JP3033218B2 - 密閉形蓄電池 - Google Patents
密閉形蓄電池Info
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- JP3033218B2 JP3033218B2 JP3049509A JP4950991A JP3033218B2 JP 3033218 B2 JP3033218 B2 JP 3033218B2 JP 3049509 A JP3049509 A JP 3049509A JP 4950991 A JP4950991 A JP 4950991A JP 3033218 B2 JP3033218 B2 JP 3033218B2
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- Japan
- Prior art keywords
- hollow body
- battery
- pressure
- sealed
- storage battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形蓄電池に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】密閉形蓄電池は内部で発生するガスを電
解液に戻す機能を備える電池であり、密閉していること
から液減りもなく補液不要、ガスや硫酸霧もでない文字
通りのクリーンなメンテナンスフリー電池である。さら
に近年小型，軽量化や新しい車の設計自由度が可能にな
ることから新しい期待が高まりつつある。
解液に戻す機能を備える電池であり、密閉していること
から液減りもなく補液不要、ガスや硫酸霧もでない文字
通りのクリーンなメンテナンスフリー電池である。さら
に近年小型，軽量化や新しい車の設計自由度が可能にな
ることから新しい期待が高まりつつある。
【０００３】ところで、陰極ガス吸収式の密閉形蓄電池
は内部の酸素ガスを陰極の働きによって電解液中に還元
する機能がありそれによって密閉も成り立っているので
あるがその機能は逆に問題を発生する原因にもなってい
る一面がある。
は内部の酸素ガスを陰極の働きによって電解液中に還元
する機能がありそれによって密閉も成り立っているので
あるがその機能は逆に問題を発生する原因にもなってい
る一面がある。
【０００４】たとえば密閉時には大気圧で封口された電
池も放置中に酸素が吸収されてしまうために減圧になり
理論的には大気圧に対して酸素の分圧相当分の約１／５
気圧だけ負圧になりうる。実際は若干吸収機能のない水
素が混じれば負圧はその分軽減される。また封口時点で
充電直後では酸素が多く発生し、電池内に酸素が滞留し
ているとそれだけ負圧の程度はひどくなる。
池も放置中に酸素が吸収されてしまうために減圧になり
理論的には大気圧に対して酸素の分圧相当分の約１／５
気圧だけ負圧になりうる。実際は若干吸収機能のない水
素が混じれば負圧はその分軽減される。また封口時点で
充電直後では酸素が多く発生し、電池内に酸素が滞留し
ているとそれだけ負圧の程度はひどくなる。
【０００５】実際の使用条件下ではこれにとどまらず、
高温度で使用されている間、蒸発した水蒸気によって内
部の窒素が安全弁から追い出され、その後に温度下降し
て水蒸気がコンデンスしたときは極度の減圧になり、航
空搬送されたときは安全弁から窒素が抜き取られた分だ
け減圧の程度はきびしくなる。このほかにも数々の減圧
の程度の不均衡が発生する。
高温度で使用されている間、蒸発した水蒸気によって内
部の窒素が安全弁から追い出され、その後に温度下降し
て水蒸気がコンデンスしたときは極度の減圧になり、航
空搬送されたときは安全弁から窒素が抜き取られた分だ
け減圧の程度はきびしくなる。このほかにも数々の減圧
の程度の不均衡が発生する。
【０００６】このように電池内部が減圧状態となり、そ
の状態が長く続くと電池側壁が変形する。また著しい変
形は単に外見上商品力の低下を招くだけでなく壁面や接
合部に亀裂などを生じそこから大気の酸素を引きこみそ
の酸素を陰極で水にする反応の対反応として陰極の自己
放電がおこり電池の機能を損なうことになる。
の状態が長く続くと電池側壁が変形する。また著しい変
形は単に外見上商品力の低下を招くだけでなく壁面や接
合部に亀裂などを生じそこから大気の酸素を引きこみそ
の酸素を陰極で水にする反応の対反応として陰極の自己
放電がおこり電池の機能を損なうことになる。
【０００７】これを防ぐために減圧側で開弁する、いわ
ゆる逆止弁を備える方法もあるが、これは上記大気の酸
素を引きこむ場合に同じとなる。また電槽材料に高剛性
材料を採用したり変形に対して補強するリブ構造を採用
するなどの工夫もされてきた。
ゆる逆止弁を備える方法もあるが、これは上記大気の酸
