JP7021527B2 - Lead-acid battery - Google Patents
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Description
本明細書に開示される技術は、鉛蓄電池に関する。 The techniques disclosed herein relate to lead acid batteries.
鉛蓄電池は、例えば、自動車等の車両に搭載され、車両の動力源や車両に搭載された電装品への電力供給源として利用される。このような鉛蓄電池は、開口部を有し、内部に所定の方向に並ぶ複数のセル室が形成された電槽と、該電槽の開口部に接合された蓋と、各セル室内に配置された極板群とを備える。このような鉛蓄電池の中には、各セル室に電解液を補充するための複数の液口栓が設けられているものがある。各液口栓には、各セル室に連通し、鉛蓄電池の充電時に各セル室内の極板から発生したガス(酸素ガスや水素ガス)を鉛蓄電池の外部に排出する排気孔が形成されていることが一般的である。 The lead-acid battery is mounted on a vehicle such as an automobile, and is used as a power source for the vehicle or as a power supply source for electrical components mounted on the vehicle. Such a lead-acid battery has an opening, an electric tank in which a plurality of cell chambers arranged in a predetermined direction are formed inside, a lid joined to the opening of the electric tank, and an arrangement in each cell chamber. It is equipped with a group of electrode plates. Some of such lead-acid batteries are provided with a plurality of liquid taps for replenishing the electrolytic solution in each cell chamber. Each liquid port plug is formed with an exhaust hole that communicates with each cell chamber and discharges gas (oxygen gas or hydrogen gas) generated from the electrode plate in each cell chamber to the outside of the lead storage battery when the lead storage battery is charged. It is common to have.
鉛蓄電池では、電解液中の水分が減少する現象(以下、「減液」という)が発生することがある。この減液の発生原因としては、例えば、次のことが考えられる。鉛蓄電池は、例えばエンジンルームなどの高温環境下で使用されると、電解液中の水分の一部が蒸発して発生した水蒸気が液口栓の排気孔を介してセル室の外部に放出されたり、電解液がミスト状になって液口栓の排気孔を介してセル室の外部に放出されたりする。これにより、各セル室において減液が発生する。減液が発生すると、電池容量の低下や極板群に接続された集電体の腐食等の問題が生じるおそれがある。 In lead-acid batteries, a phenomenon in which the water content in the electrolytic solution decreases (hereinafter referred to as "reduced liquid") may occur. For example, the following can be considered as the cause of the occurrence of this liquid reduction. When a lead-acid battery is used in a high-temperature environment such as an engine room, water vapor generated by evaporation of a part of water in the electrolytic solution is released to the outside of the cell chamber through the exhaust hole of the liquid spout. Alternatively, the electrolytic solution becomes mist and is discharged to the outside of the cell chamber through the exhaust hole of the liquid port plug. As a result, liquid reduction occurs in each cell chamber. When the liquid is reduced, problems such as a decrease in battery capacity and corrosion of the current collector connected to the electrode plate group may occur.
そこで、従来から、減液抑制のために、複数の液口栓の排気孔を覆うように蓋上にシートが配置された鉛蓄電池が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来の鉛蓄電池では、シートにおける蓋との対向面は、蓋に接合されている接合領域と、蓋に接合されておらず、かつ、液口栓の排気孔からシートの縁部まで延びている非接合領域とを有する。なお、この従来の鉛蓄電池では、液口栓の排気孔内に多孔性フィルタが配置されており、各セル室内で発生したガスは、多孔性フィルタを介して鉛蓄電池の外部に排出される。 Therefore, conventionally, a lead-acid battery in which a sheet is arranged on a lid so as to cover the exhaust holes of a plurality of liquid spouts is known in order to suppress liquid reduction (see, for example, Patent Document 1). In this conventional lead-acid battery, the surface of the seat facing the lid is not joined to the lid and extends from the exhaust hole of the liquid spout to the edge of the seat. Has a non-junction region. In this conventional lead-acid battery, a porous filter is arranged in the exhaust hole of the liquid port plug, and the gas generated in each cell chamber is discharged to the outside of the lead-acid battery through the porous filter.
しかし、シートが蓋上に配置された上述の従来の鉛蓄電池では、減液を十分に抑制できないことがある。特に、近年、鉛蓄電池の寿命の長期化等の観点から、減液抑制性能の更なる向上が要求されており、上述の従来の鉛蓄電池では、減液抑制性能の更なる向上に対する要求に十分に応えることができない。なお、例えば、多孔性フィルタの通気抵抗を大きくすることによって、減液抑制性能を向上させることはできる。しかし、多孔性フィルタの通気抵抗を大きくし過ぎると、セル室内に発生したガスの排出性能が低下するという問題が生じる。 However, in the above-mentioned conventional lead-acid battery in which the sheet is arranged on the lid, the liquid reduction may not be sufficiently suppressed. In particular, in recent years, further improvement of the liquid reduction suppressing performance has been required from the viewpoint of prolonging the life of the lead storage battery, and the above-mentioned conventional lead storage battery is sufficient for further improvement of the liquid reduction suppressing performance. Can't respond to. It should be noted that, for example, the liquid reduction suppressing performance can be improved by increasing the aeration resistance of the porous filter. However, if the ventilation resistance of the porous filter is made too large, there arises a problem that the discharge performance of the gas generated in the cell chamber is deteriorated.
本明細書では、筐体の収容室に発生したガスの排出性能が低下することを抑制しつつ、減液抑制性能の向上を図ることが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technique capable of improving the liquid reduction suppressing performance while suppressing the deterioration of the gas discharge performance generated in the accommodation chamber of the housing.
本明細書に開示される鉛蓄電池は、収容室が形成されるとともに前記収容室に連通する貫通孔が形成された筐体と、前記収容室内に配置された正極および負極と、前記筐体に形成された前記貫通孔に装着され、前記収容室に連通する連通路が形成された液口栓と、前記筐体の表面上において前記液口栓に形成された前記連通路に対向するように配置されたシートと、を備え、前記シートにおける前記筐体に対向する対向面は、前記筐体に接合されている接合領域と、前記筐体に接合されておらず、かつ、前記液口栓の前記連通路から前記シートの縁部まで延びている非接合領域と、を有し、前記液口栓の前記連通路における前記筐体外部から前記収容室への通気抵抗は、前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗に比べて大きい。 The lead-acid battery disclosed in the present specification includes a housing in which a storage chamber is formed and a through hole communicating with the storage chamber is formed, a positive electrode and a negative electrode arranged in the storage chamber, and the housing. The liquid spout, which is attached to the formed through hole and has a communication passage that communicates with the storage chamber, and the communication passage formed in the liquid mouth plug on the surface of the housing so as to face each other. The sheet is provided with an arranged sheet, and the facing surface of the sheet facing the housing is a joining region joined to the housing and not joined to the housing, and the liquid spout is not joined to the housing. It has a non-joint region extending from the communication passage to the edge of the sheet, and the ventilation resistance of the liquid spout from the outside of the housing to the accommodation chamber in the communication passage is in the communication passage. It is larger than the ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing.
