JP3257223B2 - 自動車用鉛蓄電池 - Google Patents
自動車用鉛蓄電池Info
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Description
特性の改善、向上に関するものである。
解により水素ガスや酸素ガスを発生する。従ってガス排
気孔を有した液口栓を用い、必要に応じて防爆フィルタ
ー材を採用していた。この防爆フィルターはセル内への
引火を防止するために比較的高い通気抵抗の多孔体を用
いるのが普通であった。一方鉛蓄電池にとって重要なメ
ンテナンスは補水作業であるが、電解液が減少する主原
因は格子体に用いる鉛合金により充電電圧の差により水
が電気分解され、発生したガスが液口栓の排気孔より排
出されるためである。従来は電気分解を生じる電池電圧
の高い合金を格子体に検討、採用することで減液性能の
改良を計っていた。具体的にはガスが発生し始めるガス
発生電圧が低くなるアンチモンの含有量を減らした低ア
ンチモン合金や、カルシウム合金を格子体に用いること
で減液量の少ないメンテナンスフリータイプが考案、実
現化されている。
度上昇にともなう電解液の蒸発分も液口栓を透過してし
まうことがあげられるが、その量は電気分解によるもの
に比較して少量である。
体の改良にともない、四輪駆動やエンジンルーム内の高
温化などのように市場の交通環境が大きく変化する中
で、鉛蓄電池にも耐振動性、耐高温性が要求されるよう
になってきた。
補水作業を無くしたカルシウム合金を用いた電池でも、
迷路構造を採用した液口栓を用いた電池の実用試験にお
いても、液口栓を通じた電解液の遺失や高温化にともな
う電解液の蒸発量も多く、減液性能が十分に発揮できな
いものがあった。
も近年の四輪駆動車等に見られる比較的高い振動条件下
では同様に連続的に溢液問題を発生する場合もあった。
これは防爆性を優先して設計されたフィルターの孔径は
比較的小さい方に分布しており、飛沫電解液は一旦フィ
ルターに付着するもののフィルター自体の撥水性により
電解液中に還流されるが、ガス排気経路と飛沫電解液の
付着部分が同じ部分にあることによって温度上昇等にと
もない電池内空間部分の膨脹によりフィルターを通じて
押し出されて連続的に溢液するためである。このように
メンテナンスフリー化した電池においても電解液の減少
が発生することがあった。
子体を用いた鉛蓄電池において、液口栓のガス排気経路
の途中に、5l/分のエアー送風量時の水柱マノメータ
数値が30mm以上300mm以下の範囲にある撥水性
を有した多孔体を装着した液口栓を備えるとともに多孔
体の表面近傍の孔径は内部のそれよりも小さくした構造
としたものである。
合金よりなる極板格子体により充電時の電気分解を抑制
して電解液量の減少を最小限にとどめた極板群構成を用
いるとともに、電解液の飛沫で形成された被膜により高
温下における電解液の蒸発による遺失を防止することが
必要である。すなわち通常走行振動を含めた微振動は水
分の蒸発や霧状になった電解液の発生を助長する働きを
有するものであり、電池内部と外部の気体の置換という
点を考えると上下方向の振動が気体置換に作用する。ま
た高振動領域では気体の置換はガス排気の際の溢液現象
を液口栓自体の防沫構造により抑制できる。本発明では
液口栓に装着するフィルターの多孔体の通気抵抗条件を
設定することにより、フィルターを通じた電解液の飛散
および蒸発を防止するものである。
図2に比較のため従来の液口栓を示した。
い場合、同Bはフィルターを装着した場合である。ま
た、図1,図2において1、2は排気ガスの入口であ
り、従来の液口栓は栓本体の底面に開口部を設けている
のに対し、本発明では液口栓本体の側方部に開口部を設
けている。図2Bの従来の液口栓の防爆フィルター6の
通気抵抗は5l/分のエアー送風量時の水中マノメータ
の数値がおよそ300〜400mmとなるような多孔体を
用いている。一方本発明の多孔体5の通気抵抗値はマノ
メータ数値で30〜300mmの範囲であり、従来よりも
極めて抵抗値の少ない多孔体としている。この違いを判
りやすくした模式図を図3に示した。図3Aは本発明の
多孔体の部分断面拡大であり、同Bは従来の防爆フィル
ターの部分断面拡大である。防爆フィルターは本発明お
よび従来例の多孔体ともにその材料には酸化アルミナの
焼結体を用いた。
μm以上を60%以上存在させ、かつ300μm以上の
ものを10%以上混在することにより、通気抵抗値を約
30〜300mmの範囲の任意値に合わせることが可能で
ある。この結果Bの従来の防爆フィルターに比較し、通
路径を極めて広い幅で保有することが可能となる。この
ように通路を広く設けることにより、水分の蒸発体、即
ち水蒸気(ロ)は特に底面付近の通路の壁に付着しよう
とするが、撥水処理により結局殆どは還流され、ガス
(イ)は霧状電解液や水蒸気の存在には影響無く、通路
を抜けて電池外部へ排出される。
ーでは霧状電解液や水蒸気(ロ)の動きはAと基本的に
は同じであるが、通路が狭いために還流が容易に行われ
ず、通路内部に滞留してしまうことになる。
ー底面に到達した電解液の飛沫(ハ)は、滞留した霧状
電解液や水蒸気(ロ)に付着し、フィルター表面に膜を
張ったような状態になり、その状態でガス(イ)が通過
しようとすると当然のことながら、ガス(イ)の圧力で
電解液飛沫(ハ)や水蒸気(ロ)は電池外部へ漏れ出て
しまう。
到達した場合、撥水性により完全に内部へ侵入すること
なく還流される。なお図2Aの従来の液口栓で防爆フィ