素を引きこむ場合に同じとなる。また電槽材料に高剛性
材料を採用したり変形に対して補強するリブ構造を採用
するなどの工夫もされてきた。
【０００８】しかしこれらの手段はいずれの方法も大幅
なコストアップを避けることはできず、また重量増加に
もつながりまた十分な効果も得られていない。
なコストアップを避けることはできず、また重量増加に
もつながりまた十分な効果も得られていない。
【０００９】一方これらの数々の取り組みのなかで本発
明者等は、伸縮性を有する中空体からなり、大気圧下で
はややつぶれた状態で密封された樹脂成形品のスペーサ
を極板群上面に設ける方法を提案し、二つの変形自在中
空体よりなるスペーサ構造を提案した。
明者等は、伸縮性を有する中空体からなり、大気圧下で
はややつぶれた状態で密封された樹脂成形品のスペーサ
を極板群上面に設ける方法を提案し、二つの変形自在中
空体よりなるスペーサ構造を提案した。
【００１０】この方法は基本的に内部の減圧程度を緩和
するのに素晴らしい効果を発揮し、事実上は先に述べた
数々の問題を解決した。しかしながら構造面でさらに改
善すべき課題が明らかになってきた。
するのに素晴らしい効果を発揮し、事実上は先に述べた
数々の問題を解決した。しかしながら構造面でさらに改
善すべき課題が明らかになってきた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】その重要なものとし
て、まず酸素吸収が進んだとき内部で膨張した変形自在
の中空体がストラップや内部に突き出た安全弁などの角
に圧接され、さらには充放電に伴う端子の温度上昇によ
り破裂することがあることがわかった。このトラブルは
電池外部から判断できないが、しだいに変形が大きくな
り先に述べたような過減圧による数々の問題をひきおこ
す。
て、まず酸素吸収が進んだとき内部で膨張した変形自在
の中空体がストラップや内部に突き出た安全弁などの角
に圧接され、さらには充放電に伴う端子の温度上昇によ
り破裂することがあることがわかった。このトラブルは
電池外部から判断できないが、しだいに変形が大きくな
り先に述べたような過減圧による数々の問題をひきおこ
す。
【００１２】また中空体内部の気体によっては温度が上
がることによって中空体の壁を透過し初期の機能を果た
さなくなる。前者の問題は中空体の独立単位が大きく数
が１つ２つと少ないことが問題であり、一つ破損すれば
大きな比率で機能が低下することにある。少なくとも減
圧の実態を考慮すれば万一の事故にあっても３０％程度
の機能低下にとどめれば電槽機能を守ることができる。
がることによって中空体の壁を透過し初期の機能を果た
さなくなる。前者の問題は中空体の独立単位が大きく数
が１つ２つと少ないことが問題であり、一つ破損すれば
大きな比率で機能が低下することにある。少なくとも減
圧の実態を考慮すれば万一の事故にあっても３０％程度
の機能低下にとどめれば電槽機能を守ることができる。
【００１３】すなわち中空体の一部が膨張によって損な
われても過減圧抑制の効果を長期間安定して維持する具
体的な手段を開発する必要がある。
われても過減圧抑制の効果を長期間安定して維持する具
体的な手段を開発する必要がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は，環境
圧力の変化に対応して体積が膨脹，収縮する多数の独立
中空体群を電池内部に備え，かつ独立中空体が大気圧で
つぶれ，減圧状態ではふくらんだ状態であることを特徴
とするものである。
圧力の変化に対応して体積が膨脹，収縮する多数の独立
中空体群を電池内部に備え，かつ独立中空体が大気圧で
つぶれ，減圧状態ではふくらんだ状態であることを特徴
とするものである。
【００１５】さらに破損の影響度を少なくする構成とし
て中空体を顆粒状にしたり、細分化した中空体をさらに
取り扱いしやすくするために集合体とする構成を開示す
るものである。
て中空体を顆粒状にしたり、細分化した中空体をさらに
取り扱いしやすくするために集合体とする構成を開示す
るものである。
【００１６】
【作用】陰極での酸素吸収が起こると、電池内部が減圧
状態となる。ここで伸縮性を有する中空体が中空体の内
外の圧力差により膨張する。従って、電池内気相の絶対
容積を削減し、電槽に変形を与えるような極度の減圧を
緩和する。
状態となる。ここで伸縮性を有する中空体が中空体の内
外の圧力差により膨張する。従って、電池内気相の絶対
容積を削減し、電槽に変形を与えるような極度の減圧を
緩和する。
【００１７】本発明は多数の独立した中空体群を適用し
ているので、その一部が膨張の際電池内突起物や高温度
部位によって機能を損なわれても全体としてその機能の
大部分を維持できる。
