き出されている。パンケーキ配置
では、パンケーキ状の板とセパレータによって連通のために提供される適切な通
路と共に１以上の共通ヘッドスペースが電池の上部に提供されてもよい。パンケ
ーキ型再結合型電池の他の構成においては、触媒ユニットと、それと一体に組み
立てられた付加的な通気弁プラグとが電池の側面に設けられ、適切な内部構成に
より電極板から触媒ユニット／通気弁プラグの組合せ体に到る蒸気の連通を許容
している。

【００１５】電池は好ましくは、更に、隣接するセルを互いに分離するためのパーティショ
ンをケース内に有し、パーティションの一部はケースから離間し、セル蒸気連通
空間を形成する。

【００１６】パーティションは好ましくは垂直及び水平パーティションを含み、いくつかの
パーティションはケース内面から離間しセル蒸気連通空間を形成する。水平パー
ティションは、本発明の各種アスペクトに係るパンケーキ型再結合型鉛蓄電池に
おいて、垂直に積層されたセル間の蒸気連通を遮断してもよい。

【００１７】更に他のアスペクトにおいて本発明は、ジャーと、カバーと、ジャー内の複数
の鉛−酸セルとからなるケースを有する鉛蓄電池を包含する。好ましくは、各セ
ルは、直立する正極及び負極鉛金属板と、少なくともこれら正極板と負極板のい
くつかの間の吸収性セパレータ材とを有する。好ましくは、ジャーは、隣接する
セルを互いに分離するための直立パーティションを有し、パーティションの上部
はカバーから離間してセル間の蒸気マイグレーションのための空間を形成する。
好ましくは触媒ユニットはケースに接続され、蒸気マイグレーション空間と連絡
しており、電池内で水素と酸素とを少なくとも一部が蒸気相である水への再結合
を促進する。

【００１８】本発明のこのアスペクトにおいては、所定の複数の各セルの電極板は、パーテ
ィションの上方に延出する直立する端子タブ部分を有してもよい。このような場
合、電池は更に、同様の複数の隣接するセルの電極板の端子タブ部分間に延出さ
れ、それらを接続する導電性部材を有していてもよい。導電性部材は好ましくは
鉛−金属ストリップであり、また好ましくは端子タブ部分に溶接される。

【００１９】変形例として、ジャーは隣接するセルを互いに分離するための直立パーティシ
ョン部分を有していてもよい。また、カバーは、直立パーティション部分と整列
するように配置された下方に延在するパーティション部分を含んでいてもよく、
ケースの壁面と共にセル用のコンパートメントを形成するパーティションを形成
する。パーティションは各コンパートメントにおいてセル間の蒸気連通を許容す
るための開口部を有していてもよい。電極板の上部はカバーから離間してもよく
、蒸気滞留用の空間を形成する。好ましくは、少なくとも１つの触媒ユニットが
ケースに接続され、電池内で水素と酸素との水への再結合を促進するために、蒸
気滞留空間と連絡する。好ましくは、触媒ユニットの数は複数のセルの数より少
ない。

【００２０】更なる他の変形例においては、カバーから離間するパーティションのある部分
の位置を整列し、カバーに近接するパーティションの上部を形成してもよい。こ
の離間した部分はカバーに近接するパーティションの上部に形成された切り抜き
部であってもよく、縦に整列していてもよい。この切り抜き部は長方形でもよく
、パーティションの上端に形成されていてもよい。この切り抜き部は好ましくは
完全にセルの電極板の上部に位置するが、セルの電極板の上部に部分的にのみ位
置してもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】

図面全般、特に図１を参照すると、電池１０は垂直断面図で概略的に示されて
いる。電池１０はケース２８に収容され、ジャー、即ち本体部１４を有するケー
ス２８と、ジャー１４の上端に取付けられたカバー１６とを備える。好ましくは
、ジャーとカバーとの接合部分において、ジャー１４の直立部外表面に亘るリッ
プにより、カバー１６が取り付けられる。リップは図１において３８で示される
。

【００２２】好ましくは、ジャー１４の垂直方向の先端がカバー１６の下方を向いた面に形
成された溝に嵌合する。この「溝内の舌部」構造は図１のリップ３８に隣接して
示されているが、図面を明確にするために番号を付していない。ジャー１４の平
面状の水平な底部を１８で示し、ジャー１４の垂直に直立する側面を２０で示す
。好ましくは、ジャー１４は複数の内部垂直直立パーティション２２を有し、ジ
ャー側面２０とジャー底部１８と共にセルコンパートメント１２を形成し、その
内部に再結合型鉛−酸電気セルを収容する。この再結合型鉛−酸電気セルの全体
を３４で示し概略的に図示する。電池内部のジャー１４とカバー１６との接合部
分を線３８Ｊで示すが、図面を明確にし、ヘッドスペースを見易くするため、図
１の中央のセルコンパートメント１２には、ジャーとカバーの接合線３８Ｊを示
さない。

【００２３】好ましくは、各セルコンパートメント１２は、１つの電気−化学セルを収容し
、セルは好ましくは、複数の正極鉛金属板と、複数の負極鉛金属板とを含み、ま
た好ましくは、この正極板と負極板との間に吸収性ガラスマットセパレータ材を
含む。この吸収性ガラスマットセパレータ材は硫酸電解溶液を吸収し、それによ
り、好ましくは交互にずらすように配置された正極及び負極鉛金属板の表面と電
解液との接触を維持する。電極板は好ましくは並列に接続され、公称電圧２．２
６Ｖを有する単一鉛−酸セルを提供する。

【００２４】鉛金属板全体を図１において５００で示し、概略的に図示した。吸収性ガラス
マットセパレータ材は図１には示していない。

【００２５】各コンパートメント１２のセルは好ましくは互いに直列に接続され、それによ
り電池１０から所望の６Ｖ又は１２Ｖの出力を得る。図１に概略的に図示する構
造において、３個のセルは直列に接続されており、電池は６Ｖを僅かに超える公
称出力電圧を有する。セルの数と組合せ及びセル接続を変えることにより、所望
の電池電圧及び電流出力レベルを得ることができる。

【００２６】図２を参照すると、ジャー内部パーティション２２は、好ましくは上部先端部
分に切欠き部分を有しているので、パーティション２２には垂直方向の長さの短
い部分があり、ジャーカバー１６の短絡を防ぐ。ジャー内部パーティション２２
の上端の切欠きのない部分を図２に３０で示し、パーティション２２の切欠き部
分の上端を図２に３６で示す。

【００２７】ジャー内部パーティション２２の上端の切欠き部分３６をカバー１６の下面３
２から離間させ、セルコンパートメント１２内に取付ける鉛金属板とセパレータ
とを適切な大きさ及び寸法にすることにより、各セル３４の上でジャー１４の内
側にヘッドスペース２４が形成される。個々のセル間の蒸気輸送通路となる切欠
き３６のような開口部を有するヘッドスペース２４があることにより、連通する
２個以上のセル３４間で直接蒸気物質移動及び分圧均等化が生じる。

【００２８】図８〜図２１に示す組合せ通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００の１つの
ような触媒ユニットが、図１に示されるカバー１６に形成された触媒ユニットレ
セプタクル２６に嵌合し、ヘッドスペース２４と連絡する。このヘッドスペース
２４を介して、２つ以上のセルが蒸気連通している。その結果、電気化学反応の
進行につれ鉛金属板から生じる水素と酸素とが、触媒ユニット内の触媒材料と蒸
気連通し、互いに再結合して水又は水蒸気になる。レセプタクル２６に備わる触
媒ユニットは内部に触媒材料、好ましくはパラジウムを有し、電気化学反応の結
果発生した電池１０内の水素と酸素とが触媒ユニット２６の触媒材料にさらされ
る。これにより、電池１０内の水素と酸素の水又は水蒸気への再結合が促進され
る。

【００２９】本発明の好ましい実施例においては、触媒の存在下での水素と酸素との再結合
からは液相の水は実質的に生じない。これは、触媒の存在下では、再結合過程の
反応の高熱によるもの考えられる。水素と酸素とが再結合する場合、華氏４００
°付近の温度で生じる反応では直接に蒸気相の水、つまり水蒸気となる。

【００３０】水素と酸素との再結合により生じる水蒸気は、初めの内、レセプタクル２６に
収容されヘッドスペース２４と連絡している触媒ユニットの近傍において、幾分
高圧の水蒸気圧を呈す。

【００３１】圧力は電池１０内において常に均等になろうとする。水蒸気圧が電池１０内の
所定のグループの蒸気連通セル３４内で均等になると、水素と酸素との再結合に
より生じる水蒸気は電池１０内の複数の蒸気連通セル３４と蒸気連通セルコンパ
ートメント１２を通じ、均等に分散する。更に電池１０内の状態を均等にするた
めに、水を必要とするこれらのセル３４において、酸の分圧は比較的高く、水蒸
気分圧は比較的低い。これらの状態において、酸が最も多く水が最も少ない、即
ち水蒸気を最も必要とする蒸気連通セルへの水蒸気移動が促進される。

【００３２】図３及び図４に、鉛金属板とセパレータとが水平面に配置された本発明の実施
例である触媒搭載型蒸気連通マルチセルバルブ調節式鉛蓄電池を概略図で示す。
図３において１０Ａは、水平なサンドウィッチ構造である鉛金属板を有する電池
を示す。電池は、１４Ａでその全体を示すジャーと、１６Ａでその全体を示すカ
バーとを含む。正極鉛金属板と負極鉛金属板とは各々３００と３０２とでその全
体が示され、図３及び図４にその概略を図示する。正極板３００と負極板３０２
との間に配置される吸収性ガラスマットセパレータ材の全体は、３０４で示され
、図面を明確にするために、図３及び図４においてはいくつかの正極及び負極板
３００、３０２の間にのみこれを示す。