ルター6を設置しない場合は、霧状電解液や水蒸気
(ロ)は当然のこと、電解液飛沫(ハ)も全て電池外部
へ排出される。
る。図4はベンチ試験における通気抵抗別に電池の減液
量を測定した結果であり、図5は振動試験を実施した時
の通気抵抗別溢液の有無を確認した結果である。
して、温度別で14.5Vで定電圧充電しながら、上下
方向に実車ランダム振動を加えた条件で100時間連続
実験を行い、電池の重量変化を測定し従来構造と相対比
較したものである。
使用しない従来の液口栓に比較し、多孔体の通気抵抗値
30mm付近より減液抑制の効果が現れ、約300〜40
0mm付近まで大きな効果が得られた。
抗値が大きければ大きい程良い傾向であるが、上記に説
明した溢液の問題があるため、図5の実験により総合的
な判断が必要である。
電をしながら10Hz,4Gの加速度で10分間加振した
時に、希硫酸成分の溢液の有無を通気抵抗別に確認した
ものである。その結果、完全な溢液と判断出来る×及び
××で示した溢液が認められた通気抵抗値はおよそ30
0mmを越えた領域であった。このことより、溢液性を考
慮した通気抵抗値では30〜300mmの範囲とすること
が望ましい。
の効果が高い。更に、多孔体表面近傍の孔径を多孔体内
部の孔径より小さくすることにより、霧状電解液や水蒸
気は容易には多孔体内部へ侵入出来ず、表面部で水滴状
にとどまり、ガスだけが排出する。これに対し多孔体内
部も同じく小さくすると、従来の防爆フィルターにみら
れるような毛細管現象により多孔体内部にも電解液や水
蒸気が滞留してしまうことになる。ポイントは表面近傍
のみ孔径を小さくすることで決して多孔体内部へ電解液
や水蒸気分を滞留させないことにある。実際にはフィル
ターの焼結温度を2段階方式とし、1回目の温度より高
い温度で焼結させることにより、表面近傍の孔径は内部
より小さく作る方法等がある。本発明の多孔体はこの方
法にて作成したものである。また本発明のように多孔質
材料に酸化アルミナを使用した場合に撥水性を持たせる
目的で処理が必要となるが、通常シリコン系オイルにて
後処理を行って作成している。この際処理を2段階行う
ことにより、表面近傍部の付着量を高め、表面近傍部分
で生成する水滴をより早く容易に下方部へ還流させるこ
とが可能となる。さらに電解液飛沫の多孔体への付着を
考慮すると、多孔体へ到達する間に多くの迷路構造体に
水蒸気が接触することにより、少しでも多孔体へ到達す
る電解液飛沫量を少なくすることが出来れば好ましく、
そのための液口栓構造自身の工夫も必要であり有効な手
段である。
上下方向振動に対し逆方向、即ち側面に側方開口部2を
設け、更に防沫板構造も迷路距離を長く保ち、かつ還流
され易い構造を採用している。
ともカルシウム含有量が0.08〜0.09%のものを
用いた極板群で電池を形成したが、正極板に低アンチモ
ン合金を、負極板にカルシウム合金をそれぞれ用いたハ
イブリッド方式でも本発明には何らの影響を与えるもの
ではない。
や道路状況に対応できるように、温度が著しく上昇して
いる状況下や各種振動による電解液の遺失等の点におい
て特に優れた減液特性を得るものであるとともに、電池
の長寿命化を図ることができる。さらに電池蓋上面を電
解液の希硫酸で汚染すること無く、電池周辺機器の損傷
も防止できる容易な手段でもある。このように市場にお
ける自動車用メンテナンスフリー鉛蓄電池の信頼性を飛
躍的に向上させたものである。
図 B 防爆フィルターのある液口栓の断面図
ときの減液量を測定した結果の図
振させたときの通気抵抗別溢液の有無を確認した結果を
示す図
Claims (1)
- 【請求項1】 5l/分のエアー送風量の時、水柱マノ
メータ数値が30mm以上300mm以下の範囲にある
撥水性を有した多孔体を液口栓のガス排気経路の途中に
装着するとともに、少なくとも負極の極板格子体に鉛−
カルシウム合金を用い、多孔体の表面近傍の孔径を内部
の孔径よりも小さくした自動車用鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00923594A JP3257223B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 自動車用鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00923594A JP3257223B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 自動車用鉛蓄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07220706A JPH07220706A (ja) | 1995-08-18 |
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Family
ID=11714747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00923594A Expired - Lifetime JP3257223B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 自動車用鉛蓄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
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