本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。 The techniques disclosed herein can be realized in the following forms.
(1)本明細書に開示される鉛蓄電池は、鉛蓄電池であって、収容室が形成されるとともに前記収容室に連通する貫通孔が形成された筐体と、前記収容室内に配置された正極および負極と、前記筐体に形成された前記貫通孔に装着され、前記収容室に連通する連通路が形成された液口栓と、前記筐体の表面上において前記液口栓に形成された前記連通路に対向するように配置されたシートと、を備え、前記シートにおける前記筐体に対向する対向面は、前記筐体に接合されている接合領域と、前記筐体に接合されておらず、かつ、前記液口栓の前記連通路から前記シートの縁部まで延びている非接合領域と、を有し、前記液口栓の前記連通路における前記筐体外部から前記収容室への通気抵抗は、前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗に比べて大きい。 (1) The lead-acid battery disclosed in the present specification is a lead-acid battery, which is arranged in the accommodation chamber and a housing in which a storage chamber is formed and a through hole communicating with the accommodation chamber is formed. A positive and negative electrodes, a liquid spout that is attached to the through hole formed in the housing and has a communication passage that communicates with the storage chamber, and a liquid spout that is formed on the surface of the housing. A sheet arranged so as to face the communication passage is provided, and the facing surface of the sheet facing the housing is joined to the housing with a joining region joined to the housing. It also has a non-bonded region extending from the communication passage of the liquid spout to the edge of the sheet, and has a non-joining region extending from the outside of the housing in the communication passage of the liquid spout to the accommodation chamber. The ventilation resistance of the above is larger than the ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing in the communication passage.
液口栓に連通路を形成する目的は、例えば鉛蓄電池の充電時に収容室内に発生したガス(酸素ガスや水素ガス)を、その連通路を介して鉛蓄電池の外部に排出することである。しかし、液口栓に連通路が形成されると、収容室内の電解液中の水分が減少する現象(以下、「減液」という)が発生する。すなわち、例えば高温時など、電解液中の水分が蒸発して水蒸気が発生し易い環境下では、その水蒸気が液口栓の連通路を介して鉛蓄電池の外部に排出されることによって収容室内の電解液中の水分が減少するからである。そこで、上述したように、従来から、減液抑制のために、液口栓の排気孔(連通路)を覆うようにシートが筐体の表面上に配置された鉛蓄電池が知られている。しかし、この従来の鉛蓄電池では、減液を十分に抑制できない。そこで、この従来の鉛蓄電池において、例えば、液口栓の排気孔の通気抵抗を大きくすれば、水蒸気が排気孔から鉛蓄電池の外部に排出され難くなるため、鉛蓄電池の減液抑制性能を向上させることができる。しかし、その一方で、液口栓の排気孔の通気抵抗を大きくすれば、収容室内に発生したガスも鉛蓄電池の外部に排出され難くなるため、鉛蓄電池のガスの排出性能が低下するという問題が生じる。 The purpose of forming a communication passage in the liquid port plug is, for example, to discharge the gas (oxygen gas or hydrogen gas) generated in the accommodation chamber when the lead storage battery is charged to the outside of the lead storage battery through the communication passage. However, when a continuous passage is formed in the liquid port plug, a phenomenon that the water content in the electrolytic solution in the accommodation chamber is reduced (hereinafter referred to as "reduced liquid") occurs. That is, in an environment where the water vapor in the electrolytic solution evaporates and water vapor is likely to be generated, for example, at a high temperature, the water vapor is discharged to the outside of the lead-acid battery through the communication passage of the liquid port plug, so that the water vapor is discharged to the outside of the lead storage battery. This is because the water content in the electrolytic solution is reduced. Therefore, as described above, conventionally, a lead-acid battery in which a sheet is arranged on the surface of a housing so as to cover an exhaust hole (communication passage) of a liquid spout is known in order to suppress liquid reduction. However, with this conventional lead-acid battery, liquid reduction cannot be sufficiently suppressed. Therefore, in this conventional lead-acid battery, for example, if the ventilation resistance of the exhaust hole of the liquid port plug is increased, water vapor is less likely to be discharged from the exhaust hole to the outside of the lead-acid battery, so that the liquid reduction suppressing performance of the lead-acid battery is improved. Can be made to. However, on the other hand, if the ventilation resistance of the exhaust hole of the liquid port plug is increased, it becomes difficult for the gas generated in the accommodation chamber to be discharged to the outside of the lead storage battery, so that the gas discharge performance of the lead storage battery deteriorates. Occurs.
そこで、本出願の発明者は、減液が発生し易い環境は、水蒸気が発生し易い環境であることに着目し、例えば60℃未満時など、水蒸気が発生し難い環境下では、ガスが鉛蓄電池の外部に排出され易くし、例えば60℃以上時など、水蒸気が発生し易い環境下では、ガスの排出性能より減液抑制性能を優先し、水蒸気が鉛蓄電池の外部に排出され難くなるようにできないかについて考えた。そして、本出願の発明者は、試行錯誤した結果、液口栓の連通路から鉛蓄電池の外部までの水蒸気の経路に高湿度の空間を形成することによって水蒸気の排出を抑制することを思いついた。水蒸気の経路に高湿度の空間を形成すれば、さらに収容室内に発生した水蒸気は、高湿度の空間によって排出が抑制されるからである。そして、本出願の発明者は、次の理由により、シートと筐体との間に高湿度の空間を形成することを検討した。すなわち、水蒸気が発生し難い環境下では、シートと筐体との間に高湿度の空間が形成され難い。このため、水蒸気の排出を抑制できないが、そもそも減液が発生し難いため問題はない。その一方で、ガスは排出され易いため、ガスの排出性能の低下を抑制できる。これに対して、水蒸気が発生し易い環境下では、シートと筐体との間に高湿度の空間が形成され易い。このため、水蒸気は排出され難くなるため、減液を抑制することができる。 Therefore, the inventor of the present application pays attention to the environment in which water vapor is likely to be generated in an environment in which liquid reduction is likely to occur. In an environment where water vapor is likely to be generated, for example, at 60 ° C or higher, priority is given to liquid reduction suppression performance over gas discharge performance so that water vapor is less likely to be discharged to the outside of the lead-acid battery. I thought about what I could do. Then, as a result of trial and error, the inventor of the present application came up with the idea of suppressing the discharge of water vapor by forming a high-humidity space in the path of water vapor from the communication passage of the liquid port plug to the outside of the lead storage battery. .. This is because if a high-humidity space is formed in the water vapor path, the water vapor generated in the accommodation chamber is further suppressed from being discharged by the high-humidity space. Then, the inventor of the present application examined forming a high humidity space between the seat and the housing for the following reasons. That is, in an environment where water vapor is unlikely to be generated, it is difficult to form a high humidity space between the seat and the housing. Therefore, it is not possible to suppress the discharge of water vapor, but there is no problem because it is difficult for the liquid to be reduced in the first place. On the other hand, since gas is easily discharged, deterioration of gas discharge performance can be suppressed. On the other hand, in an environment where water vapor is likely to be generated, a high humidity space is likely to be formed between the seat and the housing. Therefore, the water vapor is less likely to be discharged, and the liquid reduction can be suppressed.
