JP2005025954A - 鉛蓄電池の検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電槽化成後の極板間の短絡状態を短時間で検出することが可能な蓄電池の検査装置を提供する。
【解決手段】鉛蓄電池１の各セル内の電解液２３の比重を計測する比重検出装置２を鉛蓄電池１のセル数と同数備え、これらの比重検出装置２に連結され、その内部に鉛蓄電池１の各セル内の電解液２３を導入する電解液導入装置３を備え、この電解液導入装置３は、鉛蓄電池１の各セル内の電解液２３を各比重検出装置２へ一括して導入する機能を有する。このようにして、比重検出装置２内の比重計２２の位置を検知して鉛蓄電池１の極板間の短絡状態を検知可能とする。
【選択図】 図１
【解決手段】鉛蓄電池１の各セル内の電解液２３の比重を計測する比重検出装置２を鉛蓄電池１のセル数と同数備え、これらの比重検出装置２に連結され、その内部に鉛蓄電池１の各セル内の電解液２３を導入する電解液導入装置３を備え、この電解液導入装置３は、鉛蓄電池１の各セル内の電解液２３を各比重検出装置２へ一括して導入する機能を有する。このようにして、比重検出装置２内の比重計２２の位置を検知して鉛蓄電池１の極板間の短絡状態を検知可能とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電槽化成後の蓄電池の短絡状態を検査する蓄電池の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉛蓄電池は、硫酸電解液中に正極と負極を配置したセルが複数個直列接続された構造となっている。また、正極は鉛合金格子基板に過酸化鉛の活物質が充填されたものであり、負極は鉛合金格子基板に海綿状金属鉛の活物質が充填されたものである。なお、一般に正極の活物質である過酸化鉛および負極の活物質である海綿状金属鉛は、それぞれ酸化鉛および硫酸鉛を主原料としており、電槽化成工程を経て、正極の活物質は過酸化鉛となり、負極の活物質は海綿状金属鉛となる。
【０００３】
ところで、上記のような鉛蓄電池の電槽化成工程においては、極板間の短絡が発生することがある。この短絡には、両極間に起電力が発生しなくなる程度の重度な短絡と、電槽化成後に数日間放置して電圧の低下がわかる程度の軽度な短絡がある。
【０００４】
鉛蓄電池の短絡を検知するための方法として、電槽化成前の極板間に電圧をかける方法（特許文献１参照）、充電中に各セル内で発生するガスの圧力又は量を計測する方法（特許文献２参照）などが知られている。また、特許文献２には、鉛蓄電池の充電完了後に、両極端子間のオープン電圧を測定する方法や電解液比重を測定する方法なども従来技術として記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１３８６７４号公報
【特許文献２】特開昭５７−１９６４８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載された技術には、電槽化成後の極板間の短絡状態を検知することができないという問題点がある。また、特許文献２に記載された技術には、ガスの圧力や量を正確に計測することが難しいという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、電槽化成後の極板間の短絡状態を短時間で検知することが可能な鉛蓄電池の検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電槽化成後の鉛蓄電池の電解液の比重を計測することにより前記鉛蓄電池の各セル内の短絡状態を検査する鉛蓄電池の検査装置において、前記鉛蓄電池の電解液の比重を計測する電解液比重計測手段を前記鉛蓄電池のセル数と同数備え、該電解液比重計測手段に連結され該電解液比重計測手段に前記鉛蓄電池内の電解液を導入する電解液導入手段を備え、該電解液導入手段は、前記鉛蓄電池内の電解液を各電解液比重計測手段へ一括して導入する機能を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を蓄電池に取り付けた状態を示す概略側面図であり、図２は図１に対応する概略正面図であり、図３および図４は図１に対応する概略上面図である。
【００１１】
図１〜図４において、１は鉛蓄電池であって、１１は端子、１２はセルである。鉛蓄電池１はその内部でセル１２が６個直列に接続されている。
【００１２】
また、図１〜図４において、２は電解液比重計測手段としての比重検出装置であって、比重検出装置２はセル１２の数と同数であり、各セル１２の電解液の比重を検出することができるようになっている。比重検出装置２は、蓄電池１の各セル１２と比重検出装置２とを連結する連結管２１、比重検出装置２内で上下に移動可能な比重計２２を備えている。なお、２３は鉛蓄電池１から吸い上げられた電解液、２４は電解液２３の液面である。
【００１３】
また、図１〜図４において、３は比重検出装置２に電解液を導入する電解液導入手段としての電解液導入装置、４は比重検出装置２と電解液導入装置３とを連結する連結管である。
【００１４】
電解液導入装置３は、比重検出装置２と連結されたシリンダー３１を備えている。シリンダー３１は、往復運動するピストン軸３１ａと、ピストン軸３１ａのうちシリンダー３１内側の一端にヘッド３１ｂとを有している。シリンダー３１は、ヘッド３１ｂのピストン軸３１ａ側において外気に開放されている。
【００１５】
ここで、図３に例示されるように、電解液導入装置３のシリンダー３１の数は比重検出装置２の数と同数であって各シリンダー３１はそれぞれ比重検出装置２に１対１で接続されているものであってもよく、図４に例示されるように、１本のシリンダー３１が連結管４を通して各比重検出装置２に一括して接続されているものであってもよい。
【００１６】
また、電解液導入装置３は、シリンダー３１のピストン軸３１ａを動作させるための駆動用シリンダー３２を備えており、駆動用シリンダー３２は往復運動するピストン軸３２ａと、ピストン軸３２ａのうち駆動用シリンダー３２内側の一端にヘッド３２ｂとを有している。駆動用シリンダー３２には、電磁弁３３が設けられており、ピストン軸３２ａを空気等により駆動する。ピストン軸３１ａとピストン軸３２ａとは、連結体３４で連結されている。ここで、図１および図３に例示されるように、各ピストン軸３１ａは連結体３４を介して１本のピストン軸３２ａに接続されていてもよく、図４に例示されるように、１本のピストン軸３１が連結体３４を介して１本のピストン軸３２ａに接続されていてもよい。
【００１７】
以下、図１および図３を用いて、電解液導入装置３の動作状態の一例について説明する。まず、電磁弁３３により駆動用シリンダー３２が動作し、ピストン軸３２ａが図１の右側（図３の上側）に動く。このピストン軸３２ａは、連結体３４を介して各ピストン軸３１ａを図１の右側（図３の上側）に動かし、各ヘッド３１ｂが各シリンダー３１内を図１の右側（図３の上側）に動く。
【００１８】
次に、図１および図２を用いて、比重検出装置２における電解液２３の比重の検出について説明する。上述のように各ヘッド３１ｂが動くことにより、比重検出装置２内の空気が図１および図２の上側に引っ張られ、鉛蓄電池１の各セル１２内の電解液２３が図１および図２の液面２４まで引っ張られる。そして、比重検出装置２内の比重計２２が電解液に所定の目盛位置で浮き、これを目視等により検知することで、電解液２３の比重を検出することができる。
【００１９】
以上、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置の一例を説明したが、本発明の実施形態はこれに限られるものではない。
【００２０】
また、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を用いて、両極間に起電力が発生しなくなる程度の重度な短絡のほか、電槽化成後に数日間放置して電圧の低下がわかる程度の軽度な短絡についても検出することができる。以下、その一例を説明する。
【００２１】
電槽化成前の正極の活物質である過酸化鉛および負極の活物質である海綿状金属鉛は、それぞれ酸化鉛および硫酸鉛を主原料としており、電槽化成工程を経て、正極の活物質は過酸化鉛となり、負極の活物質は海綿状金属鉛となる。この電槽化成工程において、活物質中の硫酸分が電解液中に放出されるため、電槽化成後の電解液の比重が所定の値となるように、電槽化成前の電解液の比重を小さく設定することで、電解液の交換などをする必要がなくすことができる。
【００２２】
電槽化成前の電解液の比重を小さく設定しておくと、極板間に重度の短絡が発生している場合には電槽化成後の電解液の比重がほとんど変化せず、また、極板間に軽度の短絡が発生している場合には電槽化成後の電解液の比重の変化の割合が小さくなるため、電槽化成後の電解液の比重を検出することにより、極板間の短絡を検知することができる。
【００２３】
実際に、電槽化成前の電解液の比重を１．２３０（２０℃、以下同様）、電槽化成後の電解液の比重を１．２８０となるように両極の活物質材料を選定したところ、極板間に重度の短絡が発生している場合の電槽化成後の電解液の比重は１．２３０〜１．２５０、極板間に軽度の短絡が発生している場合には電槽化成後の電解液の比重は１．２６０〜１．２７０であり、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を用いて極板間の短絡を検知することが可能であった。
【００２４】
また、電槽化成後の電解液の比重が１．２６０〜１．２７０である鉛蓄電池を４８時間放置したところ、いずれも蓄電池電圧が１２．５０〜１２．７０Ｖまで低下しており、軽度の短絡が発生していたことが確認された。
【００２５】
また、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を用いて鉛蓄電池の短絡状態を検査するための所要時間は、図１〜図４に例示された状態で１回の測定で数秒〜１０数秒であり、鉛蓄電池の短絡をその度合いにかかわらず短時間で検知することができ、特に軽度の短絡を検知するための時間短縮効果が大きくなる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、鉛蓄電池の電解液の比重を計測する電解液比重計測手段を鉛蓄電池のセル数と同数備え、電解液比重計測手段に連結され電解液比重計測手段に鉛蓄電池内の電解液を導入する電解液導入手段を備え、電解液導入手段は、鉛蓄電池内の電解液を各電解液比重計測手段へ一括して導入する機能を有しているため、電槽化成後の鉛蓄電池の短絡を短時間で検知することができ、特に軽度の短絡を検知するための時間短縮効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を蓄電池に取り付けた状態の一例を示す概略側面図である。
【図２】図１に対応する概略正面図である。
【図３】図１に対応する概略上面図の第１例である。
【図４】図１に対応する概略上面図の第２例である。
【符号の説明】
１ 鉛蓄電池
２ 比重検出装置
３ 電解液導入装置
４ 連結管
１１ 端子
１２ セル
２１ 連結管
２２ 比重計
２３ 電解液
２４ 液面
３１ シリンダー
３１ａ、３２ａ ピストン軸
３１ｂ、３２ｂ ヘッド
３２ 駆動用シリンダー
３３ 電磁弁
３４ 連結体
【発明の属する技術分野】
本発明は、電槽化成後の蓄電池の短絡状態を検査する蓄電池の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉛蓄電池は、硫酸電解液中に正極と負極を配置したセルが複数個直列接続された構造となっている。また、正極は鉛合金格子基板に過酸化鉛の活物質が充填されたものであり、負極は鉛合金格子基板に海綿状金属鉛の活物質が充填されたものである。なお、一般に正極の活物質である過酸化鉛および負極の活物質である海綿状金属鉛は、それぞれ酸化鉛および硫酸鉛を主原料としており、電槽化成工程を経て、正極の活物質は過酸化鉛となり、負極の活物質は海綿状金属鉛となる。
【０００３】
ところで、上記のような鉛蓄電池の電槽化成工程においては、極板間の短絡が発生することがある。この短絡には、両極間に起電力が発生しなくなる程度の重度な短絡と、電槽化成後に数日間放置して電圧の低下がわかる程度の軽度な短絡がある。
【０００４】
鉛蓄電池の短絡を検知するための方法として、電槽化成前の極板間に電圧をかける方法（特許文献１参照）、充電中に各セル内で発生するガスの圧力又は量を計測する方法（特許文献２参照）などが知られている。また、特許文献２には、鉛蓄電池の充電完了後に、両極端子間のオープン電圧を測定する方法や電解液比重を測定する方法なども従来技術として記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１３８６７４号公報
【特許文献２】特開昭５７−１９６４８１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載された技術には、電槽化成後の極板間の短絡状態を検知することができないという問題点がある。また、特許文献２に記載された技術には、ガスの圧力や量を正確に計測することが難しいという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、電槽化成後の極板間の短絡状態を短時間で検知することが可能な鉛蓄電池の検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電槽化成後の鉛蓄電池の電解液の比重を計測することにより前記鉛蓄電池の各セル内の短絡状態を検査する鉛蓄電池の検査装置において、前記鉛蓄電池の電解液の比重を計測する電解液比重計測手段を前記鉛蓄電池のセル数と同数備え、該電解液比重計測手段に連結され該電解液比重計測手段に前記鉛蓄電池内の電解液を導入する電解液導入手段を備え、該電解液導入手段は、前記鉛蓄電池内の電解液を各電解液比重計測手段へ一括して導入する機能を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を蓄電池に取り付けた状態を示す概略側面図であり、図２は図１に対応する概略正面図であり、図３および図４は図１に対応する概略上面図である。
【００１１】
図１〜図４において、１は鉛蓄電池であって、１１は端子、１２はセルである。鉛蓄電池１はその内部でセル１２が６個直列に接続されている。
【００１２】
また、図１〜図４において、２は電解液比重計測手段としての比重検出装置であって、比重検出装置２はセル１２の数と同数であり、各セル１２の電解液の比重を検出することができるようになっている。比重検出装置２は、蓄電池１の各セル１２と比重検出装置２とを連結する連結管２１、比重検出装置２内で上下に移動可能な比重計２２を備えている。なお、２３は鉛蓄電池１から吸い上げられた電解液、２４は電解液２３の液面である。
【００１３】
また、図１〜図４において、３は比重検出装置２に電解液を導入する電解液導入手段としての電解液導入装置、４は比重検出装置２と電解液導入装置３とを連結する連結管である。
【００１４】
電解液導入装置３は、比重検出装置２と連結されたシリンダー３１を備えている。シリンダー３１は、往復運動するピストン軸３１ａと、ピストン軸３１ａのうちシリンダー３１内側の一端にヘッド３１ｂとを有している。シリンダー３１は、ヘッド３１ｂのピストン軸３１ａ側において外気に開放されている。
【００１５】
ここで、図３に例示されるように、電解液導入装置３のシリンダー３１の数は比重検出装置２の数と同数であって各シリンダー３１はそれぞれ比重検出装置２に１対１で接続されているものであってもよく、図４に例示されるように、１本のシリンダー３１が連結管４を通して各比重検出装置２に一括して接続されているものであってもよい。
【００１６】
また、電解液導入装置３は、シリンダー３１のピストン軸３１ａを動作させるための駆動用シリンダー３２を備えており、駆動用シリンダー３２は往復運動するピストン軸３２ａと、ピストン軸３２ａのうち駆動用シリンダー３２内側の一端にヘッド３２ｂとを有している。駆動用シリンダー３２には、電磁弁３３が設けられており、ピストン軸３２ａを空気等により駆動する。ピストン軸３１ａとピストン軸３２ａとは、連結体３４で連結されている。ここで、図１および図３に例示されるように、各ピストン軸３１ａは連結体３４を介して１本のピストン軸３２ａに接続されていてもよく、図４に例示されるように、１本のピストン軸３１が連結体３４を介して１本のピストン軸３２ａに接続されていてもよい。
【００１７】
以下、図１および図３を用いて、電解液導入装置３の動作状態の一例について説明する。まず、電磁弁３３により駆動用シリンダー３２が動作し、ピストン軸３２ａが図１の右側（図３の上側）に動く。このピストン軸３２ａは、連結体３４を介して各ピストン軸３１ａを図１の右側（図３の上側）に動かし、各ヘッド３１ｂが各シリンダー３１内を図１の右側（図３の上側）に動く。
【００１８】
次に、図１および図２を用いて、比重検出装置２における電解液２３の比重の検出について説明する。上述のように各ヘッド３１ｂが動くことにより、比重検出装置２内の空気が図１および図２の上側に引っ張られ、鉛蓄電池１の各セル１２内の電解液２３が図１および図２の液面２４まで引っ張られる。そして、比重検出装置２内の比重計２２が電解液に所定の目盛位置で浮き、これを目視等により検知することで、電解液２３の比重を検出することができる。
【００１９】
以上、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置の一例を説明したが、本発明の実施形態はこれに限られるものではない。
【００２０】
また、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を用いて、両極間に起電力が発生しなくなる程度の重度な短絡のほか、電槽化成後に数日間放置して電圧の低下がわかる程度の軽度な短絡についても検出することができる。以下、その一例を説明する。
【００２１】
電槽化成前の正極の活物質である過酸化鉛および負極の活物質である海綿状金属鉛は、それぞれ酸化鉛および硫酸鉛を主原料としており、電槽化成工程を経て、正極の活物質は過酸化鉛となり、負極の活物質は海綿状金属鉛となる。この電槽化成工程において、活物質中の硫酸分が電解液中に放出されるため、電槽化成後の電解液の比重が所定の値となるように、電槽化成前の電解液の比重を小さく設定することで、電解液の交換などをする必要がなくすことができる。
【００２２】
電槽化成前の電解液の比重を小さく設定しておくと、極板間に重度の短絡が発生している場合には電槽化成後の電解液の比重がほとんど変化せず、また、極板間に軽度の短絡が発生している場合には電槽化成後の電解液の比重の変化の割合が小さくなるため、電槽化成後の電解液の比重を検出することにより、極板間の短絡を検知することができる。
【００２３】
実際に、電槽化成前の電解液の比重を１．２３０（２０℃、以下同様）、電槽化成後の電解液の比重を１．２８０となるように両極の活物質材料を選定したところ、極板間に重度の短絡が発生している場合の電槽化成後の電解液の比重は１．２３０〜１．２５０、極板間に軽度の短絡が発生している場合には電槽化成後の電解液の比重は１．２６０〜１．２７０であり、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を用いて極板間の短絡を検知することが可能であった。
【００２４】
また、電槽化成後の電解液の比重が１．２６０〜１．２７０である鉛蓄電池を４８時間放置したところ、いずれも蓄電池電圧が１２．５０〜１２．７０Ｖまで低下しており、軽度の短絡が発生していたことが確認された。
【００２５】
また、本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を用いて鉛蓄電池の短絡状態を検査するための所要時間は、図１〜図４に例示された状態で１回の測定で数秒〜１０数秒であり、鉛蓄電池の短絡をその度合いにかかわらず短時間で検知することができ、特に軽度の短絡を検知するための時間短縮効果が大きくなる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、鉛蓄電池の電解液の比重を計測する電解液比重計測手段を鉛蓄電池のセル数と同数備え、電解液比重計測手段に連結され電解液比重計測手段に鉛蓄電池内の電解液を導入する電解液導入手段を備え、電解液導入手段は、鉛蓄電池内の電解液を各電解液比重計測手段へ一括して導入する機能を有しているため、電槽化成後の鉛蓄電池の短絡を短時間で検知することができ、特に軽度の短絡を検知するための時間短縮効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である鉛蓄電池の検査装置を蓄電池に取り付けた状態の一例を示す概略側面図である。
【図２】図１に対応する概略正面図である。
【図３】図１に対応する概略上面図の第１例である。
【図４】図１に対応する概略上面図の第２例である。
【符号の説明】
１ 鉛蓄電池
２ 比重検出装置
３ 電解液導入装置
４ 連結管
１１ 端子
１２ セル
２１ 連結管
２２ 比重計
２３ 電解液
２４ 液面
３１ シリンダー
３１ａ、３２ａ ピストン軸
３１ｂ、３２ｂ ヘッド
３２ 駆動用シリンダー
３３ 電磁弁
３４ 連結体
Claims (1)
- 電槽化成後の鉛蓄電池の電解液の比重を計測することにより前記鉛蓄電池の各セル内の短絡状態を検査する鉛蓄電池の検査装置において、
前記鉛蓄電池の電解液の比重を計測する電解液比重計測手段を前記鉛蓄電池のセル数と同数備え、
該電解液比重計測手段に連結され該電解液比重計測手段に前記鉛蓄電池内の電解液を導入する電解液導入手段を備え、
該電解液導入手段は、前記鉛蓄電池内の電解液を各電解液比重計測手段へ一括して導入する機能を有する
ことを特徴とする鉛蓄電池の検査装置。
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|---|---|---|---|---|
| JP2015102388A (ja) * | 2013-11-22 | 2015-06-04 | 古河電池株式会社 | 比重測定装置 |
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-
2003
- 2003-06-30 JP JP2003186757A patent/JP4488696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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