ているので、その一部が膨張の際電池内突起物や高温度
部位によって機能を損なわれても全体としてその機能の
大部分を維持できる。
【００１８】また、電池内部が加圧となる場合において
は、中空体は収縮して加圧力を緩和し、ふくれ変形も抑
制できる。大気圧下ではややつぶれた状態で密閉してお
くと、電池内部の圧力低下に対し容易に中空体が膨張し
圧力変化を緩和して変形を抑制する。
は、中空体は収縮して加圧力を緩和し、ふくれ変形も抑
制できる。大気圧下ではややつぶれた状態で密閉してお
くと、電池内部の圧力低下に対し容易に中空体が膨張し
圧力変化を緩和して変形を抑制する。
【００１９】また近年の進歩したマイクロカプセルの化
学技術を活用して、内部に各種液体や気体を任意の圧力
で閉じ込めた顆粒状中空体が得られるのでこれを利用す
ると分離独立の程度を極端に多くすることができる。ま
たピンポン玉の技術を用いると、数ミリから２０ミリ程
度の扱いやすい中空体ができる。これらは一括して扱う
方が扱いやすいので中空体の集合体に一体化してもよ
い。中空体を形成するときに一体化するには梱包に使う
独立気泡クッション材の技術を減圧や任意のガス雰囲気
のなかで適用すればよく、また発泡プラスチックスの技
術も活用できる。
学技術を活用して、内部に各種液体や気体を任意の圧力
で閉じ込めた顆粒状中空体が得られるのでこれを利用す
ると分離独立の程度を極端に多くすることができる。ま
たピンポン玉の技術を用いると、数ミリから２０ミリ程
度の扱いやすい中空体ができる。これらは一括して扱う
方が扱いやすいので中空体の集合体に一体化してもよ
い。中空体を形成するときに一体化するには梱包に使う
独立気泡クッション材の技術を減圧や任意のガス雰囲気
のなかで適用すればよく、また発泡プラスチックスの技
術も活用できる。
【００２０】このように本発明を実行するための周辺技
術は充分活用できる状態にあり、必要に応じて適切な手
段を選択できる。
術は充分活用できる状態にあり、必要に応じて適切な手
段を選択できる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を実施例をもとに
説明する。
説明する。
【００２２】図１は本発明を適用した密閉形蓄電池の部
分断面図を示す。極板群１の上部空間に直径数ミリの減
圧状態で封口した柔らかいポリプロピレン製中空体群２
を配する。この中空体は連続減圧状態では図３のように
ふくらんでいる。電池の密閉作業を大気圧近傍で行えば
中空体２は図２の（Ａ），（Ｂ）で示すように一部はつ
ぶれたままで装填できるので、この体積の差が電池内の
圧力が低下したときの加減圧の緩和に寄与する。
分断面図を示す。極板群１の上部空間に直径数ミリの減
圧状態で封口した柔らかいポリプロピレン製中空体群２
を配する。この中空体は連続減圧状態では図３のように
ふくらんでいる。電池の密閉作業を大気圧近傍で行えば
中空体２は図２の（Ａ），（Ｂ）で示すように一部はつ
ぶれたままで装填できるので、この体積の差が電池内の
圧力が低下したときの加減圧の緩和に寄与する。
【００２３】このほか図には示していないが顆粒状中空
体，独立球体，独立気泡発泡プラスチックなどについて
も機能は上記と基本的に同じである。さらに本発明の機
能改良を明らかにするために、本実施例Ｐ、ただ２つの
独立中空室からなる従来の中空体を用いた密閉形蓄電池
Ｑ、中空体をまったく使用しない電池Ｒを各１０００個
構成し、放置試験を行った。その時の１か月後の電池内
圧のレベルを図４に示す。この図から明らかなように中
空体をまったく用いない電池Ｒは、異常に低い圧力の電
池が多い。またＱでは改善されてはいるがいくつかの異
常品がある。これらは分解の結果突起部などによって球
体に穴が開けられていた。これらに対しＰでは中空体の
一部に破損したものもあったが異常圧力品は皆無であっ
た。なお、これらの電池は密封は完全であることが確か
められた。
体，独立球体，独立気泡発泡プラスチックなどについて
も機能は上記と基本的に同じである。さらに本発明の機
能改良を明らかにするために、本実施例Ｐ、ただ２つの
独立中空室からなる従来の中空体を用いた密閉形蓄電池
Ｑ、中空体をまったく使用しない電池Ｒを各１０００個
構成し、放置試験を行った。その時の１か月後の電池内
圧のレベルを図４に示す。この図から明らかなように中
空体をまったく用いない電池Ｒは、異常に低い圧力の電
池が多い。またＱでは改善されてはいるがいくつかの異
常品がある。これらは分解の結果突起部などによって球
体に穴が開けられていた。これらに対しＰでは中空体の
一部に破損したものもあったが異常圧力品は皆無であっ
た。なお、これらの電池は密封は完全であることが確か
められた。
【００２４】
【発明の効果】以上の通り、本発明は中空体を多数の独