但し、シートと筐体との間に高湿度の空間を形成し維持するためには、高湿度の空間内の水蒸気が液口栓の連通路を介して収容室内に逆流することを抑制することが好ましい。しかし、水蒸気の逆流を抑制するために、例えば液口栓の連通路の通気抵抗を大きくすると、結局、水蒸気が発生し難い環境下において、ガスが排出され難くなり、ガスの排出性能が低下する。 However, in order to form and maintain a high-humidity space between the seat and the housing, it is necessary to prevent the water vapor in the high-humidity space from flowing back into the containment chamber through the communication passage of the liquid spout. Is preferable. However, if, for example, the ventilation resistance of the communication passage of the liquid spout is increased in order to suppress the backflow of water vapor, it becomes difficult for gas to be discharged in an environment where water vapor is hard to be generated, and the gas discharge performance is deteriorated. ..
そこで、本鉛蓄電池では、液口栓の連通路における筐体外部から収容室への通気抵抗は、連通路における収容室から筐体外部への通気抵抗に比べて大きい。連通路における収容室から筐体外部への通気抵抗が相対的に小さい。このため、例えば、水蒸気が発生し難い環境下では、収容室内に発生したガスを鉛蓄電池の外部に円滑に排出することができる。一方、水蒸気が発生し易い環境下では、液口栓の連通路を介して放出された水蒸気によって筐体とシートとの間に高湿度の空間が形成されることにより、筐体の収容室における減液を抑制することができる。また、連通路における筐体外部から収容室への通気抵抗が相対的に大きい。このため、水蒸気によって筐体とシートとの間に高湿度の空間が形成された際、その空間の湿度が低下し難くなり、筐体の収容室における減液を抑制する状態を維持することができる。すなわち、本鉛蓄電池によれば、筐体の収容室に発生したガスの排出性能が低下することを抑制しつつ、減液抑制性能の向上を図ることができる。 Therefore, in this lead-acid battery, the ventilation resistance from the outside of the housing to the housing chamber in the communication passage of the liquid port plug is larger than the ventilation resistance from the storage chamber to the outside of the housing in the communication passage. The ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing in the passage is relatively small. Therefore, for example, in an environment where water vapor is unlikely to be generated, the gas generated in the accommodation chamber can be smoothly discharged to the outside of the lead storage battery. On the other hand, in an environment where water vapor is likely to be generated, a high humidity space is formed between the housing and the seat by the water vapor released through the communication passage of the liquid spout, and thus in the housing chamber of the housing. Liquid reduction can be suppressed. In addition, the ventilation resistance from the outside of the housing to the accommodation chamber in the continuous passage is relatively large. Therefore, when a high humidity space is formed between the housing and the seat by water vapor, the humidity of the space is less likely to decrease, and it is possible to maintain a state in which liquid reduction in the housing chamber of the housing is suppressed. can. That is, according to the present lead-acid battery, it is possible to improve the liquid reduction suppressing performance while suppressing the deterioration of the gas discharge performance generated in the accommodation chamber of the housing.
(2)上記鉛蓄電池において、前記液口栓の前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗は、5.5kPa以下である構成としてもよい。本鉛蓄電池では、液口栓の連通路における収容室から筐体外部への通気抵抗は、5.5kPa以下である。これにより、該通気抵抗が5.5kPaより大きい場合に比べて、収容室の内圧上昇によって筐体が変形することを抑制することができる。すなわち、本鉛蓄電池によれば、ガスの排出性能が低下することを抑制しつつ、減液抑制性能の向上を図るとともに、筐体の変形を抑制することができる。 (2) In the lead-acid battery, the ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing in the communication passage of the liquid spout may be 5.5 kPa or less. In this lead-acid battery, the ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing in the continuous passage of the liquid spout is 5.5 kPa or less. As a result, it is possible to suppress deformation of the housing due to an increase in the internal pressure of the accommodation chamber, as compared with the case where the ventilation resistance is larger than 5.5 kPa. That is, according to this lead-acid battery, it is possible to improve the liquid reduction suppressing performance and suppress the deformation of the housing while suppressing the deterioration of the gas discharge performance.
(3)上記鉛蓄電池において、前記液口栓の前記連通路は、前記液口栓の内部に形成された内部空間と、前記筐体の外表面側に開口するとともに前記内部空間に連通する外側開口部と、前記収容室側に開口するとともに前記内部空間に連通し、かつ、開口面積が、前記内部空間の前記液口栓の軸方向に直交する断面の面積より小さい内側開口部と、を含んでおり、さらに、前記内部空間内において、少なくとも一部が前記内側開口部の周囲部分に接する第1の位置と前記外側開口部側に離間する第2の位置とに変位可能に配置された弁体を備える構成としてもよい。本鉛蓄電池では、液口栓の連通路は、液口栓の内部に形成された内部空間と、筐体の外表面側に開口するとともに内部空間に連通する外側開口部と、収容室側に開口するとともに内部空間に連通し、かつ、開口面積が、内部空間の液口栓の軸方向に直交する断面の面積より小さい内側開口部と、を含んでいる。内部空間内には、弁体が配置されており、弁体の少なくとも一部が内側開口部の周囲部分に接する第1の位置と外側開口部側に離間する第2の位置とに変位可能とされている。弁体が連通路に存在することによって、収容室内の電解液が連通路を介して筐体の外部に放出され難い。また、弁体が第1の位置にあるときに弁体と内側開口部との間に形成される隙間の大きさは、弁体が第2の位置にあるときに弁体と内側開口部との間に形成される隙間の大きさに比べて小さい。このことは、弁体が第1の位置にあるときの連通路の通気抵抗が、弁体が第2の位置にあるときの連通路の通気抵抗に比べて大きいことを意味する。このため、収容室に発生したガスによって筐体の収容室の内圧が上昇すると、弁体が第1の位置から第2の位置に変位することによって、連通路の通気抵抗が相対的に小さくなるため、収容室内に発生したガスを鉛蓄電池の外部に円滑に排出することができる。一方、水蒸気によって筐体とシートとの間に高湿度の空間が形成されているときに、例えば収容室の内圧が低下しても、弁体が第2の位置から第1の位置に変位することによって、連通路の通気抵抗が相対的に大きくなるため、筐体とシートとの間の空間の湿度が低下し難くなり、筐体の収容室における減液を抑制する状態を維持することができる。 (3) In the lead storage battery, the communication passage of the liquid port plug opens to the inner space formed inside the liquid port plug and the outer surface side of the housing and communicates with the inner space. An opening and an inner opening that opens to the accommodation chamber side and communicates with the internal space, and the opening area is smaller than the area of the cross section of the internal space orthogonal to the axial direction of the liquid spout. In addition, it is displaceably arranged in the internal space at a first position where at least a part is in contact with the peripheral portion of the inner opening and a second position which is separated from the outer opening side. It may be configured to include a valve body. In this lead storage battery, the communication passages of the liquid spout are located in the internal space formed inside the liquid spout, the outer opening that opens to the outer surface side of the housing and communicates with the inner space, and the accommodation chamber side. It includes an inner opening that opens and communicates with the internal space, and whose opening area is smaller than the area of the cross section orthogonal to the axial direction of the liquid spout in the internal space. A valve body is arranged in the internal space, and at least a part of the valve body can be displaced to a first position in contact with the peripheral portion of the inner opening and a second position in contact with the outer opening side. Has been done. Since the valve body is present in the communication passage, the electrolytic solution in the accommodation chamber is unlikely to be discharged to the outside of the housing through the communication passage. Further, the size of the gap formed between the valve body and the inner opening when the valve body is in the first position is the size of the gap between the valve body and the inner opening when the valve body is in the second position. It is small compared to the size of the gap formed between. This means that the ventilation resistance of the communication passage when the valve body is in the first position is larger than the ventilation resistance of the communication passage when the valve body is in the second position. Therefore, when the internal pressure of the housing chamber of the housing rises due to the gas generated in the housing chamber, the valve body is displaced from the first position to the second position, so that the ventilation resistance of the communication passage becomes relatively small. Therefore, the gas generated in the accommodation chamber can be smoothly discharged to the outside of the lead storage battery. On the other hand, when a high humidity space is formed between the housing and the seat by water vapor, the valve body is displaced from the second position to the first position even if the internal pressure of the accommodation chamber is lowered, for example. As a result, the ventilation resistance of the communication passage becomes relatively large, so that the humidity of the space between the housing and the seat is less likely to decrease, and it is possible to maintain a state in which liquid reduction in the housing chamber of the housing is suppressed. can.