【００３３】図３及び図４に示す本発明を実施した「パンケーキ」型電池において、ジャー
１４Ａとカバー１６Ａとを備える電池用ケースは、複数のセルコンパートメント
（そのうちのいくつかの全体を１２Ａで示す）を有してもよい。セルコンパート
メントは、図３及び図４において３０６、３０８で各々示される水平及び垂直パ
ーティションにより形成される。

【００３４】２つの触媒ユニットが電池１０Ａの垂直側壁３１２に配置される。好ましくは
、触媒ユニットは図８から図１０に示されるタイプのいずれかの組合せ通気弁−
触媒キャリアアッセンブリ１００である。

【００３５】水平パーティション３０８は電池１０Ａを上側コンパートメントと下側コンパ
ートメントとに分割する。図３及び図４に示される実施態様において、上側、下
側セルコンパートメントとの間に液体又は蒸気の連通はない。これは、水平パー
ティション３０８が電池ケースの４つの全ての垂直側壁間に完全に延在すること
により、上側セルコンパートメントを下側セルコンパートメントから完全に分離
するためである。電池ケースは垂直側壁３１２をカバーとして用いて、ジャー１
４Ａが電池１０Ａの直方体構造の残りの５面を形成するように組み立ててもよい
。

【００３６】図４に示すように、垂直パーティション３０６は垂直延出端３１４を有し、垂
直延出端３１４は垂直側壁３１２の内面に接近しているが離間し、各々３１６Ｕ
と３１６Ｌとで示される水平に広がる上側及び下側ヘッドスペースを形成する。
これらのヘッドスペースは電池１０Ａの縦の長さまで広がる。ここで、縦とは図
３において矢印Ｌの示す方向である。垂直パーティション３０６の垂直端３１４
が垂直側壁３１２の内面から離間していることにより、上側又は下側ヘッドスペ
ース３１６Ｕ、３１６Ｌは、電池１０Ａの全ての上側及び下側のセル１２Ａと各
々蒸気連通する。

【００３７】製造上の利便性のため、又はセル間の蒸気連通を促進させるため、垂直パーテ
ィション３０６の垂直端３１４は図４の３１８で示されるような切欠きを含んで
もよい。

【００３８】図３及び図４に示すように、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００は対称
に、もしくは上側又は下側ヘッドスペース３１６Ｕ、３１６Ｌの各々の中央に配
置する必要はない。長期間に亘り、電池周囲の環境の物理的パラメータに重要な
変化が無く、本発明に係る電池が通常保管及び動作される環境の静的で、非動的
な性質にかかわらず、電池内の蒸気連通セル間で十分な物質移動蒸気連通があり
、１つの通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００の触媒材料が、効果的に３１
６Ｕ又は３１６Ｌ等の１つの共通ヘッドスペースを介して連通する全てのセルに
対して作用する。

【００３９】本発明の各アスペクトに係る他のパンケーキ構造の電池を図５、６及び７に概
略的に示す。電池全体は、１０Ｂで示され、１４Ｂでその全体を示すジャーと、
１６Ｂでその全体を示すカバーとを含む。図５、６、及び７に示す実施態様にお
いて、電池１０Ｂは各々３００、３０２でその全体を示す正極及び負極鉛金属板
と、正極板３００と負極板３０２との間の吸収性ガラスマットセパレータ材とを
含む。この吸収性ガラスセパレータ材の全体は３０４で示されるが、図面を明確
にするために、いくつかの鉛金属板の間においてのみこれを示す。

【００４０】図５、６及び７に示すジャー１４Ｂは、一対の垂直パーティション３０６Ｂと
、ジャー１４Ｂの垂直方向のほぼ中央に位置する水平パーティション３０８Ｂと
を含む。図７に示すように、水平パーティション３０８Ｂは、垂直側壁３１２Ｂ
の内面から離れた位置にある端部３１８を含む。ここで、垂直端３１８は図面を
明確にするために点線で示す。垂直パーティション３０６Ｂの垂直端３１８が垂
直壁面３１２Ｂの内面から離間することにより、電池１０Ｂの垂直高さ方向と縦
方向とに広がる共通ヘッドスペース２４Ｂが形成される。１つの通気弁−触媒キ
ャリアアッセンブリ１００がヘッドスペース２４Ｂとの蒸気連通のために設けら
れるが、図７に示すように、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００はヘッド
スペース２４Ｂの上端部のカバー１６Ｂに配置される。

【００４１】更に図７に示すように、ジャー１４Ｂは１つ以上の水平パーティション３０８
Ｂを含んでもよい。水平パーティション３０８Ｂは、望ましくは、側壁３１２Ｉ
から垂直側壁３１２Ｂに向かって横方向に延在するが、３１２Ｂに達しないよう
に短くなっている。また、望ましくは、垂直パーティション３０６Ｂの垂直端３
１８は、それと同じ長さだけ、垂直側壁３１２Ｂから離れている。垂直側壁３１
２Ｂから離間した水平パーティション３０８Ｂの端部は３２０で示され、図５に
最もよく図示されている。ジャー１４Ｂを所望の数のセルコンパートメントに分
割するため、さらにジャー１４Ｂを強化するため、水平パーティション３０８Ｂ
を設置することができる。図７に示す水平パーティション３０８Ｂの上部のパー
ティションの一つは、セルの電極板及びセパレータ上の圧力を維持するために、
図７に示すような形でカバー１６Ｂから離間して（任意に）設置してもよい。電
池１０Ｂにおいては、１つの通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００が、電池
１０Ｂの全６個の鉛−酸セルに対して用いられる。

【００４２】図８〜図１５において、本発明を実施するマルチセル共通ヘッドスペース再結
合型バルブ調節式鉛蓄電池に組み込むのに適切な通気弁−触媒キャリアアッセン
ブリの全体を１００で示す。

【００４３】通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００は、鉛蓄電池内の電解反応の間に生
成された水素ガスと酸素ガスとの再結合を促進する触媒材料を有する。通気弁−
触媒カバーアッセンブリ１００は、電池１０内の圧力が所定のレベルに達すると
、電池１０内から大気中に圧力を開放するように配置される。

【００４４】好ましくは、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００は、電池カバー１６に
形成された開口部を有する通気弁−触媒キャリアアッセンブリレセプタクル２６
を介して、電池１０内に延出する。レセプタクル２６は好ましくは一体成形され
た円筒形カラー４２を含む。通気弁−触媒カバーアッセンブリ１００は、レセプ
タクル２６内に配置されると、圧力が所定のレベルを超えた場合、電池１０内部
からガスを抜く。触媒担持プラグ３２は、電池１０内にある通気弁−触媒キャリ
アアッセンブリ１００の端部において支持され、水素と酸素の再結合を促進して
電池１０からの水の減少を最小にする。

【００４５】通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００は好ましくは、上側及び下側円筒部
を有する射出成形体１０２を含む。１０４で示される上側円筒部の直径は大きく
、１０６で示される下側円筒部の直径は小さい。上側円筒状体部と下側円筒状体
部とは、環状ウェブ１０８を介して接続される。バルブステム部材１１２が保持
される１１０で全体を示すバルブシーティングウェブが、下側円筒状ボディ部１
０６の上端の開口部内部へと延在する。

【００４６】全体を１１４で示したケージは、下側円筒状ボディ部１０６の円筒状内部から
下方に延出する。

【００４７】図１２においてＣで示される触媒材料の粒子又は顆粒が入っている触媒担持プ
ラグ３２は、ケージ１１４内に揺動可能に保持される。

【００４８】ケージ１１４は、軸方向に延長するレール部材１１６と、開口部１２０が形成
された環状の外側リング部１１８とを含む（図１３及び図１５に最もよく示され
ている）。開口部１２０は、下側円筒状ボディ部１０６と一体であり、その一部
として成形された下方に延出するニブ１２２を受容する。

【００４９】ケージ１１４の下端において、レール部材１１６の先端は放射状に内側に曲が
り、互いに接合してケージ１１４の底部に十字型配置を形成する。レール部材１
１６のこれらの下端を図１１の１２４で示し、又、形成される十字を図１１に示
す。

【００５０】その先端近くの上側円筒状ボディ部１０４の内面に形成された環状内部ショル
ダー１３２を図１０に示す。これは、多孔性ディスク１２８を支持するためのシ
ョルダーとなっている。多孔性ディスク１２８は好ましくは多孔性ポリエチレン
で形成され、炎や火花が通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００の通気弁部を
通ることを防ぐように機能する。通気弁−触媒キャリアアッセンブリカバー１２
６は、軸方向外側に面している上側円筒状ボディ部１０４を覆い、好ましくは、
通気弁カバータブ１３０を介して上側円筒状ボディ部１０４と摩擦により結合す
る。通気弁カバータブ１３０は上側円筒状ボディ部１０４の円筒状開放内部にそ
の上端付近でぴったりと嵌合するように配置される。通気弁−触媒キャリアアッ
センブリカバー１２６は、ガスが抜ける開口部１３４を含む。好ましくは、上側
円筒状ボディ部１０４と、下側円筒状ボディ部１０６と、環状ウェブ１０８とを
含んで一体とされた部品はポリプロピレンで成形される。

【００５１】図１０において、Ｏリング１３６が下側円筒状ボディ部１０６と環状ウェブ１
０８との接合部分付近の下側円筒状ボディ部１０６の円筒外面の周りに示されて
いる。Ｏリング１３６は、通気弁−触媒カバーアッセンブリ１００が取付けられ
ると、通気弁−触媒カバーアッセンブリ１００とボディカバー１６との間の気密
シールを提供する。