立した中空体に分離させることによって電池内圧が減圧
した際に中空体の一部が内部で破損することによる減圧
変形軽減効果の低下を防ぐことができ、密閉形蓄電池の
安全と商品性と機能を守る上できわめて工業的価値は高
い。
立した中空体に分離させることによって電池内圧が減圧
した際に中空体の一部が内部で破損することによる減圧
変形軽減効果の低下を防ぐことができ、密閉形蓄電池の
安全と商品性と機能を守る上できわめて工業的価値は高
い。
【図１】本発明の密閉形蓄電池の実施例における部分断
面図
面図
【図２】（Ａ）実施例に用いる中空体の大気圧下での状
態を示す外観図 （Ｂ）実施例に用いる中空体の大気圧下での状態を示す
拡大断面図
態を示す外観図 （Ｂ）実施例に用いる中空体の大気圧下での状態を示す
拡大断面図
【図３】中空体の減圧状態下での外観図
【図４】放置後の電池内圧を示す図
１ 極板群 ２ 中空体群 Ｐ 本発明の実施例 Ｑ 従来の中空体例 Ｒ 他の従来例
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−198573（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−71565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124867（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/00 - 10/34
Claims (3)
- 【請求項１】環境圧力の変化に対応して体積が膨脹，収
縮する多数の独立中空体群を電池内部に備え，かつ独立
中空体が大気圧でつぶれ，減圧状態ではふくらんだ状態
であることを特徴とする密閉形蓄電池。 - 【請求項２】中空体は顆粒状である請求項１に記載の密
閉形蓄電池。 - 【請求項３】独立中空体群は独立気泡状発泡樹脂である
請求項１または２に記載の密閉形蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049509A JP3033218B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 密閉形蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049509A JP3033218B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 密閉形蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04284367A JPH04284367A (ja) | 1992-10-08 |
| JP3033218B2 true JP3033218B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=12833105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3049509A Expired - Fee Related JP3033218B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 密閉形蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033218B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475618B1 (en) | 2001-03-21 | 2002-11-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Compositions for enhanced thermal bonding |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP3049509A patent/JP3033218B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475618B1 (en) | 2001-03-21 | 2002-11-05 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Compositions for enhanced thermal bonding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04284367A (ja) | 1992-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |