JP2559635B2 - 電解液攪拌装置を備える蓄電池の充電方法 - Google Patents
電解液攪拌装置を備える蓄電池の充電方法Info
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- JP2559635B2 JP2559635B2 JP1343146A JP34314689A JP2559635B2 JP 2559635 B2 JP2559635 B2 JP 2559635B2 JP 1343146 A JP1343146 A JP 1343146A JP 34314689 A JP34314689 A JP 34314689A JP 2559635 B2 JP2559635 B2 JP 2559635B2
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- electrolytic solution
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電解液攪拌装置を備えた、バッテリーフォー
クリフト，電気自動車等サイクルサービス用蓄電池の充
電方法に関するものである。
クリフト，電気自動車等サイクルサービス用蓄電池の充
電方法に関するものである。
従来の技術とその課題 蓄電池にとって電解液は直接反応に関与する物質であ
るため、極板の活物質と同様、電解液が蓄電池内でいか
に有効に利用されるかによって蓄電池の容量を大幅に左
右することは周知の通りである。
るため、極板の活物質と同様、電解液が蓄電池内でいか
に有効に利用されるかによって蓄電池の容量を大幅に左
右することは周知の通りである。
しかるに鉛蓄電池の場合、充放電時には蓄電池上部の
電解液比重が低くなり、蓄電池下部には常に比重の高い
電解液が残留する。
電解液比重が低くなり、蓄電池下部には常に比重の高い
電解液が残留する。
このような電解液の濃度差を解消するため、過充電を
加えてガスを発生させ、このガスの攪拌作用により上下
電解液比重の均一化を計っている。この場合、蓄電池形
状が上下に低いものでは過充電による発生ガスの攪拌作
用によって比較的簡単に電解液比重の均一化が計れる
が、電気車用蓄電池等背の高いものでは少々の過充電で
は均一にならないのが普通である。この結果、極板の上
部では低比重電解液となって容量が低下し、また下部で
は常に比重の高い、酸化性に富む電解液が残留するた
め、極板下端部が腐食され、短寿命を招く結果となって
いる。このような理由で蓄電池は充電毎に放電量の約20
％過充電が実施されている。その結果、電力の消費と共
に、過充電量に見合う水分解による液減りが生じ、フォ
ークリフト用電池では通常半月に一度の補水をする必要
があった。
加えてガスを発生させ、このガスの攪拌作用により上下
電解液比重の均一化を計っている。この場合、蓄電池形
状が上下に低いものでは過充電による発生ガスの攪拌作
用によって比較的簡単に電解液比重の均一化が計れる
が、電気車用蓄電池等背の高いものでは少々の過充電で
は均一にならないのが普通である。この結果、極板の上
部では低比重電解液となって容量が低下し、また下部で
は常に比重の高い、酸化性に富む電解液が残留するた
め、極板下端部が腐食され、短寿命を招く結果となって
いる。このような理由で蓄電池は充電毎に放電量の約20
％過充電が実施されている。その結果、電力の消費と共
に、過充電量に見合う水分解による液減りが生じ、フォ
ークリフト用電池では通常半月に一度の補水をする必要
があった。
また、過充電時の電池温度上昇が大きく、夏期の電池
温度上昇によって、電池寿命を短かくしていることもあ
った。
温度上昇によって、電池寿命を短かくしていることもあ
った。
課題を解決するための手段 本発明は、電池から発生するガスを利用して液攪拌を
行なう液攪拌装置を取り付けた液攪拌装置を備える電池
を用い、充電量を約115％以下の必要最少限におさえる
ことにより目的を達成しようとするものである。充電量
を制御するために単に充電時間を短かくしてもよいが、
充電時間を充電開始からある電圧値に到達するまでの関
数で、ある電圧値以後の充電時間を定めて充電したり、
充電器特性を変化させたりして達成することができる。
行なう液攪拌装置を取り付けた液攪拌装置を備える電池
を用い、充電量を約115％以下の必要最少限におさえる
ことにより目的を達成しようとするものである。充電量
を制御するために単に充電時間を短かくしてもよいが、
充電時間を充電開始からある電圧値に到達するまでの関
数で、ある電圧値以後の充電時間を定めて充電したり、
充電器特性を変化させたりして達成することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明
する。
する。
