JP2005158631A - 鉛蓄電池用の触媒栓及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉛蓄電池の内部で発生したガスを、すみやかに外部へ放出することができる多孔性防爆フィルタを提供する。
【解決手段】 略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタを、斜めに傾けられた状態にし、その上方の一部にテフロン溶液をスプレーして塗着し、撥水処理をした後に自然乾燥をさせる。そして、この一部を撥水処理した多孔性防爆フィルタを用いて触媒栓を作製し、鉛蓄電池の蓋の部分に装着して使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉛蓄電池の蓋に装着する鉛蓄電池用の触媒栓及びその製造方法に関するものである。

鉛蓄電池は安価で信頼性が高く、多数回の充放電が可能なために、自動車や自動二輪車用のバッテリー、電動車両及び非常用電源などに広く利用されている。

これらの鉛蓄電池は、過充電がされると、電解液中の水の電気分解により正極からは酸素ガスが発生し、負極からは水素ガスが発生する。そして、これらのガスが発生して、外部に放出されると電解液中の水分が減少して液面が低下したり、希硫酸電解液の濃度が上がり、そのままでは容量低下の原因となる。

そこで、定期的に鉛蓄電池に水を補給することが行われているが、この水の補給がわずらわしいという問題点がある。そこで、原子力機器等の非常用電源としての信頼性が要求される鉛蓄電池では、鉛蓄電池の液口栓として、図２及び図３に示すように内部に白金等の貴金属族触媒を有する触媒栓13を用いた鉛蓄電池が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。この触媒栓13を用いれば、発生した酸素ガスと水素ガスとは、触媒容器2内の触媒1の表面で互いに反応して水滴9となり、鉛蓄電池に戻される。したがって、電解液10の減少を防止することができる。

一方、大電流で充電をするような誤った充電がされた場合には、鉛蓄電池内部の圧力を上昇させないという安全性を重視する観点から、大量に発生した酸素ガスと水素ガスとをすみやかに外部へ放出する必要がある。そこで、触媒栓13の上部には、ガス透過性に優れたセラミック等で作られた多孔性防爆フィルタ4が取り付けられている。

特開平８−１７４７９号。

しかしながら、一般的にセラミック等で作られている多孔性防爆フィルタ4は、その構成材料が親水性であるために、上記した触媒1表面で形成される水の蒸発による水蒸気によってぬれやすいという問題点があった。そして、多孔性防爆フィルタ4の内部に水の層8が形成されて、目詰まりを起こしやすく、大量に発生した酸素ガスと水素ガスとをすみやかに外部へ放出するのが困難な場合が認められた（図１−（ｂ））。

そこで、多孔性防爆フィルタ4の全体を撥水剤、例えば、テフロン微粉末を含浸する検討もされている。しかしながら、多孔性防爆フィルタ4の全体に撥水処理をすると、その底部に水滴9が多数形成されて、同様の目詰まりを起こしやすく、発生した酸素ガスと水素ガスとをすみやかに外部へ放出するのが困難な場合も認められた（図１−（ｃ））。

本発明が解決しようとする課題は、鉛蓄電池の内部で発生したガスをすみやかに外部へ放出することができる多孔性防爆フィルタ4を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係る多孔性防爆フィルタは、その一部を撥水処理することを特徴とするものである。

すなわち、請求項１の発明は、上部に多孔性防爆フィルタを有する鉛蓄電池用の触媒栓において、前記多孔性防爆フィルタは、その一部が撥水処理されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、上部に多孔性防爆フィルタを有する鉛蓄電池用の触媒栓の製造方法において、前記多孔性防爆フィルタは、斜めに傾けられた状態で撥水処理剤を塗着し、乾燥したものであることを特徴としている。

本発明に係る多孔性防爆フィルタを触媒栓に用いると、水の層や水滴による目詰まりが起こりにくく、鉛蓄電池の内部で発生したガスをすみやかに外部へ放出することができる。

以下の実験では、従来から使用されている略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタ4を用いている。

本発明に係わる実施例として、図４に示すように、従来から使用されている略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタ4を、斜めに傾けた状態で撥水処理剤をスプレー塗着して乾燥したものである。すなわち、セラミック製の多孔性防爆フィルタ4を、斜めに傾けられた状態とし、その一部、例えば、図示されているようにその上方の一部に、撥水剤、例えばテフロン溶液をスプレーして塗着してしみ込ませ、その一部のみを撥水処理をした後に自然乾燥をさせた。このように撥水処理をすると製造が容易であり、テフロンを多孔性防爆フィルタ4の一部のみに均一に塗着することができる。すなわち、多孔性防爆フィルタ4の一部を撥水処理した後に、それを用いて触媒栓13を作製し、鉛蓄電池の蓋の部分に装着して、通常の運転をした。

比較例１として、従来から使用されている略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタ4を用いて触媒栓13を作製し、鉛蓄電池に装着して、通常の運転をした。

比較例２として、従来から使用されている略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタ4の全体に撥水剤をスプレーして撥水処理をし、それを用いて触媒栓13を作製し、鉛蓄電池に装着して、通常の運転をした。

１ヶ月後に触媒栓13を解体して観察をした（図１）。その結果、本発明に係わる多孔性防爆フィルタ4（図１−（ａ））には、比較例１に認められるような多量の水分を吸収して水の層8が形成されたり（図１−（ｂ））、比較例２に認められるような底面部分に水滴9（図１−（ｃ））が認められず良好であった。なお、運転時の鉛蓄電池の温度は５０〜６０℃になり、周囲温度が２０〜３５℃であるために、比較例１や比較例２では水蒸気の一部が、多孔性防爆フィルタ4の部分で冷却されて結露するためと考えられる。

すなわち、比較例１では多孔性防爆フィルタ4の全体が水分を吸収しやすいことや、比較例２では多孔性防爆フィルタ4の全体が水分をはじくものである。これに対して、本発明に係わる多孔性防爆フィルタ4が、一部に撥水処理がされており、一部は親水性である。そこで、鉛蓄電池からのガスは、親水性の部分から撥水性の部分を通って、すみやかに外部に放出されたため、目づまりが起こりにくいためと考えられる。

なお、図１では、略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタ4に半月状に塗着て一部を撥水処理をした例を示した。しかし、略円盤状をしたセラミック製の多孔性防爆フィルタ4の中央部分のみを撥水処理をしたり、円周部分のみを撥水処理をした場合でもほぼ同様の効果が認められられた。

本発明に係る多孔性防爆フィルタを用いた触媒栓は、定期的に水分を補給する必要がなく、水の層や水滴が形成されないために、目づまりが起こりにくく、高い信頼性と長期間の寿命が要求される原子力用の鉛蓄電池などに使用することができる。

本発明に係る多孔性防爆フィルタの使用状況を示す断面概略図である。 触媒栓の半部断面の概略図である。 触媒栓付き鉛蓄電池の概略図である。 本発明に係る多孔性防爆フィルタの製造方法を示す概略図である。

符号の説明

１：触媒、２：触媒容器、３：蓋装着部、４：多孔性防爆フィルタ、５：パッキン、
６：外容器、７：ガス、８：水の層、９：水滴、１０：電解液、１１：負極板、
１２：正極板、１３：触媒栓、１４：端子、１５：セパレータ、１６：スプレー、
１７：蓋、18：撥水剤

Claims (2)

1. 上部に多孔性防爆フィルタを有する鉛蓄電池用の触媒栓において、前記多孔性防爆フィルタは、その一部が撥水処理されていることを特徴とする鉛蓄電池用の触媒栓。
2. 上部に多孔性防爆フィルタを有する鉛蓄電池用の触媒栓の製造方法において、前記多孔性防爆フィルタは、斜めに傾けられた状態で撥水処理剤を塗着し、乾燥したものであることを特徴とする鉛蓄電池用の触媒栓の製造方法。

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