【００５２】下側円筒状ボディ部１０６の下側環状外面の回りに、少なくとも１対の円周角
方向にテーパしたカムショルダ１３８が形成される。図１１に示すように、これ
らのカムショルダ１３８は円周角方向にテーパが施されており、下側円筒状ボデ
ィ部１０６の円の外周において角度が進むにつれ、半径方向の寸法が大きくなる
。図１０に示される角度方向にテーパしたカムショルダ１３８の部分は、半径方
向の厚さが最大であるショルダ部である。図１１に示すように、図１１において
反時計回りに位置が変化するにつれ、これらのショルダ部は下側円筒状ボディ部
１０６の円筒形外面に接触する位置までテーパダウンする。

【００５３】円周角方向にテーパしたカムショルダ１３８は、半径方向の厚さが最大となる
位置に、放射状に（図１０では上方に、図１１では下方に）延出するカムブロッ
ク１４０を有する。放射状延出カムブロック１４０は、これに対応する対向する
カムブロック１４２とカム接触するようになっている。カムブロック１４２は好
ましくは、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００を収容する電池カバー１６
に形成された円筒状通路内の所定位置に成形加工で作るのが好ましい。放射状延
出カムブロック１４０の放射状に向いた（図１０において上側、図１１において
下側）面が、移動可能なカム面１４４であり、カムブロック１４８上に相補的な
形状に形成された下向きカム面１４６と共に動作する。好ましくは、カムブロッ
ク１４８は、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００が嵌合するカバー１６の
レセプタクル２６の円筒内部空間の所定位置に成形加工で作られる。

【００５４】図１０に示すように、触媒担持プラグ３２は、好ましくはその一端をエポキシ
９２によって密閉される。また、触媒が電池１０内の水素と酸素との再結合を促
せるように、触媒担持プラグ３２は通気性があり、電池１０が水分減少のために
早期に使用不能にならないようにする。

【００５５】ケージ１１４と触媒担持プラグ３２は、好ましくは電池１０内のガスの流れに
沿って配置される。触媒担持プラグ３２の回りをガスが自由に流れるために、触
媒担持プラグ３２は軸方向に移動可能であるように、その軸方向寸法はケージ１
１４の長さより短いことが好ましい。触媒担持プラグ３２の半径方向寸法は、プ
ラグ３２が円筒ケージ１１４のレール部材に摺動可能に接触するように選択され
る。

【００５６】図１２に示されるバルブ開口部２００により、ガスは通気弁−触媒カバーアッ
センブリ１００を流れる。

【００５７】図１０に示すバルブ部材５６は、好ましくは可撓性反転マッシュルーム型部材
５６であり、好ましくはゴムで形成され、キャップ２０２と、バルブ開口部８６
を通って延出するバルブステム１１２とを含む。バルブステム１１２がウェブ１
１０の開口部８６にぴったりと嵌合している場合、バルブ開口部２００を覆うバ
ルブ部材５６の外周縁２０２ａは、バルブシーティングウェブ１１０上に乗って
おり、図１０に示すバルブの閉位置でウェブ１１０とシーリング接触している。
この位置において、バルブ部材５６はバルブ開口部２００を閉じてシールする。
細い縊れ部分２０４ａが図１２に示すようにバルブシーティングウェブ１１０の
開口部８６の下側に係合することにより、バルブ部材５６の上方への動きに抵抗
し、バルブ部材５６が所定位置に取付けられている。また、キャップ２０２の半
径寸法はバルブ開口部８６よりも大きいので、キャップ２０２によりバルブ部材
５６の下方への動きが妨げられる。

【００５８】電池ケース内で圧力が上昇した場合、ガスはレール部材１１６の間を通って下
側円筒部１０６の開放内部２０８に入り、マッシュルーム型キャップ２０２の下
側に力を加えてバルブシーティングウェブ１１０からマッシュルーム型キャップ
２０２を離間させる。

【００５９】内部にガスが流れる下側円筒部１０６の開放内部２０８を図１１に示す。圧力
を容易に開放するためのバルブの固有始動特性は、マッシュルーム型キャップ２
０２を製造するために使用されるゴムの選択により決定される。例えば、ゴムの
硬度計値が５０では、ポップオフ差圧は０．５〜５．０ｐｓｉとなる。圧力が上
昇し選択された閾値を超えると、マッシュルーム型キャップ２０２が着座面から
離れて、ガスがバルブ開口部２００を抜けて上方へ流れる。

【００６０】図１６及び図１７は、図８から図１２に示す通気弁−触媒カバーアッセンブリ
１００とは異なるバルブ構造であるが、その主要な構造的特徴を採用している通
気弁−触媒キャリアの組合せ１００’を示す。その構造は多くの点で類似してい
るので、対応する部品には同じ参照番号にダッシュをつけたものを付した。

【００６１】図１６及び図１７に示される通気弁−触媒カバーアッセンブリ１００’におい
て、下側円筒ボディ部１０６’は、図１０の下側円筒ボディ部１０６と同様にカ
バー１６のレセプタクル２６に嵌合し、円周角方向にテーパしたカムショルダ１
３８’を有する。このショルダの上側面は可動カム面１４４’であり、下側円筒
ボディ部１０６に設けられた図１０に示す円周角方向にテーパしたカムショルダ
１３８のカム面と同様のカム面と共に動作する。上部円筒ボディ部１０４’は通
気弁本体の一部としては作用しない。その代わり、上部円筒ボディ部側壁５２’
は、上部円筒ボディ部底部５８’により下側円筒ボディ部１０６’に接続される
。下側円筒ボディ部１０６’は上部円筒ボディ部底部５８’を通り、ほぼ上部円
筒ボディ部側壁５２’の上端付近まで延出する。通気弁−触媒キャリアアッセン
ブリカバー１２６’の端部付近にある通気弁カバータブ１３０’を受けるために
環状の溝が形成される。

【００６２】通気弁−触媒キャリアアッセンブリカバー１２６’は、ガスの流れを下側円筒
ボディ部１０６’内に閉じ込めるだけでなく、異なる外観が生じるように上部円
筒ボディ部側壁５２’の先端と面一となっている。バルブ全体が下側円筒ボディ
部１０６’内に入っており、通気チャンネルが下側円筒ボディ部１０６’の底部
にある一体成形された障壁を貫通している。下側円筒ボディ部１０６’の先端に
ある環状内部ショルダ１３２’に置かれた多孔性ディスク１２８’により、多孔
性ファイヤウォールが設けられる。

【００６３】図１６に示す外側の形状は、図８から図１２の構造物の形状と同様であり、電
池カバー１６のレセプタクル２６への挿入、及びカラー（４２）との結合方法は
、図８から図１５について記述されたものと同様である。更に、触媒容器は、同
様の方法で同様の触媒材料を入れエポキシを用いて密閉した同様のものであり、
同様の構造で支持される。これらを全て図１３から図１５に示す。

【００６４】図１６及び図１７において、バルブ構造は、好ましくはバルブ本体の他の部分
と同じ樹脂性材料で成形された軸方向に向けられた円筒状チューブラ部材２１０
を含む。この円筒状チューブラ部材２１０は、障壁環状ウェブ２１２によってバ
ルブ本体に接続され、障壁環状ウェブ２１２は、下側円筒ボディ部１０６’の底
部から内側に延びて、下側円筒ボディ部１０６’の底部と面一になっている。円
筒状チューブラ部材２１０の先端には、リングを抜けて形成される半径方向スロ
ット２１４ａを有する一体化リング２１４がある。反転カップ２１６が円筒と一
体化リング２１４を覆っており、反転カップ２１６は好ましくはゴム、ゴムのよ
うな材料、又は同様な伸縮性弾性特性と、反転カップが覆う円筒状チューブラ部
材２１０及び一体化リング２１４に対して優れた摩擦接着性を有する他の材料で
形成される。

【００６５】電池内部の差圧が大気圧より大きい所定の圧力値まで増加すると、反転カップ
２１６の可撓性及び伸縮性を有する側壁が円筒状チューブラ部材２１０及び一体
リング２１４の外側から離れる。これにより、ガスがスロット２１４ａを通り、
反転カップ２１６の側壁を下降し、多孔性ディスク１２８’を抜けて上昇して通
気弁−触媒キャリアアッセンブリカバー１２６’の開口部１３４’を抜けて外に
出る。反転カップ２１６の硬度計範囲はバルブ部材５６の場合と本質的に同様で
ある。

【００６６】図１８から図２１を参照すると、本発明を実施するマルチセル共通ヘッドスペ
ース再結合型バルブ調節式鉛蓄電池に取付けるのに適した通気弁−触媒キャリア
アッセンブリの別の実施態様が１００”で示される。通気弁−触媒キャリアアッ
センブリ１００”は、好ましくは射出成形されたボディ１０２”を含む。ボディ
１０２”は上側円筒部１０４”と下側円筒部１０６”とを有し、上側円筒部は直
径が大きく、下側円筒部は直径が小さい。上側円筒部及び下側円筒部は環状ショ
ルダ１０８”により接続される。また、１１０”で示されるバルブシーティング
ウェブは、下側円筒部１０６”の上端において、ショルダ１０８”の延長として
開放内部に延出している。

【００６７】１１４”で示されるケージが、下側円筒部１０６”の円筒内部から下向きに延
出している。

【００６８】触媒材料が入っている触媒担持プラグ３２がケージ１１４”内に摺動可能に保
持されている。

【００６９】ケージ１１４”は、軸方向に延びたレール部材１１６”と、図１３及び図１５
に示されるのと同様に開口部１２０”が形成された環状外側リング部１１８”と
を含む。開口部１２０”は、下側円筒部１０６”の一部として形成されて下側円
筒部１０６”と一体であり下向きに延出するニブ１２２”を受ける。

【００７０】ケージ１１４”下端のレール部材１１６”の先端は半径方向内側に曲がり、他
互いに接合してケージ１１４”の底部に十字形状を形成する。これらのレール部
材１１６”の下側先端は、図１９において１２４”で示され、図１９に示すよう
に十字形を形成する。

【００７１】上側円筒部１０４”の先端付近の内面に形成され、多孔性ディスク１２８”の
支持用のショルダとなる環状内部ショルダ１３２”を図２１に示す。多孔性ディ
スク１２８”は、好ましくは多孔性ポリエチレンで形成され、通気弁−触媒キャ
リアアッセンブリ１００”の通気弁部を炎や火花が通り抜けるのを防ぐ。通気弁
−触媒キャリアアッセンブリカバー１２６”は上側円筒部１０４”の軸方向に向
いている外面を覆っており、好ましくは上側円筒部１０４”と通気弁カバータブ
１３０”を介して摩擦により結合する。通気弁カバータブ１３０”は上側円筒部
１０４”の先端付近でその円筒内部にぴったりと嵌合する。通気弁−触媒キャリ
アアッセンブリカバー１２６”は、ガスが通り抜ける開口部１３４”を含む。好
ましくは、上側円筒部１０４”と、下側円筒部１０６”と、環状ショルダ１０８
”を含む一体に成形された部品は、ポリプロプレンによって成形される。

【００７２】図２１において、Ｏリング１３６”が、下部円筒ボディ部１０６”の環状ショ
ルダ１０８”との接合部付近において、下側円筒部１０６”の円筒外部の周りに
示されている。Ｏリング１３６は、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００”
が所定の位置に置かれたとき、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００”と電
池カバー１６との間の気密シールとなる。

【００７３】下側円筒部１０６”の下側の環状外周面の回りには、少なくとも１対の角度方
向にテーパしたカムショルダが形成される。これらのカムショルダは円周角方向
のテーパを有し、下側円筒部１０６”の円筒の外周を角度方向に進むにつれ半径
方向寸法が大きくなる。これらのショルダは、角度位置が反時計方向に進むにつ
れて（下側円筒部１０６”の円筒外面に接する位置まで）、変化するテーパを有
している。

【００７４】角度方向にテーパしたカムショルダは、半径方向の厚さが最大となる位置に、
放射状に延出するカムブロック１４０”を有する。放射状延出カムブロック１４
０”は、これに対応した対向するカムブロックとカム接触するようになっている
。カムブロックは好ましくは、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００”を受
ける電池カバー１６に形成されたレセプタクル２６の円筒状通路内の適当な位置
に成型される。放射状延出カムブロック１４０”の放射状に向いた面が、可動カ
ム面１４４”であり、カムブロック上に形成された相補的形状の下向きカム面と
共に動作する。図１０及びＤのカムショルダ１３８’に関して上述したように、
カムブロックは、好ましくは、通気弁−触媒キャリアアッセンブリ１００”が嵌
合するカバー１６のレセプタクル２６の円筒状通路内の適当な位置に成型される
。

【００７５】図２１に示されるように、触媒担持プラグ３２は好ましくはエポキシによって
一端を密閉される。触媒担持プラグ３２は、触媒が電池１０内の水素と酸素との
再結合を促進するために、通気性がある。

【００７６】ケージ１１４”と触媒担持プラグ３２とは好ましくは電池内のガスの流路に沿
って位置決めされる。好ましくは、触媒担持プラグ３２が軸方向に移動可能で、
触媒担持プラグ３２の周囲に自由にガスが流れるように、触媒担持プラグ３２の
軸方向寸法はケージ１１４”の長さより短い。触媒担持プラグ３２の半径方向寸
法は、プラグ３２が円筒形ケージ１１４”のレール部材に摺動可能に接するよう
に選択される。

【００７７】バルブシーティングウェブ１１０”は、環状ショルダ１０８”の延長として、
一体に成形される。バルブシーティングウェブ１１０”は、少なくとも１つの圧
力開放開口部３１６と少なくとも１つの真空開放開口部３１８とを含む。外側に
突出する円筒形ノズル３６０が開口部３１６を囲んでおり、この円筒形ノズル３
６０はシーティングウェブ１１０”と一体に成形され、シーティングウェブ１１
０”に支持される。ノズル３６０は、ショルダ１０８”から離れた端部に横向き
通気スロット３６０ａを有する。

【００７８】シーティングウェブ１１０”と一体に成形され、内部に突出する円筒形ノズル
３６２が開口部３１８を囲んでいる。ノズル３６２はショルダ１０８”から離れ
た端部に横向き通気スロット３６２ａを有する。スロット３６０ａ及び３６２ａ
の各々のノズルにより、各々のノズルは城郭（castellated）形状になる。或い
は、ノズル３６０及び３６２のショルダ１０８”から離れた端部の付近に、ノズ
ル３６０及び３６２を貫通する通気孔が設けられてもよい。

【００７９】ぴったりと嵌合する弾性カップ３２０がノズル３６０を覆っている。弾性カッ
プ３６０は、ゴム、又は他の伸縮性物質で形成され、その側壁はノズル３６０の
側壁とぴったりと係合する。カップ３６６はカップ３２０と似ており、同様に側
壁に重なって摩擦係合することによりノズル３６２に固定される。

【００８０】ノズル３６０−カップ３２０の組合せ及びノズル３６２−カップ３６６の組合
せの動作は内部圧力に依存する。内部圧力は、カップ側壁をノズル側壁に固定す
る弾性力より大きくなり、カップ壁とノズル壁の間のカップの縁からガスを逃が
したり、入れたりする。カップ３２０の上方への動きは、たとえ上方へ移動した
場合でも、ノズル３６０と多孔性ディスク１２８”との間の間隙に制限される。
この距離は、カップの側壁の長さよりも短い。また、多孔性ディスク１２８”は
、止め具、又は制限する障壁としての機能に加え、またファイヤーウォールとし
ても作用する。

【００８１】ノズル３６０上のカップ３２０の伸縮力はカップ３２０を所定の位置に保持し
ようとする。電池ケース内で圧力が徐々に上昇すると、ガスは通気孔３６０ａを
介して、カップ３２０の側壁に横向きに力を加える。圧力が所定の閾値を超える
と、カップ３２０の側壁はノズル３６０の側壁から十分離れ、ガスは電池ケース
から、カップ壁３２０を上昇し、カバー１２６”の多孔性ディスク１２８”及び
通気口１３４”を通り、電池外の大気中に放出される。カップ３２０は、その側
壁がノズルと摩擦接触することにより、その位置を維持する。万一カップ３２０
が離れても、制限手段として作用する多孔性ディスク１２８”が、カップ３２０
の側壁の端部が通気口３６０ａより上側に移動することを防ぐ。

【００８２】多孔性ディスク１２８”は、上部円筒ボディ部１０４”の側壁に成形されたシ
ョルダ１３２”に支持され、通気弁カバータブ１３０”が上部円筒ボディ部１０
４”の内壁と摩擦係合することによって、正しい位置に固定される。

【００８３】ノズル３６２に対するカップ３６６の相対動作は、本質的に同様であるが動作
の方向は逆である。なぜなら、その動作は電池ケース内の部分真空によって引き
起こされるからである。上部円筒ボディ部１０４”内の気圧が高いと、カップ３
６６の側壁をノズル３６２から離れさせる。次いで、高圧の空気はカップ壁の撓
みにより形成される間隙を流れて、電池内の圧力を上昇させる。万一カップ３６
６がノズル３６２から軸方向に移動しがちであっても、このカップ３６６の移動
は、多孔性壁３８４によって妨げられ、仮に移動したとしてもその距離はノズル
通気口３６２ａまでカップの縁が移動するのに必要な距離よりはるかに短い。壁
３８４は、レール１１６”によって保持される一体化リング構造により支持され
る。

【００８４】カップ３２０又は３６６が容易に圧力開放する場合の動作開始は、カップを製
造するために使用されるゴムの特性とノズル表面に沿った開放弾性力による。例
えば、硬度計値が５０であるゴム組成物では、開放圧力は０．５〜５．０ｐｓｉ
である。圧力が上昇して、硬度計制御閾値を超えると、カップ側壁が離れて、カ
ップ壁とそれを支持するノズルの壁との間にガスを流す。

【００８５】最も望ましくは、レセプタクル２６にある触媒材料と触媒ユニットは、ヘッド
スペース２４に保持される。

【００８６】図１に示されるように、電池の鉛金属板５００は接続用の直立するタブを有す
る（タブは付番されていない）。隣接するセルの同じ極性を持つ極板は、鉛金属
ストラップ（図１に５５０で示す）により接続されてもよい。鉛金属ストラップ
は、製造手順上有利であるように、極板のタブに溶接されてもよい。本発明の重
要な利点は、共通ヘッドスペース（図１に２４で示す）を設けることにより、ス
トラップ５５０とセルの極板５００とを溶接して接続する場合、及び良好な電気
的及び構造的接続を得るために鉛蓄電池において行うことが望ましいその他の溶
接による接続を行う場合でも、通常のプラスチックで作られており、そのため熱
劣化が容易に起きるケースに対する危険性を伴わずに溶接を行うことができるこ
とである。本発明の共通ヘッドスペース電池を用いると、連通するセル間の蒸気
連通通路が十分大きくでき、接続ストラップ５５０は、ケースのプラスチック部
分に接近することなく容易にセル間に渡され、これにより、溶接工程の間ケース
に損傷を与える危険性を軽減できる。

【００８７】接続ストラップ５５０が電池ケース内のセルを互いに分離する内部パーティシ
ョンを通ること、これらのパーティションの上を通ること、又はこれらのバーテ
ィションに接触していることは本発明の範囲内である。

【００８８】図１に概略的に図示される本発明を実施する電池は、前面端子アクセスを有す
るが、本発明は前面端子アクセス電池に限定されるものではない。アクセス端子
は、何れの位置に設けてもよい。

【００８９】触媒担持プラグは多孔質セラミックでもよい。触媒担持プラグ２３用の適切な
セラミック材料には、ジェネラル・エレクトリック・カンパニーの商標ラトン（
Raton）が市場入手できる。

【００９０】本発明は、連通セルの数が連通触媒ユニットの数を越える、即ち、少なくとも
一個の触媒ユニットが２以上の蒸気連通セル又はセルコンパートメントとなる限
り、触媒とセルの任意の数の組合せを包含する。更に、蒸気連通セルの数又はセ
ルコンパートメントの数が、蒸気連通セルの数又はセルコンパートメントの群と
なる触媒ユニットの数を越える限り、多重触媒を用いることができる。

【００９１】本発明は更に、統合触媒ユニット−通気弁の組合せとセルとの任意の数の組合
せを包含し、その際の連通セルの数は、統合触媒ユニット−通気弁の組合せと同
じであってもよい。共通ヘッドスペース中の触媒の位置は、重大な問題ではない
。

【００９２】

【実施例】

実施例１本発明の一実施態様は、それぞれが垂直配向プレートを備えた６個のセルを有
する、２個の１２Ｖ再結合型鉛蓄電池である。これら蓄電池のプレートは高さが
約５インチ（図１において寸法Ａで示す）、幅が約４インチ（図１において寸法
Ｃで示す）である。電池ケース内部の高さは、図１において寸法Ｂで示すように
約６インチ半である。これら電池は、図２中、矢印Ｄで示す長手方向に整列され
た６個のセルと、この６個のセルを分離する垂直パーティションを有する。

【００９３】６個のセルは、中央の内部垂直延在パーティションによって、それぞれが３個
のセルからなる二つのグループに分けられる。この二つのセルグループは、互い
に物理的そして化学的に（但し、電気的にではない）隔離されており、この二つ
のセルグループ間では蒸気及び液体の連通は無い。しかし、後述するように、各
グループ内では３個のセル間で蒸気の連通がある。

【００９４】３個の隣接セルからなる２つのグループ中、各グループにおける個々のセルは
、共通ヘッドスペースを共有する。この共通ヘッドスペースは、電池ジャー内の
内部パーティションによって形成される。図２に示すように、内部パーティショ
ンによって各グループの３個のセルが互いに分離され、このパーティションの上
部先端部分には切欠きを有する。この切欠きは、製造上都合の良いサイズを有し
ており、そのサイズは幅が約１インチ、深さが１／４〜１／２インチのオーダー
である。

【００９５】３個のセルからなる第一グループと３個のセルからなる第二グループとを分離
する中央パーティションには、開口部（aperture）や切り抜き部分は無い。その
結果、本発明に係るこれら１２Ｖ蓄電池は二つのヘッドスペースを有し、各セル
グループにおける３個のセルのそれぞれは、残りの２個のセル同様、これら二つ
のヘッドスペースの一つを共有する。

【００９６】本発明のこの実施態様において、それぞれが３個のセルからなる二つのグルー
プの各々に１個の触媒ユニットが提供される。各触媒ユニットは、３個のセルの
それぞれを残りの２個のセルから分離している切欠き付パーティションの一つの
直上にある電池カバーに搭載される。これら触媒ユニットが取付けられる位置は
、パーティションの切欠きの位置の直上ではなく横にずらされている。本発明の
この実施態様において、触媒ユニットはそれと組み合わせる通気弁を有していな
い。

【００９７】本発明に係るこれら２個の触媒搭載型蒸気連通６セル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池
を試験した結果、Ｃ＆Ｄテクノロジー社からＬＳ１２−２５として市販されてい
る１２Ｖ蓄電池と比較しても非常に有利であることがわかった。Ｃ＆Ｄテクノロ
ジー社製市販ＬＳ１２−２５蓄電池は、セル電圧が１．７５Ｖ未満に下がること
無く、５時間に亘って４．８Ａの定電流を供給可能な定格を有する。

【００９８】水素と酸素の再結合による水の生成は、蓄電池内で所望の条件を保つうえで望
ましい。

【００９９】Ｃ＆Ｄテクノロジー社から市販されているＬＳ１２−２５蓄電池と比較し、本
発明に係るこれら２個の蓄電池のガス発生特性を試験によって確認した。ガス発
生は蓄電池から出ていく水素ガスと酸素ガス、言いかえると蓄電池内における再
結合反応による水の生成に利用できない水素及び酸素ガスの尺度である。酸素は
負のグリッドと反応し、それによって電池の放電容量が制限される。従って、ガ
ス発生は蓄電池において望ましいものではない。

【０１００】試験では、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電
池と比較の目的で用いた市販のＣ＆Ｄテクノロジー社製ＬＳ１２−２５蓄電池と
に、まず少量の電流（但しセルの自己放電傾向に打ち勝つための十分量の電流）
を供給し、セル１個当たりの電圧を２．２６Ｖに保持した。これを、通常、蓄電
池を「オンフロート」に保持するという。「オンフロート」のまま、フロート電
圧２．２６Ｖ／セルにて、蓄電池のガス発生について試験した。

【０１０１】次いで測定を行い、ＬＳ１２−２５蓄電池の定格５時間電流放電容量に対して
セル１個当たりの電圧２．２６Ｖから開始して、これら蓄電池の挙動を調べた。
これらの測定は、各蓄電池から電池電圧が１．７５Ｖに低下するまで定電流を流
すことによって行った。

【０１０２】放電後、セル１個当たりの電圧が２．２６Ｖになるまで各蓄電池を再充電し、
さらにセル１個当たりの電圧が２．３５Ｖになるまで充電を行った。次いで、各
蓄電池のガス発生について、セル１個当たりの電圧２．３５Ｖにて測定を行った
。ガス発生の測定を行った後、セル１個当たりの電圧が２．４５Ｖになるまで各
蓄電池を充電し、再度ガス発生の測定を行った。

【０１０３】試験結果を表１に示す。ガス発生データは、各蓄電池の１時間当たりの測定ガ
ス量を立方センチメートル単位で示す。

【０１０４】

【表１】

【０１０５】驚くべき事に、セル１個当たり２．２６Ｖでフロートさせながら測定した結果
、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池の１つで
発生した１時間当たりの測定可能なガス量はわずかに１００分の４（０．０４）
立方センチメートルであった。３個のセルからなる各グループについて１個の触
媒ユニットを搭載しただけであっても、表１に示すように、セル１個当たり２．
３５Ｖ及び２．４５Ｖの場合、測定可能な量のガス発生は無かった。（３個のセ
ルからなる各グループの）２個のセルは、触媒を有する蒸気連通用共通ヘッドス
ペースを通るセル間物質移動に依存しなければならなかったとしても、全体とし
てこの蓄電池におけるガス発生は無視できるものであり、また（仮にガス発生が
あったとしても）この二つの高いセル電圧においては測定不可能であった。

【０１０６】さらに驚くべき事に、表１から明らかなように、セル１個当たり２．２６Ｖで
フロートさせながら測定した結果、本発明に係る第二の触媒搭載型蒸気連通マル
チセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池では、測定可能な量のガス発生は無かった。３個
のセルからなる各グループについて１個の触媒ユニットを搭載しただけであって
も、セル１個当たり２．３５Ｖ及び２．４５Ｖの場合でも、測定可能な量のガス
発生は無かった。３個のセルからなる各グループの２個のセルは、触媒を有する
蒸気連通用共通ヘッドスペースを通るセル間物質移動に依存しなければならなか
ったとしても、この蓄電池におけるガス発生は測定不可能であった。

【０１０７】さらに表１から明らかなように、本発明に係るこれら触媒搭載型蒸気連通マル
チセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池の双方とも、比較品であるＣ＆Ｄテクノロジー社
製市販ＬＳ１２−２５蓄電池の定格５時間放電容量を越えていた。

【０１０８】触媒ユニットが存在することと、３個のセルからなる各グループに共通ヘッド
スペースが提供されていることを除いては、本発明に係るこれら触媒搭載型蒸気
連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池（試験データは表１に記載）は、Ｃ＆Ｄ
テクノロジー社製市販ＬＳ１２−２５鉛蓄電池と同じである。

【０１０９】表１から明らかなように、本発明に係るこれら触媒搭載型蒸気連通マルチセル
再結合型１２Ｖ鉛蓄電池に比べて、Ｃ＆Ｄテクノロジー社製市販ＬＳ１２−２５
鉛蓄電池では、かなり多量のガスが発生した。具体的には、ＬＳ１２−２５鉛蓄
電池の一つにおいて発生したガスの最少量は、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通
マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池の一つで発生した唯一測定可能であったガス
量の８倍であった。

【０１１０】実施例２本発明の他の実施態様は、それぞれが６個のセルを有する、２個の１２Ｖ再結
合型鉛蓄電池である。これら蓄電池のプレートは高さが約７インチ（図１におい
て寸法Ａで示す）、幅が約５インチ（図１において寸法Ｃで示す）である。電池
ケース内部の高さは、図１において寸法Ｂで示すように約８インチである。これ
ら電池は、それぞれが３個のセルからなる二つのグループに配向された６個のセ
ルを有し、これら二つのグループのセル同士は互いに隣接し、各グループの３個
のセルは、図２中、矢印Ｄで示す長手方向に整列されている。垂直パーティショ
ンによって６個のセルは分離されている。後述するように、各グループ内のセル
間では蒸気の連通がある。

【０１１１】６個のセルは、中央の内部垂直延在パーティションによって、それぞれが３個
のセルからなる二つのグループに分けられる。この二つのセルグループは、互い
に物理的そして化学的に（但し、電気的にではない）隔離されており、この二つ
のセルグループ間では蒸気及び液体の連通は無い。しかし、各グループ内では３
個のセル間で蒸気の連通がある。

【０１１２】３個の長手方向隣接セルからなる２つのグループ中、各グループにおける個々
のセルは、一つのヘッドスペースを共有する。この二つの共有ヘッドスペースは
、電池ジャー内の横断垂直延在パーティションによって形成される。図２に示す
ように、このパーティションによって各グループの３個の長手方向整列セルが互
いに分離され、このパーティションの上部先端部分には切欠きを有する。この切
欠きは、製造上都合の良いサイズを有しており、そのサイズは幅が約１インチ、
深さが１／４〜１／２インチのオーダーである。

【０１１３】３個のセルからなる第一グループと３個のセルからなる第二グループとを分離
する中央パーティションには、切欠き、開口部（aperture）、あるいは切り抜き
部分は無い。その結果、本発明に係るこれら１２Ｖ蓄電池は二つのヘッドスペー
スを有し、各セルグループにおける３個のセルのそれぞれは、残りの２個のセル
同様、これら二つのヘッドスペースの一つを共有している。また、これら二つの
ヘッドスペースは互いに平行であり、電池ケースの長手方向に延在している。

【０１１４】それぞれが３個のセルからなる二つのグループの各々に１個の触媒ユニットが
提供される。各触媒ユニットは、各グループの中央セル上方の電池カバー上の、
この中央セルの長手方向及び横断方向のほぼ中心点の位置に搭載される。本発明
のこの実施態様において、触媒ユニットにはそれと組み合わせる通気弁は含まれ
ていなかった。

【０１１５】本発明に係るこれら２個の触媒搭載型蒸気連通６セル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池
を試験した結果、Ｃ＆Ｄテクノロジー社からＦＡ１２−１２５として市販されて
いる１２Ｖ蓄電池と比較しても非常に有利であることがわかった。Ｃ＆Ｄテクノ
ロジー社製市販ＦＡ１２−１２５蓄電池は、セル電圧が１．７５Ｖ未満に下がる
こと無く、５時間に亘って２４．０Ａの定電流を供給可能な定格を有する。

【０１１６】試験では、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電
池と比較の目的で用いたＣ＆Ｄテクノロジー社製市販ＦＡ１２−１２５蓄電池と
に、まず少量の電流を供給し、セル１個当たりの電圧を２．２６Ｖに保持し、上
述のように蓄電池を「オンフロート」に保持した。「オンフロート」のまま、フ
ロート電圧２．２６Ｖ／セルにて、蓄電池のガス発生について測定した。

【０１１７】次いで、セル１個当たりの電圧が２．３５Ｖになるまで蓄電池の充電を行った
。次に、各蓄電池のガス発生について、セル１個当たりの電圧２．３５Ｖにて測
定を行った。次いで、セル１個当たりの電圧が２．４５Ｖになるまで各蓄電池を
充電し、再度ガス発生の測定を行った。

【０１１８】試験結果を表２に示す。ガス発生データは、各蓄電池の１時間当たりの発生ガ
ス測定量を立方センチメートル単位で示す。

【０１１９】

【表２】

【０１２０】驚くべき事に、セル１個当たり２．２６Ｖでフロートさせながら測定した結果
、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池のいずれ
においても、測定可能な量のガスは発生しなかった。同様に、表２に示すように
、本発明に係る鉛蓄電池の一つにおいては、３個のセルからなる各グループにつ
いて１個の触媒ユニットを搭載しただけであっても、セル１個当たり２．３５Ｖ
及び２．４５Ｖの場合でも、測定可能な水素ガスの発生は無かった。本発明に係
るこれら鉛蓄電池において、３個のセルからなる各グループの２個のセルが、触
媒を有する蒸気連通用共通ヘッドスペースを通るセル間物質移動に依存しなけれ
ばならなかったとしても、本発明に係るこれら蓄電池の一つにおけるガス発生は
、セル電圧全範囲において無視できるものであり、また実際、（仮にガス発生が
あったとしても）測定不可能であった。

【０１２１】さらに驚くべき事に、表２から明らかなように、セル１個当たり２．２６Ｖで
フロートさせながら測定した結果、本発明に係る第二の触媒搭載型蒸気連通マル
チセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池においては、測定可能な量の水素ガス発生は無か
った。３個のセルからなる各グループについて１個の触媒ユニットを搭載しただ
けであっても、この蓄電池からは、セル１個当たり２．３５Ｖの場合にわずか０
．６２立方センチメートル／時のガスが失われただけであり、また、セル１個当
たり２．４５Ｖの場合でも、わずか１．２２立方センチメートル／時のガスが失
われただけであった。３個のセルからなる各グループの２個のセルは、触媒を有
する蒸気連通用共通ヘッドスペースを通るセル間物質移動に依存しなければなら
なかったとしても、全体として、この蓄電池からのガス発生量は無視できるほど
に少なかった。

【０１２２】触媒ユニットが存在することと、３個のセルからなる各グループに共通ヘッド
スペースが提供されていることを除いては、本発明に係るこれら触媒搭載型蒸気
連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池（試験データは表２に記載）は、Ｃ＆Ｄ
テクノロジー社製市販ＦＡ１２−１２５鉛蓄電池と同じである。

【０１２３】表２から明らかなように、本発明に係るこれら触媒搭載型蒸気連通マルチセル
再結合型１２Ｖ鉛蓄電池に比べて、Ｃ＆Ｄテクノロジー社製市販ＦＡ１２−１２
５鉛蓄電池では、かなり多量のガスが発生した。具体的には、ガス発生の測定及
び比較が可能であった４つの条件下の内３つにおいて、本発明に係るこれら触媒
搭載型蒸気連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池では測定可能な量のガス発生
が無かった一方、市販のＦＡ１２−１２５鉛蓄電池では、かなりガス発生がみら
れた。本発明に係る蓄電池及び市販のＦＡ１２−１２５鉛蓄電池のいずれでも測
定可能な量のガスが発生した唯一の例においても、市販のＦＡ１２−１２５鉛蓄
電池では、本発明に係る蓄電池に比べて少なくとも１オーダー大きい速度でガス
が発生した。ＦＡ１２−１２５鉛蓄電池の一つで発生したガスの最も発生速度も
、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチセル再結合型１２Ｖ鉛蓄電池の一つか
ら発生したガスの唯一測定可能な発生速度よりも１オーダー大きかった。

【０１２４】実施例３本発明の更なる他の実施態様は、それぞれが３個のセルを有する、２個の６Ｖ
再結合型鉛蓄電池である。これら蓄電池のプレートは高さ約７インチ（図１にお
いて寸法Ａで示す）、幅約６インチ（図１において寸法Ｃで示す）である。電池
ケース内部の高さは、図１において寸法Ｂで示すように約８インチである。これ
ら電池は、長手方向に整列した３個のセルを有する。比較用である、Ｃ＆Ｄテク
ノロジー社製市販ＬＳ６−２００電池は、１．７５Ｖを下回るセル電圧降下なし
に、５時間に亘り３８．４Ａの定電流供給可能な定格を有する。

【０１２５】上記３個のセルは、物理的及び化学的に（但し、電気的にではない）隔離され
ており、３個のセルグループ間の液体連通はない。しかし、３個のセル間の蒸気
連通はある。

【０１２６】２個の隣接するセルからなる３個のグループ全てが、共通のヘッドスペースを
共有する。共通ヘッドスペースは、電池ジャー内の内部パーティションの上先端
部により形成される。この内部パーティションは電池カバーのショートを防ぎ、
隣接するセルを分離する。図２に示すように、本発明に係るこれらの電池の垂直
延在パーティションに切欠きはない。

【０１２７】各電池に３個の触媒ユニットが提供され、３個のセルに共有される共通ヘッド
スペース内に置かれる。触媒ユニットは、電池内部をコンパートメントに分割す
る内部パーティションの直上に設置される。触媒ユニットは、電池ケースの壁間
を横切る方向に離間させた位置に配置される。

【０１２８】これら２個の触媒搭載型蒸気連通３セル再結合型６Ｖ鉛蓄電池について、ガス
発生の結果起こる重量減少試験を行ったところ、良好な結果が得られた。

【０１２９】試験において、これら２個の触媒搭載型蒸気連通マルチセル再結合型６Ｖ鉛蓄
電池に、微小電流（但し、セルの自己放電傾向に打ち勝つために十分な電流）を
流したところ、セル当たり２．２６Ｖを維持した。即ち、電池が「オンフロート
」を維持していたことになる。「オンフロート」の状態の間、個々の電池の重量
減少を測定した。

【０１３０】「オンフロート」の状態の間、比較用のＣ＆Ｄテクノロジー社製ＬＳ６−２０
０電池の定格５時間放電容量に対してこれら電池がどのような性能を示すかを決
定するための試験を周期的に行った。これらの測定は、電池のセル電圧が１．７
５Ｖに低下するまで各セルから定電流を引き出すことによって行った。

【０１３１】このような放電測定の終了後、各電池をセル当たり２．２６Ｖまで再充電し、
フロート状態に戻した。全試験時間中、両電池とも１２０°Ｆの環境下、１３１
日間維持した。この条件は、７７°Ｆにおける使用の約８００日に相当すると考
えられている。

【０１３２】表３にその試験データを明示するが、本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチ
セル再結合型６Ｖ鉛蓄電池は、触媒ユニットの存在以外、Ｃ＆Ｄテクノロジー社
製市販ＬＳ６−２００電池と同様であった。試験結果を表３に示す。

【０１３３】

【表３】

【０１３４】注目すべきことに、１２０°Ｆ環境で５０日後、これら電池の一方は全く重量
減少せず（ガス発生がないことを示す）、もう一方はわずか６ｇ重量減少した。
更に注目すべきことに、１２０°Ｆ環境で５０日後、両電池とも実際に放電電流
容量の増加を示した。これら電池の一方は、試験開始時、比較のＬＳ６−２００
電池の定格放電電流に対して１１１．９％の放電電流容量を示し、もう一方は、
試験開始時、比較のＣ＆Ｄテクノロジー社製ＬＳ６−２００電池の定格放電電流
に対して１１５％の放電電流容量を示した。

【０１３５】また、更に注目すべきことに、１２０°Ｆ環境で１００日後、両電池とも試験
開始時より更なる放電電流容量の増加を示した。電池Ａの放電電流容量は、５０
日目と１００日目の間にわずか１％しか低下せず、比較のＣ＆Ｄテクノロジー社
製市販ＬＳ６−２００電池の試験開始時の定格放電電流に対して、１７％を上回
るポイントを維持した。

【０１３６】１００日後、電池Ｂは、試験開始時のレベル付近まで放電電流容量の低下を示
した。両電池ともに、比較の市販電池の定格放電電流をかなり越えるレベルを維
持した。

【０１３７】更に注目すべきことに、１２０°Ｆ環境で１００日後、電池Ａの重量減少は僅
か６０ｇであった。この６０ｇの全量が、１２０°Ｆ環境での５０日目と１００
日目の間に減少した。電池Ｂは、５０日目と１００日目の間に５２ｇ減少したが
、これは、１００日目において、電池Ｂの試験開始時の測定重量に対して合計５
８ｇ減少したことを意味する。

【０１３８】更に注目すべきことに、１２０°Ｆの試験環境で１３１日後、電池Ａ電池Ｂと
もに、試験開始時よりも高い、又、比較の市販電池の定格放電電流よりかなり高
い放電電流容量を示した。実際に、電池Ｂの場合、放電電流容量は、１２０°Ｆ
の試験環境の１００日目と１３１日目の間に増加した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る触媒搭載型蒸気連通マルチセル鉛−酸垂直板再結合
型電池の模式的正面立面図

【図２】図１に示す種類の触媒搭載型蒸気連通マルチセル鉛−酸再結合型
電池用ジャーの等角図

【図３】本発明に係る、電池の側面に触媒ユニットが取り付けられた触媒
搭載型蒸気連通マルチセル鉛−酸パンケーキ型再結合型電池の模式的正面立面図

【図４】図３に示す触媒搭載型蒸気連通マルチセル鉛−酸パンケーキ型再
結合型電池の模式的端面図

【図５】本発明に係る、電池の上に触媒ユニットが取り付けられた触媒搭
載型蒸気連通マルチセル鉛−酸パンケーキ型再結合型電池の模式的上面図

【図６】図５に示す触媒搭載型蒸気連通マルチセル鉛−酸パンケーキ型再
結合型電池の模式的正面立面図

【図７】図５及び図６に示す触媒搭載型蒸気連通マルチセル鉛−酸パンケ
ーキ型再結合型電池の模式的端面立面図

【図８】本発明を実施するにおいて使用する電池通気弁−触媒キャリアア
ッセンブリの側面立面図

【図９】図８の構造物の上面図

【図１０】図８の電池通気弁−触媒カバーアッセンブリのＣ−Ｃ線に沿っ
た拡大断面図と、電池ケースの通気弁−触媒キャリアアッセンブリの部分断面図

【図１１】図８から図１０に示す通気弁−触媒キャリアアッセンブリを倒
立させた斜視図

【図１２】触媒キャリアと支持構造物を除いた、図１１の構造物の底面図
であり、図１０の矢印Ｆ−Ｆと反対の方向を見た図

【図１３】図８から図１２の電池通気弁アッセンブリから分離した触媒キ
ャリアと支持構造物との拡大上面図であり、図１０の矢印Ｆ−Ｆの方向を見た図

【図１４】図１３のＧ−Ｇ線に沿った断面図

【図１５】図１３の右下部のＨ−Ｈ一点鎖線内に示される構造物の部分拡
大図

【図１６】図８から図１５に示す構造物の変形例である別の通気弁−触媒
キャリアアッセンブリの側面立面図

【図１７】図１６の構造物の軸方向縦断面図である。

【図１８】本発明を実施するにあたって使用する、別の電池通気弁−触媒
キャリアアッセンブリの側面立面図

【図１９】図１８の構造物の底面図

【図２０】図１８と図１９の構造物の上面図

【図２１】図１８の電池通気弁−触媒キャリアアッセンブリのＮ−Ｎ線に
沿った断面図と、電池カバーの切欠部分断面図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号０９／２５７，４３２ (32)優先日平成11年２月25日(1999．2．25) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号０９／２６７，４３０ (32)優先日平成11年３月12日(1999．3．12) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ミスラ、スーダンアメリカ合衆国、19454、ペンシルヴァニア州、ノース・ウェールズ、グウィンモント・サークル、112 (72)発明者ノヴェスケ、テレンスアメリカ合衆国、18907、ペンシルヴァニア州、パイパースヴィル、グローブランド・ロード、6278 Ｆターム(参考） 5H028 AA05 AA07 CC04 CC07 EE01 5H031 AA01 EE01 MM16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記ケースは、隣接するセルを互いに分離するための、開口部を有するパ
ーティションを有すると共に、セル間の蒸気マイグレーションのための空間を画
定し、更にｄ．触媒材料を有し前記ケースに接続された触媒ユニットを含み、当該ユニッ
トは、前記蒸気マイグレーションのための空間と連通して、前記蓄電池内におい
て水素と酸素が再結合して少なくとも一部が蒸気相の水になる再結合を促進する
、鉛蓄電池。
【請求項２】請求項１に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットは少な
くともその一部が前記ケース内に収容されている蓄電池。
【請求項３】請求項１に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットは前記
ケース内に収容されている蓄電池。
【請求項４】請求項１に記載の蓄電池であって、前記触媒はパラジジウム
である蓄電池。
【請求項５】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された複数の蒸気連通型鉛−酸セルとを含み、各セル
はｉ．正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．触媒材料を保持する複数の触媒ユニットを含み、当該ユニットは、前記セ
ルと蒸気連通して、前記蓄電池内において水素と酸素が再結合して少なくとも一
部が蒸気相の水になる再結合を促進する、鉛蓄電池。
【請求項６】請求項５に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットの内の
少なくとも幾つかは前記ケース内に部分的に収容されている蓄電池。
【請求項７】請求項５に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットの内の
少なくとも幾つかは前記ケース内に完全に収容されている蓄電池。
【請求項８】請求項５に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットは完全
に前記ケース内に収容されている蓄電池。
【請求項９】請求項５に記載の蓄電池であって、前記触媒金属は、パラジ
ウム、白金、ロジウム、ルテニウム、及び白金族の他の金属から成る群から選択
される鉛蓄電池。
【請求項１０】ケースと、当該ケース内に収容され、各々が正極及び負極
の鉛金属板、及び前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収
性セパレータ材を備えた複数の鉛−酸セルとを含む再結合型鉛蓄電池を動作させ
る方法であって、ａ．前記セルを相互に蒸気連通させて設置する工程と、ｂ．触媒材料を担持した、前記セルよりも少ない数の複数の独立した触媒ユニ
ットを前記セルと蒸気連通させて設置し、前記蓄電池内において水素と酸素が再
結合して蒸気相の水になる再結合を促進する工程とを含む方法。
【請求項１１】ケースと、当該ケース内に収容され、各々が正極及び負極
の鉛金属板、及び前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収
性セパレータ材を備えた複数の鉛−酸セルとを含み、前記正極板と負極板及び分
離材が当該ケース内の複数のコンパートメントに収容されている再結合型鉛蓄電
池を動作させる方法であって、ａ．少なくとも２個の前記コンパートメントを互いに蒸気連通するように設置
する工程と、ｂ．前記蒸気連通コンパートメントよりも少ない数の複数の独立した触媒材料
担持触媒ユニットを蒸気連通コンパートメントの各群と蒸気連通するように設置
して、前記蓄電池内において水素と酸素との再結合を促進する工程とを含む方法。
【請求項１２】請求項１に記載の蓄電池であって、前記ケースがジャー部
とカバー部とを含み、前記パーティションの開口部が前記カバーから離間してい
る蓄電池。
【請求項１３】請求項１２に記載の蓄電池であって、前記少なくとも幾つ
かの前記パーティションの前記離間部が整列されて且つ前記カバーに近接する前
記パーティションの上部に形成される蓄電池。
【請求項１４】請求項１３に記載の蓄電池であって、前記パーティション
の前記離間部が、前記パーティションの上部に形成された切り欠き部であり、前
記カバーに近接し且つ長手方向に整列する蓄電池。
【請求項１５】請求項１３に記載の蓄電池であって、前記切り欠き部が長
方形である蓄電池。
【請求項１６】請求項１３に記載の蓄電池であって、前記切り欠き部が前
記パーティションの端部内にある蓄電池。
【請求項１７】請求項１３に記載の蓄電池であって、前記切り欠き部が前
記セルの前記電極板の上方にある蓄電池。
【請求項１８】請求項１３に記載の蓄電池であって、前記切り欠き部が部
分的に前記セルの前記電極板の上方にある蓄電池。
【請求項１９】請求項１１に記載の蓄電池であって、前記パーティション
の上部が前記カバーから離間している蓄電池。
【請求項２０】パンケーキ型再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の水平配向された正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記セルは、互いに蒸気連通し、前記蓄電池は更にｄ．前記ケースに接続された触媒材料担持ユニットを有し、当該ユニットは、
前記セルの相互蒸気連通を許容して前記蓄電池内における水素と酸素との再結合
を促進する空間に少なくとも部分的に存在する、鉛蓄電池。
【請求項２１】請求項２０に記載の蓄電池であって、前記ケースに接続さ
れて、前記空間と連通する、前記複数のセルよりも少ない数の複数の前記触媒ユ
ニットを更に含む蓄電池。
【請求項２２】請求項２１に記載の蓄電池であって、ａ．隣接するセルを互いに分離するための前記ケース内に収容されたパーティ
ションを更に含み、ｂ．前記パーティションの一部は前記ケースから離間して前記セル間の蒸気連
通のための前記空間を画定する蓄電池。
【請求項２３】請求項２２に記載の蓄電池であって、前記パーティション
が、垂直及び水平パーティションを含み、前記垂直パーティションが、セル間の
蒸気連通のための前記空間を画定する前記ケース内部から離間している蓄電池。
【請求項２４】請求項２３に記載の蓄電池であって、前記水平パーティシ
ョンが、垂直に積層されたセル間の蒸気連通を遮断する蓄電池。
【請求項２５】パンケーキ型再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容され、垂直に積層された複数の鉛−酸セルとを含み、
各セルはｉ．複数の正極及び負極の水平鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．それぞれ複数の前記セルは、互いに蒸気連通し、前記蓄電池は更にｄ．前記ケースに接続された触媒ユニットを有し、当該ユニットは、前記各複
数のセルの相互蒸気連通を許容して前記蓄電池内における水素と酸素との再結合
を促進する空間と連通する、鉛蓄電池。
【請求項２６】請求項２５に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットの
数は前記触媒ユニットが存在する空間を通して蒸気連通する前記複数のセルの数
よりも少ない数である蓄電池。
【請求項２７】請求項２６に記載の蓄電池であって、前記ケースに接続さ
れ、前記それぞれのスペースと１対１で連通するそれぞれの触媒ユニットを更に
含む蓄電池。
【請求項２８】請求項２５に記載の蓄電池であって、前記蓄電池を負荷に
接続するために、前記ケースの垂直に延在している外部表面から出ている端子を
更に含む蓄電池。
【請求項２９】請求項２５に記載の蓄電池であって、前記蓄電池を負荷に
接続するための端子に、前記ケースの水平外部表面かれ出ている端子を更に含む
蓄電池。
【請求項３０】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ジャーとカバーとを含むケースと、ｂ．当該ジャー内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の正極及び負極の直立鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記ジャーは、隣接するセルを互いに分離するための、直立パーティショ
ンを含み、ｄ．前記パーティションの上部は、セル間の蒸気マイグレーションのための空
間を画定する前記カバーから離間しており、更にｅ．前記ケースに接続された触媒ユニットは、前記蒸気マイグレーションのた
めの空間と連通して、前記蓄電池内において水素と酸素が再結合して少なくとも
一部が蒸気相の水になる再結合を促進する、鉛蓄電池。
【請求項３１】請求項３０に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットの
数は、前記複数のセルの数よりも少ない蓄電池。
【請求項３２】請求項３０に記載の蓄電池であって、それぞれのセルの所
定の極性の電極板が前記パーティションの前記上部の上方に延在する直立端子タ
ブ部を有し、更に、ａ．隣接するセルの同じ極性の電極板の前記端子タブ部間に接続的に延在する
導電部材を含む蓄電池。
【請求項３３】請求項３２に記載の蓄電池であって、前記導電部材が鉛金
属ストリップであり、それぞれの端子タブ部に溶接されている蓄電池。
【請求項３４】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ジャーとカバーとを含むケースと、ｂ．当該ジャー内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の正極及び負極の鉛金属直立板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記ジャーは、隣接するセルを互いに分離するための、直立パーティショ
ンを含み、ｄ．前記カバーは、前記直立パーティションと整列して下方に延在するパーテ
ィション部を含み、前記ケースの壁と共に前記セルのケースコンパートメントを
形成するパーティションを画定し、ｅ．前記パーティションは、セル間の蒸気連通のための開口をそれぞれのケー
スコンパートメントに有し、ｆ．前記電極板の上部は、前記カバーから離間して蒸気滞在のための空間を画
定し、更に前記鉛蓄電池は、ｇ．前記ケースに接続された触媒ユニットを有し、当該ユニットは、前記蒸気
滞留のための空間と連通して、前記蓄電池内における水素と酸素との水への再結
合を促進する、鉛蓄電池。
【請求項３５】請求項３４に記載の蓄電池であって、前記触媒ユニットの
数は、前記複数のセルの数よりも少ない蓄電池。
【請求項３６】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記ケースは、隣接するセルを互いに分離するための、パーティションを
有すると共に、セル間の蒸気マイグレーションのための空間を画定し、更に前記
鉛蓄電池は、ｄ．前記ケースに接続された、触媒材料担持ユニット−ベントバルブ組合せ体
を有し、この組合せ体は、前記蒸気マイグレーションのための空間と連通して、
前記蓄電池内において水素と酸素が再結合して少なくとも一部が蒸気相の水にな
る再結合を促進し、内部圧力が予選択レベルを超えた時に前記蓄電池からのガス
の排出を許容する、鉛蓄電池。
【請求項３７】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、更に前記鉛蓄電池は、ｃ．前記セルとの蒸気連通における一体構造を有する複数の取り外し可能なベ
ントバルブ−触媒材料担持ユニットを含み、当該ユニットは、前記蓄電池内にお
いて水素と酸素が再結合して少なくとも一部が蒸気相の水になる再結合を促進し
、内部圧力が予選択レベルを超えた時に前記蓄電池からのガスの排出を許容し、
前記複数の触媒ユニットの数が前記複数の鉛−酸セルの数よりも少ない、鉛蓄電
池。
【請求項３８】ケースと、当該ケース内に収容され、各々が正極及び負極
の鉛金属板、及び前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収
性セパレータ材を備えた複数の鉛−酸セルとを含む再結合型鉛蓄電池を動作させ
る方法であって、ａ．前記セルを相互に蒸気連通するように設置する工程と、ｂ．前記セルよりも少ない数の複数の独立した取り外し可能な組合せベントバ
ルブ−触媒ユニットを前記セルと蒸気連通するように設置し、前記蓄電池内にお
いて水素と酸素が再結合して水になる再結合を促進し、予選択の圧力最大値に到
達した時に蓄電池圧力の自己開放を許容する工程とを含む方法。
【請求項３９】ケースと、当該ケース内に収容され、各々が正極及び負極
の鉛金属板、及び前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収
性セパレータ材を備えた複数の鉛−酸セルとを含み、前記正極板、負極板及びセ
パレータ材が前記ケース内の複数のコンパートメントに収容されている、再結合
型鉛蓄電池を動作させる方法であって、ａ．前記コンパートメントの少なくとも二つを相互に蒸気連通するように設置
する工程と、ｂ．蒸気連通コンパートメントよりも少ない数の複数の独立した組合せベント
バルブ−触媒ユニットを蒸気連通コンパートメントの各々のグループと蒸気連通
するように設置し、前記蓄電池内における水素と酸素との再結合を促進し、内部
圧力が予選択レベルを超えた時に前記蓄電池からのガスの排出を許容する工程と
を含む方法。
【請求項４０】パンケーキ型再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の水平配向された正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記セルは、相互に蒸気連通しており、更に前記蓄電池は、ｄ．前記ケースに接続された独立した取り外し可能触媒ユニット−ベントバル
ブ組合せ体を含み、当該組合せ体の少なくとも一部は、前記セルが相互に蒸気連
通する空間に存在し、前記蓄電池内における水素と酸素との再結合を促進し、蓄
電池内部圧力が大気圧を超える所定レベルに到達した時に前記蓄電池からのガス
の排出を許容する、鉛蓄電池。
【請求項４１】パンケーキ型再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ケースと、ｂ．当該ケース内に収容された垂直方向に積層された複数の鉛−酸セルとを含
み、各セルはｉ．複数の水平正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記複数のセルは、相互に蒸気連通しており、更に前記鉛蓄電池は、ｄ．前記ケースに接続された複数の独立した触媒−ベントバルブユニットを含
み、当該ユニットは、前記複数のセルが相互に蒸気連通する空間と連通して、前
記蓄電池内における水素と酸素との再結合を促進し、内部圧力が大気圧を超える
所定レベルに到達した時にガスの排出を許容する、鉛蓄電池。
【請求項４２】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ジャーとカバーとを有するケースと、ｂ．当該ジャー内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の直立する正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記ジャーは、隣接するセルを互いに分離するための、直立するパーティ
ションを有し、ｄ．前記パーティションの上部と前記カバーとの間は離間させて、セル間の蒸
気マイグレーションのための空間を画定し、更に前記鉛蓄電池は、ｅ．前記カバーに取り外し可能なように接続された組合せ触媒ユニット−ベン
トバルブを含み、当該バルブは、前記蒸気マイグレーションのための空間と連通
して、前記蓄電池内において水素と酸素が再結合して少なくとも一部が蒸気相の
水になる再結合を促進し、内部圧力が大気圧を超える所定レベルに到達した時に
前記蓄電池内からのガスの排出を許容する、鉛蓄電池。
【請求項４３】再結合型鉛蓄電池であって、ａ．ジャーとカバーとを有するケースと、ｂ．当該ジャー内に収容された複数の鉛−酸セルとを含み、各セルはｉ．複数の直立する正極及び負極の鉛金属板と、ｉｉ．前記正極板と負極板の少なくとも幾つかの間に設けられた吸収性セパ
レータ材とを含み、ｃ．前記ジャーは、隣接するセルを互いに分離するための、直立パーティショ
ン部分を有し、ｄ．前記カバーは、前記直立パーティション部と整列する下方延在パーティシ
ョン部を有し、前記ケースの壁と共に、前記セルのためのケースコンパートメン
トを形成するパーティションを画定し、ｅ．前記パーティションは、各ケースコンパートメント内のセル間の蒸気連通
用開口部を有し、ｆ．前記金属板の上部は前記カバーから離間されて、蒸気滞留用の空間を画定
し、更に前記鉛蓄電池は、ｇ．前記ケースに取り外し可能なように接続された組合せ触媒ユニット−ベン
トバルブを含み、当該バルブは、前記蒸気滞留用の空間と連通して、前記蓄電池
内における水素と酸素との水への再結合を促進し、蓄電池内部圧力を開放する、
鉛蓄電池。