第１図は本発明電解液攪拌装置を備えた蓄電池の一実
施例を示す断面図、第２図は電解液攪拌装置の一部欠截
斜視図である。
施例を示す断面図、第２図は電解液攪拌装置の一部欠截
斜視図である。
図において、Ａは極板群を収納した電槽、Ｂは極板
群、Ｃは電解液、Ｄは電解液攪拌装置である。
群、Ｃは電解液、Ｄは電解液攪拌装置である。
電解液攪拌装置Ｄは下端が電槽底部に、上端が電解液
最低液面位付近に開口し、中間部に小孔４を有する液循
環筒１と、下端開口部が前記小孔４より下方に配置さ
れ、極板群Ｂから発生したガスを捕集するガス捕集室２
を備え、前記ガス捕集室２と液循環筒の小孔４とは逆Ｕ
字状のサイホンストラップ３により連絡されている。ま
た、前記液循環筒１の上端開口部には、下面が開放され
たキャップで覆ったり、あるいは液循環筒の上端部を逆
Ｊ字状に折り返す等の手段でガス溜め５が形成されてい
る。
最低液面位付近に開口し、中間部に小孔４を有する液循
環筒１と、下端開口部が前記小孔４より下方に配置さ
れ、極板群Ｂから発生したガスを捕集するガス捕集室２
を備え、前記ガス捕集室２と液循環筒の小孔４とは逆Ｕ
字状のサイホンストラップ３により連絡されている。ま
た、前記液循環筒１の上端開口部には、下面が開放され
たキャップで覆ったり、あるいは液循環筒の上端部を逆
Ｊ字状に折り返す等の手段でガス溜め５が形成されてい
る。
なお、図面に示した実施例においては、液循環筒１が
小孔４の部分においてズレて折れ曲がった形状になって
いるが、これは該攪拌装置を合成樹脂により一体に成型
する場合に型抜きを容易にするためであり、作用的には
直線状のものと何ら変わるものではない。
小孔４の部分においてズレて折れ曲がった形状になって
いるが、これは該攪拌装置を合成樹脂により一体に成型
する場合に型抜きを容易にするためであり、作用的には
直線状のものと何ら変わるものではない。
本発明攪拌装置は上述の如き構造を有するものであ
り、蓄電池の充電時等に極板群Ｂからガスが発生する
と、このガスがガス捕集室２に捕らえられ、蓄積され
る。ガスの蓄積に応じて逆Ｕ字状サイホンストラップ３
内に侵入している電解液が小孔４から液循環筒１内にお
し戻される。ガス捕集室内の蓄積ガスの量が増加し、小
孔４の位置まで達するとこのガスが小孔４より液循環筒
１内へ気泡として押出され、ガス気泡およびガス捕集室
内のガス圧の大きさが液循環筒１の小孔４より上部にあ
る電解液の液圧に打ち勝つ大きさになると、ガス気泡は
小孔より上部の電解液、すなわち液循環筒のこの部分に
ある電解液を押し上げつつ上昇し、液循環筒１の上端開
口部より電解液と共に放出される。これと同時に液循環
筒１内の液圧が減少するので、液循環筒の下端開口部よ
り電池底部の電解液が侵入・上昇し、液循環筒１内の比
重の大きい電解液が小孔４より上方まで押し上げられ、
液循環筒の周囲の電解液の液圧とバランスする位置で安
定する。この状態から再度ガス捕集室２に極板群からの
発生ガスが蓄積され、上記の動作が繰り返される。
り、蓄電池の充電時等に極板群Ｂからガスが発生する
と、このガスがガス捕集室２に捕らえられ、蓄積され
る。ガスの蓄積に応じて逆Ｕ字状サイホンストラップ３
内に侵入している電解液が小孔４から液循環筒１内にお
し戻される。ガス捕集室内の蓄積ガスの量が増加し、小
孔４の位置まで達するとこのガスが小孔４より液循環筒
１内へ気泡として押出され、ガス気泡およびガス捕集室
内のガス圧の大きさが液循環筒１の小孔４より上部にあ
る電解液の液圧に打ち勝つ大きさになると、ガス気泡は
小孔より上部の電解液、すなわち液循環筒のこの部分に
ある電解液を押し上げつつ上昇し、液循環筒１の上端開
口部より電解液と共に放出される。これと同時に液循環
筒１内の液圧が減少するので、液循環筒の下端開口部よ
り電池底部の電解液が侵入・上昇し、液循環筒１内の比
重の大きい電解液が小孔４より上方まで押し上げられ、
液循環筒の周囲の電解液の液圧とバランスする位置で安
定する。この状態から再度ガス捕集室２に極板群からの
発生ガスが蓄積され、上記の動作が繰り返される。
なお、本発明装置においては液循環筒１の上端開口部
にガス溜め５を設け、液循環筒１内の電解液と周囲の電
解液とを気相によって遮断しているので、液循環筒１上
端開口部が電解液面下にあってもこの上端開口部周囲の
電解液が液循環筒内に逆流することはなく、電解液は常
に液循環筒の下端より上端に向かって移動する。
にガス溜め５を設け、液循環筒１内の電解液と周囲の電
解液とを気相によって遮断しているので、液循環筒１上
端開口部が電解液面下にあってもこの上端開口部周囲の
電解液が液循環筒内に逆流することはなく、電解液は常
に液循環筒の下端より上端に向かって移動する。
第１図、第２図で示した液攪拌装置をバッテリーフォ
ークリフト用電池に取り付けた液攪拌電池イと、液攪拌
装置のない通常電池ロとを、通常使われている準定電圧
充電器で100％放電後に充電したときの電解液比重の上
昇を第３図に示す。通常電池ロの場合、充電時間10時間
で充電量は約120％となり電解液比重は1,280の規定値ま
で上昇している。
ークリフト用電池に取り付けた液攪拌電池イと、液攪拌
装置のない通常電池ロとを、通常使われている準定電圧
充電器で100％放電後に充電したときの電解液比重の上
昇を第３図に示す。通常電池ロの場合、充電時間10時間
で充電量は約120％となり電解液比重は1,280の規定値ま
で上昇している。
一方、液攪拌電池イは、充電時間８時間、充電量約11
0％で電解液比重は規定値まで上昇している。
0％で電解液比重は規定値まで上昇している。
このように、液攪拌装置を取り付けた電池は、過充電
量が約半分で、充電量を完了することができる。液攪拌
装置を取り付けた電池で、必要以上の120％以上の充電
をしてしまえば、通常電池との差はなくなり、液攪拌電
池にとって、充電量を制御することは重要である。液攪
拌装置を取り付けた電池を充電量を一定にして、セル当
り1.7Vまで放電した時の取り出し得る容量の変化を示し
たのが第４図である。
量が約半分で、充電量を完了することができる。液攪拌
装置を取り付けた電池で、必要以上の120％以上の充電
をしてしまえば、通常電池との差はなくなり、液攪拌電
池にとって、充電量を制御することは重要である。液攪
拌装置を取り付けた電池を充電量を一定にして、セル当
り1.7Vまで放電した時の取り出し得る容量の変化を示し
たのが第４図である。
115％以上の充電量のときには容量低下は全くなく、1
10％以下では程度の差はあるものの容量は低下する。容
量が低下する充電量の場合、容量低下に応じて115％以
上の充電を行なう均等充電を定期的に行ない、容量回復
を図ることが電池寿命のためには重要である。
10％以下では程度の差はあるものの容量は低下する。容
量が低下する充電量の場合、容量低下に応じて115％以
上の充電を行なう均等充電を定期的に行ない、容量回復
を図ることが電池寿命のためには重要である。
均等充電の頻度としては、ユーザでの放電深さによっ
て異なるが、充電115％では均等充電は不要であり、110
％充電では１ケ月に一度程度、107〜104％では半月から
１週間に一度程度である。
て異なるが、充電115％では均等充電は不要であり、110
％充電では１ケ月に一度程度、107〜104％では半月から
１週間に一度程度である。
毎回の充電で、115％以上の充電を行なわず、不足気
味充電と均等充電を組み合わす充電の仕方が、トータル
の過充電量を減らすには有効である。
味充電と均等充電を組み合わす充電の仕方が、トータル
の過充電量を減らすには有効である。
液攪拌電池の場合、110％の充電量で電解液比重も規
定値まで上昇し、容量低下も小さいが、通常電池では11
0％の充電量では容量低下も大きく電解液比重は規定値
まで上昇せず、電池の上・下部で比重値に差の生ずる成
層化現象が生じてしまうため使用できない。
定値まで上昇し、容量低下も小さいが、通常電池では11
0％の充電量では容量低下も大きく電解液比重は規定値
まで上昇せず、電池の上・下部で比重値に差の生ずる成
層化現象が生じてしまうため使用できない。
115％以上の完全充電は行なわず、110％前後の充電を
行なうことが、液攪拌電池の特長を生かすのには有効で
あるが、110％前後の充電を行なうためには、充電時
間を定めるタイマー時間を短かくする。通常の電池容
量と充電器容量に対して小さい充電器容量の充電器を設
定する。３相入力充電器において、約2.4V/セルの電
圧検出時点より、欠相させて、終末電流を小さくする、
準定電圧欠相式充電器を使う。定電圧定電流充電器を
使うなどの方法がある。
行なうことが、液攪拌電池の特長を生かすのには有効で
あるが、110％前後の充電を行なうためには、充電時
間を定めるタイマー時間を短かくする。通常の電池容
量と充電器容量に対して小さい充電器容量の充電器を設
定する。３相入力充電器において、約2.4V/セルの電
圧検出時点より、欠相させて、終末電流を小さくする、
準定電圧欠相式充電器を使う。定電圧定電流充電器を
使うなどの方法がある。
については、単に充電時間を短かくするだけでなく
マイコンタイマーを用い、ある電圧値までの時間を計測
し、それ以後の充電時間を数式で決定することにより、
正しい時間決定を行なうことができる。
マイコンタイマーを用い、ある電圧値までの時間を計測
し、それ以後の充電時間を数式で決定することにより、
正しい時間決定を行なうことができる。
については、充電器コストが低下するメリットもあ
る。
る。
，は充電終期電流が小さく、通常電池では電解液
を発生ガスにより攪拌する効果は小さく、問題があった
が、液攪拌装置付電池には充電コントロールがしやす
く、有効な方法である。
を発生ガスにより攪拌する効果は小さく、問題があった
が、液攪拌装置付電池には充電コントロールがしやす
く、有効な方法である。
発明の効果 本発明液攪拌電池の充電方法の特長は、過充電量を従
来型の約半分で充電を完了でき、下記の利点が生まれ
る。
来型の約半分で充電を完了でき、下記の利点が生まれ
る。
補水間隔が伸びる（液面変位を２倍とすることにより
補水間隔は現行の約４倍になる）。
補水間隔は現行の約４倍になる）。
節電となる。
ヘビーデューティでの温度上昇対策の一つとなる。
高容量電池も設定できる。
成層化現象が防止でき信頼性向上となる。
第１図は本発明電解液攪拌装置を備える蓄電池の一実施
例を示す断面図、第２図は電解液攪拌装置の一部欠截斜
視図、第３図は電解液攪拌装置を備える蓄電池と備えな
い従来電池の充電による電解液比重の推移を比較した
図、第４図は一定充電量における充放電回数と電池容量
推移の関係を比較した図である。 Ａ……電槽、Ｂ……極板群、Ｃ……電解液、 Ｄ……電解液攪拌装置、１……液循環筒、 ２……ガス捕集室、 ３……逆Ｕ字状サイホンストラップ、４……小孔、 ５……ガス溜め
例を示す断面図、第２図は電解液攪拌装置の一部欠截斜
視図、第３図は電解液攪拌装置を備える蓄電池と備えな
い従来電池の充電による電解液比重の推移を比較した
図、第４図は一定充電量における充放電回数と電池容量
推移の関係を比較した図である。 Ａ……電槽、Ｂ……極板群、Ｃ……電解液、 Ｄ……電解液攪拌装置、１……液循環筒、 ２……ガス捕集室、 ３……逆Ｕ字状サイホンストラップ、４……小孔、 ５……ガス溜め
Claims (1)
- 【請求項１】中間部に小孔を有し、電解液中に上下方向
に配置された液循環筒と、前記液循環筒の小孔位置より
下方に下端開口部を有し、極板群上に配置されたガス補
集室とを備え、前記小孔とガス補集室とを逆Ｕ字状のサ
イホンストラップにより連結すると共に、前記液循環筒
の上端開口部にガス溜めを設けた電解液撹拌装置を備
え、通常充電を充電量115％未満で行い、均等充電時に
は115％以上の充電を行うことを特徴とする電解液撹拌
装置を備える蓄電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343146A JP2559635B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 電解液攪拌装置を備える蓄電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343146A JP2559635B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 電解液攪拌装置を備える蓄電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203168A JPH03203168A (ja) | 1991-09-04 |
| JP2559635B2 true JP2559635B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=18359274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1343146A Expired - Lifetime JP2559635B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 電解液攪拌装置を備える蓄電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559635B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960024447A (ko) * | 1994-12-28 | 1996-07-20 | 윤종용 | 전지의 내압 측정장치 |
| WO2012039001A1 (ja) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | タカノ株式会社 | 蓄電装置 |
| JP5994545B2 (ja) * | 2012-10-04 | 2016-09-21 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1343146A patent/JP2559635B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03203168A (ja) | 1991-09-04 |
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