(4)上記鉛蓄電池において、前記液口栓の前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗は、3.4kPa以上である構成としてもよい。本鉛蓄電池では、液口栓の連通路における収容室から筐体外部への通気抵抗は、3.4kPa以上である。これにより、該通気抵抗が3.4kPa未満である場合に比べて、筐体の収容室における減液をより効果的に抑制することができる。 (4) In the lead-acid battery, the ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing in the communication passage of the liquid spout may be 3.4 kPa or more. In this lead-acid battery, the ventilation resistance from the accommodation chamber to the outside of the housing in the continuous passage of the liquid spout is 3.4 kPa or more. As a result, it is possible to more effectively suppress the liquid reduction in the accommodation chamber of the housing as compared with the case where the ventilation resistance is less than 3.4 kPa.
A.実施形態:
A-1.構成:
(鉛蓄電池100の構成)
図1は、本実施形態における鉛蓄電池100の外観構成を示す斜視図であり、図2は、鉛蓄電池100のXY平面構成を示す説明図であり、図3は、図1および図2のIII-IIIの位置における鉛蓄電池100のYZ断面構成を示す説明図であり、図4は、図1および図2のIV-IVの位置における鉛蓄電池100のYZ断面構成を示す説明図である。なお、図3および図4では、便宜上、後述する極板群20の構成が分かりやすく示されるように、該構成が実際とは異なる形態で表現されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を「上方向」といい、Z軸負方向を「下方向」というものとするが、鉛蓄電池100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。また、各図において、後述のシート300は、該シート300の対向面300Aが透過して示されている。
A. Embodiment:
A-1. Constitution:
(Structure of lead-acid battery 100)
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of the lead-
鉛蓄電池100は、短時間で大電流を放電することができる上に、種々の環境下で安定した性能を発揮することができるため、例えば、自動車等の車両に搭載され、エンジン始動時におけるスタータへの電力供給源や、ライト等の各種電装品への電力供給源として利用される。図1から図4に示すように、鉛蓄電池100は、筐体10と、正極側端子部30と、負極側端子部40と、複数の極板群20とを備える。以下では、正極側端子部30と負極側端子部40とを、まとめて「端子部30,40」ともいう。
Since the lead-
(筐体10の構成)
筐体10は、電槽12と、蓋14とを有する。電槽12は、上面に開口部を有する略直方体の容器であり、例えば合成樹脂により形成されている。蓋14は、電槽12の開口部を塞ぐように配置された部材であり、例えば合成樹脂により形成されている。蓋14の下面の周縁部分と電槽12の開口部の周縁部分とが例えば熱溶着によって接合されることにより、筐体10内に外部との気密が保たれた空間が形成されている。筐体10内の空間は、隔壁58によって、所定方向(本実施形態ではX軸方向)に並ぶ複数の(例えば6つの)セル室16に区画されている。以下では、複数のセル室16が並ぶ方向(X軸方向)を、「セル並び方向」という。セル室16は、特許請求の範囲における収容室に相当する。
(Structure of housing 10)
The
筐体10内の各セル室16には、1つの極板群20が収容されている。そのため、例えば、筐体10内の空間が6つのセル室16に区画されている場合には、鉛蓄電池100は6つの極板群20を備える。また、筐体10内の各セル室16には、希硫酸を含む電解液18が収容されており、極板群20の全体が電解液18中に浸かっている。電解液18は、蓋14に設けられた後述の液口栓160からセル室16内に注入される。なお、電解液18は、希硫酸に加えてアルミニウムイオンを含んでいてもよい。
One
また、図3および図4に示すように、蓋14における各セル室16の直上には、蓋14を上下方向に貫通する装着孔15が形成されている。装着孔15には液口栓160が装着されている。なお、本実施形態の鉛蓄電池100は、液口栓160の上面が蓋14の上面と略面一になっている、いわゆるフラットタイプの鉛蓄電池である。また、蓋14の上面には、筐体10内の電解液18の減液を抑制するためのシート300が配置されている。装着孔15は、特許請求の範囲における貫通孔に相当する。液口栓160およびシート300の詳細構成は後述する。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a mounting
(極板群20の構成)
極板群20は、複数の正極板210と、複数の負極板220と、セパレータ230とを備える。複数の正極板210および複数の負極板220は、正極板210と負極板220とが交互に並ぶように配置されている。以下では、正極板210と負極板220とを、まとめて「極板210,220」ともいう。
(Structure of electrode plate group 20)
The
正極板210は、正極集電体212と、正極集電体212に支持された正極活物質216とを有する。正極集電体212は、略格子状または網目状に配置された骨を有する導電性部材であり、例えば鉛または鉛合金により形成されている。また、正極集電体212は、その上端付近に、上方に突出する正極耳部214を有している。正極活物質216は、二酸化鉛を含んでいる。正極活物質216は、さらに、公知の添加剤を含んでいてもよい。
The
負極板220は、負極集電体222と、負極集電体222に支持された負極活物質226とを有する。負極集電体222は、略格子状または網目状に配置された骨を有する導電性部材であり、例えば鉛または鉛合金により形成されている。また、負極集電体222は、その上端付近に、上方に突出する負極耳部224を有している。負極活物質226は、鉛を含んでいる。負極活物質226は、さらに、公知の添加剤を含んでいてもよい。
The
セパレータ230は、絶縁性材料(例えば、ガラスや合成樹脂)により形成されている。セパレータ230は、互いに隣り合う正極板210と負極板220との間に介在するように配置されている。セパレータ230は、一体部材として構成されてもよいし、正極板210と負極板220との各組合せについて設けられた複数の部材の集合として構成されてもよい。
The
極板群20を構成する複数の正極板210の正極耳部214は、例えば鉛または鉛合金により形成された正極側ストラップ52に接続されている。すなわち、複数の正極板210は、正極側ストラップ52を介して電気的に並列に接続されている。同様に、極板群20を構成する複数の負極板220の負極耳部224は、例えば鉛または鉛合金により形成された負極側ストラップ54に接続されている。すなわち、複数の負極板220は、負極側ストラップ54を介して電気的に並列に接続されている。以下では、正極側ストラップ52と負極側ストラップ54とを、まとめて「ストラップ52,54」ともいう。
The positive
鉛蓄電池100において、一のセル室16に収容された負極側ストラップ54は、例えば鉛または鉛合金により形成された接続部材56を介して、該一のセル室16の一方側(例えばX軸正方向側)に隣り合う他のセル室16に収容された正極側ストラップ52に接続されている。また、該一のセル室16に収容された正極側ストラップ52は、接続部材56を介して、該一のセル室16の他方側(例えばX軸負方向側)に隣り合う他のセル室16に収容された負極側ストラップ54に接続されている。すなわち、鉛蓄電池100が備える複数の極板群20は、ストラップ52,54および接続部材56を介して電気的に直列に接続されている。なお、図3に示すように、セル並び方向の一方側(X軸負方向側)の端に位置するセル室16に収容された正極側ストラップ52は、接続部材56ではなく、後述する正極柱34に接続されている。また、図4に示すように、セル並び方向の他方側(X軸正方向側)の端に位置するセル室16に収容された負極側ストラップ54は、接続部材56ではなく、後述する負極柱44に接続されている。
In the lead-
(端子部30,40の構成)
正極側端子部30は、筐体10におけるセル並び方向の一方側(X軸負方向側)の端部付近に配置されており、負極側端子部40は、筐体10におけるセル並び方向の他方側(X軸正方向側)の端部付近に配置されている。
(Structure of
The positive electrode
図3に示すように、正極側端子部30は、正極側ブッシング32と、正極柱34とを含む。正極側ブッシング32は、上下方向に貫通する孔が形成された略円筒状の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。正極側ブッシング32の下側部分は、インサート成形により蓋14に埋設されており、正極側ブッシング32の上側部分は、蓋14の上面から上方に突出している。正極柱34は、略円柱形の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。正極柱34は、正極側ブッシング32の孔に挿入されている。正極柱34の上端部は、正極側ブッシング32の上端部と略同じ位置に位置しており、例えば溶接により正極側ブッシング32に接合されている。正極柱34の下端部は、正極側ブッシング32の下端部より下方に突出し、さらに、蓋14の下面より下方に突出しており、上述したように、セル並び方向の一方側(X軸負方向側)の端に位置するセル室16に収容された正極側ストラップ52に接続されている。
As shown in FIG. 3, the positive electrode
図4に示すように、負極側端子部40は、負極側ブッシング42と、負極柱44とを含む。負極側ブッシング42は、上下方向に貫通する孔が形成された略円筒状の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。負極側ブッシング42の下側部分は、インサート成形により蓋14に埋設されており、負極側ブッシング42の上側部分は、蓋14の上面から上方に突出している。負極柱44は、略円柱形の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。負極柱44は、負極側ブッシング42の孔に挿入されている。負極柱44の上端部は、負極側ブッシング42の上端部と略同じ位置に位置しており、例えば溶接により負極側ブッシング42に接合されている。負極柱44の下端部は、負極側ブッシング42の下端部より下方に突出し、さらに、蓋14の下面より下方に突出しており、上述したように、セル並び方向の他方側(X軸正方向側)の端に位置するセル室16に収容された負極側ストラップ54に接続されている。
As shown in FIG. 4, the negative electrode
鉛蓄電池100の放電の際には、正極側端子部30の正極側ブッシング32および負極側端子部40の負極側ブッシング42に負荷(図示せず)が接続され、各極板群20の正極板210での反応(二酸化鉛から硫酸鉛が生ずる反応)および負極板220での反応(鉛から硫酸鉛が生ずる反応)により生じた電力が該負荷に供給される。また、鉛蓄電池100の充電の際には、正極側端子部30の正極側ブッシング32および負極側端子部40の負極側ブッシング42に電源(図示せず)が接続され、該電源から供給される電力によって各極板群20の正極板210での反応(硫酸鉛から二酸化鉛が生ずる反応)および負極板220での反応(硫酸鉛から鉛が生ずる反応)が起こり、鉛蓄電池100が充電される。
When the
A-2.液口栓160の詳細構成:
図5は、液口栓160およびシート300の部分のYZ断面構成を拡大して示す説明図である。図3から図5に示すように、液口栓160は、液口栓本体400と防沫体500とを備える。液口栓本体400は、筒状部410と、頭部420とを含む。筒状部410は、上下方向(Z軸方向)に延びる円筒状である。筒状部410の下端は開放しており、また、筒状部410の側壁部には1また複数の開口部412が形成されている。頭部420は、円形平板状であり、筒状部410の上側を封止するように配置されている。頭部420には、該頭部420を上下に貫通し、筐体10内のセル室16と筐体10の外部とを連通させる貫通孔422が形成されている。頭部420の外径は、筒状部410の外径より大きく、頭部420の周縁部が全周にわたって筒状部410より外周側に張り出している。筒状部410と頭部420とは、例えば樹脂により一体的に形成されている。
A-2. Detailed configuration of the liquid spout 160:
FIG. 5 is an enlarged explanatory view showing a YZ cross-sectional structure of a portion of the
防沫体500は、筒状部410内に収容されている。防沫体500は、複数の防沫板510を有する。防沫体500が複数の防沫板510を有することにより、筒状部410内におけるガスの排気経路が迷路状になっている。これにより、液口栓160では、セル室16内に発生したガスを比較的容易に通すが、セル室16内の電解液18が頭部420の貫通孔422から容易に漏れ出ることが抑制されている。
The splash-
また、図5に示すように、筒状部410内において、頭部420と防沫体500との間には、弁体収容部材600が配置されている。弁体収容部材600は、上下方向視(Z軸方向視)で略円環状の筒状部材である。弁体収容部材600の内部空間は、フィルタ収容室610と、弁体収容室620と、下側開口部630とを含む。フィルタ収容室610は、特許請求の範囲における外側開口部に相当し、弁体収容室620は、特許請求の範囲における内部空間に相当し、下側開口部630は、特許請求の範囲における内側開口部に相当する。
Further, as shown in FIG. 5, a valve
フィルタ収容室610は、フィルタ700が収容される空間である。具体的には、フィルタ収容室610の上端は、弁体収容部材600の上面に開口しており、液口栓本体400の頭部420に形成された貫通孔422に連通している。なお、貫通孔422の径は、フィルタ収容室610の内径より小さい。フィルタ収容室610の内径は、弁体収容室620の内径より大きくなっており、フィルタ収容室610の内周面と弁体収容室620の内周面との間には、上下方向視(Z軸方向視)で環状の第1の段差面612が形成されている。フィルタ700は、略円盤状の多孔質体であり、頭部420の下面と第1の段差面612との間に挟まれるようにしてフィルタ収容室610内に収容されている。なお、フィルタ700は、例えば、頭部420の貫通孔422から排出された水素ガスに引火し、筐体10内の水素ガスに引火して爆発することを防止する防爆フィルタであることが好ましい。
The
弁体収容室620は、弁体650が収容される空間である。具体的には、弁体収容室620の上端は、フィルタ収容室610側に開口しており、弁体収容室620の下端は、下側開口部630側に開口している。弁体収容室620の内径は、下側開口部630の内径より大きくなっており、弁体収容室620の内周面と下側開口部630の内周面との間には、上下方向視(Z軸方向視)で環状の第2の段差面622が形成されている。弁体650は、略円形の平板状部材である。弁体650の外径は、弁体収容室620の内径より小さく、かつ、下側開口部630の外径より大きい。このため、弁体650は、上下方向視で、該弁体650の周縁部分が全周にわたって第2の段差面622に重なるように弁体収容室620内に収容されている。また、弁体650の上下方向の厚さは、弁体収容室620の上下方向の高さ寸法より小さい。このため、弁体650は、弁体収容室620内において上下方向に変位可能に収容されている。
The valve
また、第2の段差面622のうち、弁体650に対向する1または複数の部分に溝623が形成されている。このため、弁体650が第2の段差面622上に配置された場合でも、弁体650と第2の段差面622との間に僅かな隙間が形成される。また、弁体650の上面には、上方に突出する凸部652が形成されている。このように弁体650に凸部652が形成されていることによって、例えば電解液18中の水分によって湿ったフィルタ700に弁体650が付着して弁機能が作用しなくなることを抑制することができる。なお、凸部652を含めた弁体650の上下方向の厚さが、弁体収容室620の上下方向の高さ寸法より小さい。このため、弁体650は、凸部652が形成されていても、弁体収容室620内において上下方向に変位可能である。本実施形態では、液口栓160における貫通孔422から液口栓160の下側開口部630までのガスの流路が、液口栓160における連通路である。
Further, a
A-3.シート300の詳細構成:
図1から図5に示すように、蓋14の上面には、各液口栓160に形成された貫通孔422を覆うようにシート300が接合されている。シート300は、セル並び方向(X軸方向)に延びている矩形のシート状であり、例えばポリプロピレン樹脂等の樹脂材料により形成されている。
A-3. Detailed configuration of sheet 300:
As shown in FIGS. 1 to 5, a
図2に示すように、シート300のうち、蓋14の上面に対向する対向面300Aには、非接合領域310と接合領域320とが含まれている。非接合領域310は、蓋14の上面に接合されていない一体の領域である。また、非接合領域310は、少なくとも、6つの液口栓160の貫通孔422の全てに対向している連続した領域である。換言すれば、非接合領域310は、上下方向(Z軸方向)視で、6つの液口栓160の貫通孔422の全てを覆う連続した領域である。具体的には、非接合領域310は、セル並び方向(X方向)に直線状に延びており、非接合領域310におけるセル並び方向の両端部は、シート300におけるセル並び方向の両端辺まで延びている。
As shown in FIG. 2, in the
接合領域320は、例えば接着剤を介して、蓋14の上面に接合されている領域である。また、接合領域320は、シート300の対向面300Aのうち、非接合領域310を除く領域(本実施形態では2つの領域)である。このような構成により、シート300における非接合領域310は、6つの貫通孔422に連通し、かつ、非接合領域310におけるセル並び方向(X方向)の両端部が開放された排気経路を形成している。以下、非接合領域310における各端部を、「シート300の開放端312」という。
The joining
A-4.性能評価:
フィルタ700、弁体650を有する弁構造およびシート300に関する構成が互いに異なる鉛蓄電池のサンプル(比較例1~11および実施例1~4)について、性能評価を行った。なお、各サンプルは、フィルタ700の有無や種類、弁構造やシート300の有無以外の構成は、上述した図1から図5に示す鉛蓄電池100と同じである。
A-4. Performance evaluation:
Performance evaluation was performed on samples of lead-acid batteries (Comparative Examples 1 to 11 and Examples 1 to 4) having different configurations regarding the
(評価方法)
本性能評価では、各サンプルについて、液口栓160の連通路におけるセル室16から筐体10外部への通気抵抗(kPa)(以下、「流出通気抵抗」という)を測定した。ここで、液口栓160の連通路は、図5に示す構成において、貫通孔422の上端から、フィルタ700と、弁体650と第2の段差面622との隙間を介して、下側開口部630に至る経路である。なお、液口栓160の連通路の流出通気抵抗は、次の方法により測定する。すなわち、図示しないテストピース装着治具内に、各サンプルを配置する。テストピース装着治具は、テストピースを収容する収容空間を内部に備えるとともに、外部から収容空間に連通する流入口と流出口とを備える。各サンプルの液口栓160を、テストピース装着治具の収容空間内に配置し、液口栓160の下側開口部630側をテストピース装着治具の流入口に接続し、液口栓160の貫通孔422側をテストピース装着治具の流出口に接続する。そして、テストピース装着治具の流入口から、5L/minの送風量でエアを流入し、そのときの流入口における圧力と流出口における圧力とをデジタル圧力計で測定し、その両圧力の差を、各サンプルの連通路における流出通気抵抗とした。なお、液口栓160の連通路における筐体10外部からセル室16への通気抵抗(以下、「流入通気抵抗」という)は、液口栓160の貫通孔422側をテストピース装着治具の流入口に接続し、液口栓160の下側開口部630側をテストピース装着治具の流出口に接続して、流入口と流出口との圧力差を測定することにより特定することができる。
(Evaluation methods)
In this performance evaluation, the ventilation resistance (kPa) (hereinafter referred to as “outflow ventilation resistance”) from the
また、本性能評価では、各サンプルについて、電解液18の減液量を測定した。具体的には、各サンプルの鉛蓄電池、70℃の温度雰囲気下で、充電電圧14.5V(最大充電電流25A)で鉛蓄電池100時間連続充電する間、実車ランダム振動条件で上下方向に振動を加えた時の電池の質量減少量を、電解液18の減液量(電槽12内から筐体10の外部に排出された電解液18の水分の量)として測定した。
Further, in this performance evaluation, the reduced amount of the
また、本性能評価では、各サンプルについて、電槽12の変形の有無を確認した。具体的には、各サンプルの電槽12の膨れ具合を視覚により確認した。
Further, in this performance evaluation, it was confirmed whether or not the
(評価結果)
図6は、サンプルの性能評価の結果を示す説明図である。なお、図中の「樹脂フィルタ」は、通気抵抗が1.0kPa以上、2.0kPa以下のフィルタを意味する。図中の「高密度樹脂フィルタ」は、通気抵抗が3.0kPa以上、6.0kPa以下のフィルタを意味する。また、図中の「無」は、サンプルがフィルタ700と弁構造とシート300とのいずれかを備えないことを意味する。
(Evaluation results)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the result of performance evaluation of the sample. The “resin filter” in the figure means a filter having a ventilation resistance of 1.0 kPa or more and 2.0 kPa or less. The “high-density resin filter” in the figure means a filter having a ventilation resistance of 3.0 kPa or more and 6.0 kPa or less. Further, "none" in the figure means that the sample does not include any of the
図6に示すように、比較例1では、液口栓160は、フィルタ700、弁構造およびシート300のいずれも備えない。このため、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は略0kPaであり、ほとんど減液抑制効果がない。比較例1の減液量を「200」とする。
As shown in FIG. 6, in Comparative Example 1, the
次に、比較例2~4では、液口栓160は、フィルタ700として樹脂フィルタを備えるが、弁構造およびシート300を備えない。比較例2~4では、樹脂フィルタを備えることによって、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は1.0kPa以上、2.0kPa以下となった。その結果、比較例2~4の減液量は、比較例1の減液量より減少し、「100以上、110以下」となった。
Next, in Comparative Examples 2 to 4, the
次に、比較例5~7では、液口栓160は、フィルタ700として樹脂フィルタを備えるとともに、蓋14の上面にシート300が配置されている。但し、比較例5~7では、弁構造を備えない。比較例5~7では、樹脂フィルタに加えてシート300を備えるため、シート300による減液抑制効果によって、比較例5~7の減液量は、比較例2~4の減液量よりさらに減少し、「65以上、70以下」となった。
Next, in Comparative Examples 5 to 7, the
次に、比較例8~11では、液口栓160は、フィルタ700として高密度樹脂フィルタを備えるとともに、弁体650を有する弁構造を備える。但し、比較例8~11では、シート300を備えない。比較例8~11では、高密度樹脂フィルタおよび弁構造を備えることによって、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は3.4kPa以上、6.0kPa以下となった。その結果、比較例8~11の減液量は、比較例5~7の減液量よりさらに減少し、「46以上、52以下」となった。
Next, in Comparative Examples 8 to 11, the
次に、実施例1~4では、液口栓160は、高密度樹脂フィルタおよび弁構造を備えるとともに、蓋14の上面にシート300が配置されている。実施例1~4では、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は、比較例8~11の液口栓160の連通路における流出通気抵抗と同程度であるが、実施例1~4の減液量は、比較例8~11の減液量よりさらに減少し、「23以上、26以下」となった。
Next, in Examples 1 to 4, the
ここで、例えば、高密度樹脂フィルタおよび弁構造を備える比較例8では、減液量が「52」であった。一方、樹脂フィルタのみ備える比較例1の減液量は「110」であり、樹脂フィルタに加えてシート300を備える比較例5の減液量は「70」であった。これらのことは、シート300による減液抑制効果は70/110であることを意味する。すなわち、蓋14にシート300を配置した場合、蓋14にシート300を配置しない場合に比べて、減液量を約3割低減できることを意味する。そうであるとすると、高密度樹脂フィルタおよび弁構造を備える比較例8に対して、蓋14にシート300を配置した場合、計算上、減液量は「33」(=52×(70/110))になるはずである。
Here, for example, in Comparative Example 8 provided with a high-density resin filter and a valve structure, the liquid reduction amount was “52”. On the other hand, the liquid reduction amount of Comparative Example 1 provided with only the resin filter was "110", and the liquid reduction amount of Comparative Example 5 provided with the
ところが、図6に示すように、例えば、高密度樹脂フィルタおよび弁構造に加えてシート300を備える実施例1の減液量は「26」であり、計算上の減液量「33」よりさらに低い。この原因は、次に述べるように、弁構造とシート300との相乗効果によるものであると考えられる。
However, as shown in FIG. 6, for example, the liquid reduction amount of Example 1 provided with the
図7は、液口栓160における弁体650の変位とシート300との関係を示す説明図である。図7(A)に示すように、例えば、電解液18中の水分が蒸発しない正常時では、鉛蓄電池100の充電時においてセル室16内に発生したガスGは、液口栓160の連通路を介して、蓋14とシート300との間の排気経路に至り、シート300の開放端312を介して外部に排気される。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the displacement of the
ここで、上述したように、弁体650は、弁体収容室620内において上下方向に変位可能に収容されている。このため、セル室16内に発生したガスGによってセル室16の内圧が上昇すると、弁体650が、第2の段差面622上に配置された第1の位置(図7(A)参照)から、第2の段差面622から上方に離間した第2の位置(図7の(B)参照)に変位する。弁体650が第1の位置にあるとき、弁体650と第2の段差面622との間には溝623による僅かな隙間だけが形成される。これに対して、弁体650が第2の位置に変位すると、弁体650と第2の段差面622との間の隙間が大きくなる。すなわち、弁体650が第2の位置にあるときの液口栓160の連通路における通気抵抗は、弁体650が第1の位置にあるときの液口栓160の連通路における通気抵抗より小さい。したがって、セル室16内に発生したガスGによってセル室16の内圧が上昇したときには、弁体650が第2の位置に変位するため、液口栓160の連通路における流出通気抵抗が相対的に小さくなり、ガスGが連通路を介して筐体10の外部に放出され易くなる。
Here, as described above, the
また、例えば鉛蓄電池100が高温環境下に配置され、電解液18中の水分の一部が蒸発して水蒸気が発生した場合、液口栓160の連通路を介して放出された水蒸気Vによってシート300とフィルタ700との間に高湿度の空間Hが形成される。高湿度の空間Hが形成されると、セル室16内で発生した水蒸気は、フィルタ700を介して貫通孔422に浸入し難くなるため、セル室16における減液を抑制することができる。また、仮に、水水蒸気がフィルタ700を通過しても、液化し、筐体10の外部に放出されることが抑制される。
Further, for example, when the
また、高湿度の空間Hが形成された状態で、例えば鉛蓄電池100の充電が停止してセル室16からガスが発生しなくなった場合、セル室16の内圧が低下し、弁体650が第2の位置から第1の位置に変位する(図7(C)参照)。その結果、液口栓160の連通路における流入通気抵抗が相対的に大きくなり、高湿度の空間Hから貫通孔422内への気体の逆流が抑制されるため、その空間の湿度が低下し難くなる。すなわち、高湿度の空間Hによる減液抑制効果が維持される。このように、弁体650を備える弁構造とシート300との相乗効果により高湿度の空間Hが維持されるため、実施例1~4では、減液量が、計算上の減液量よりさらに低くなったと考えられる。すなわち、実施例1~4によれば、筐体10のセル室16に発生したガスGの排出機能が低下すること抑制しつつ、減液抑制性能の向上を図ることができる。
Further, in a state where the high humidity space H is formed, for example, when the charging of the
また、比較例11および実施例4では、電槽12に膨れが発生した。このため、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は、5.5kPa以下であることが好ましい。また、図6の評価結果によれば、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は、3.4kPa以上であることが好ましい。
Further, in Comparative Example 11 and Example 4, swelling occurred in the
B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Modification example:
The technique disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be transformed into various forms without departing from the gist thereof, and for example, the following modifications are also possible.
上記実施形態において、液口栓160は、防沫体500を備えないとしてもよい。また、上記実施形態において、液口栓160は、フィルタ収容室610およびフィルタ700を備えないとしてもよい。また、上記実施形態において、弁体収容部材600の第2の段差面622に溝623が形成されていないとしてもよい。また、上記実施形態において、弁体650に凸部652が形成されていないとしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態において、フィルタ700が樹脂フィルタであったり、フィルタ700を備えなかったりした場合でも、弁構造とシートとを備えることにより、筐体10のセル室16に発生したガスGの排出性能が低下することを抑制しつつ、減液抑制性能の向上を図ることができる。
In the above embodiment, even when the
上記実施形態において、シート300の両端部の一方は開放し、他方は閉塞しているとしてもよい。このような構成であれば、シート300による減液抑制効果をさらに高めることができる。
In the above embodiment, one of both ends of the
また、上記実施形態では、鉛蓄電池100は、フラットタイプの鉛蓄電池であるとしたが、これに限らず、例えば、液口栓160が筐体10の上面から上方に突出する摘まみ部を含む、いわゆる摘まみタイプの鉛蓄電池であるとしてもよい。また、上記実施形態において、筐体10内のセル室16の数は、6つに限らず、複数または3つ以上であればよい。また、本実施形態において、電槽12と蓋14とが一体形成されているとしてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態において、筒状部410は、円筒状に限らず、例えば、角筒状などでもよい。また、弁体収容部材600は、円環状に限らず、例えば角筒状であるとしてもよい。また、弁体650は、円形に限らず、例えば矩形状などでもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態において、液口栓160の連通路における流出通気抵抗は、5.5kPaより大きくてもよいし、3.4kPaより小さくてもよい。
Further, in the above embodiment, the outflow draft resistance in the continuous passage of the
10:筐体 12:電槽 14:蓋 15:装着孔 16:セル室 18:電解液 20:極板群 30:正極側端子部 32:正極側ブッシング 34:正極柱 40:負極側端子部 42:負極側ブッシング 44:負極柱 52:正極側ストラップ 54:負極側ストラップ 56:接続部材 58:隔壁 100:鉛蓄電池 160:液口栓 210:正極板 212:正極集電体 214:正極耳部 216:正極活物質 220:負極板 222:負極集電体 224:負極耳部 226:負極活物質 230:セパレータ 300:シート 300A:対向面 310:非接合領域 312:開放端 320:接合領域 400:液口栓本体 410:筒状部 412:開口部 420:頭部 422:貫通孔 500:防沫体 510:防沫板 600:弁体収容部材 610:フィルタ収容室 612:第1の段差面 620:弁体収容室 622:第2の段差面 623:溝 630:下側開口部 650:弁体 652:凸部 700:フィルタ G:ガス H:空間 V:水蒸気
10: Housing 12: Electric tank 14: Lid 15: Mounting hole 16: Cell chamber 18: Electrolytic solution 20: Electrode plate group 30: Positive electrode side terminal part 32: Positive electrode side bushing 34: Positive electrode pillar 40: Negative electrode side terminal part 42 : Negative electrode side bushing 44: Negative electrode pillar 52: Positive electrode side strap 54: Negative electrode side strap 56: Connection member 58: Partition wall 100: Lead storage battery 160: Liquid port plug 210: Positive electrode plate 212: Positive electrode current collector 214: Positive electrode ear part 216 : Positive electrode active material 220: Negative electrode plate 222: Negative electrode current collector 224: Negative electrode ear part 226: Negative electrode active material 230: Separator 300:
Claims (3)
収容室が形成されるとともに前記収容室に連通する貫通孔が形成された筐体と、
前記収容室内に配置された正極および負極と、
前記筐体に形成された前記貫通孔に装着され、前記収容室に連通する連通路が形成された液口栓と、
前記筐体の表面上において前記液口栓に形成された前記連通路に対向するように配置されたシートと、を備え、
前記シートにおける前記筐体に対向する対向面は、前記筐体に接合されている接合領域と、前記筐体に接合されておらず、かつ、前記液口栓の前記連通路から前記シートの縁部まで延びている非接合領域と、を有し、
前記液口栓の前記連通路は、
前記液口栓の内部に形成された内部空間と、
前記筐体の外表面側に開口するとともに前記内部空間に連通する外側開口部と、
前記収容室側に開口するとともに前記内部空間に連通し、かつ、開口面積が、前記内部空間の前記液口栓の軸方向に直交する断面の面積より小さい内側開口部と、を含んでおり、
さらに、前記内部空間内において、一部が前記内側開口部の周囲部分に接するとともに前記周囲部分との間に隙間が形成される第1の位置と前記外側開口部側に離間する第2の位置とに変位可能に配置された弁体を備え、
前記液口栓の前記連通路における前記筐体外部から前記収容室への通気抵抗は、前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗に比べて大きい、鉛蓄電池。 It ’s a lead-acid battery.
A housing in which a containment chamber is formed and a through hole communicating with the containment chamber is formed,
The positive and negative electrodes arranged in the accommodation chamber,
A liquid spout plug that is attached to the through hole formed in the housing and has a communication passage that communicates with the storage chamber.
A sheet arranged on the surface of the housing so as to face the communication passage formed in the liquid spout is provided.
The facing surface of the sheet facing the housing is not joined to the housing and is not joined to the housing, and the edge of the sheet is connected to the communication passage of the liquid spout. Has a non-joint region extending to the portion,
The communication passage of the liquid spout is
The internal space formed inside the liquid spout and
An outer opening that opens to the outer surface side of the housing and communicates with the internal space,
It includes an inner opening that opens to the accommodation chamber side and communicates with the internal space, and the opening area is smaller than the area of the cross section of the internal space orthogonal to the axial direction of the liquid port plug.
Further, in the internal space, a first position in which a part of the inner space is in contact with the peripheral portion of the inner opening and a gap is formed between the peripheral portion and a second position separated from the outer opening side. Equipped with a displaceable valve body,
A lead-acid battery in which the ventilation resistance of the liquid spout from the outside of the housing to the housing chamber in the communication passage is larger than the ventilation resistance from the storage chamber to the outside of the housing in the communication passage.
前記液口栓の前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗は、5.5kPa以下である、鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to claim 1.
A lead-acid battery having a ventilation resistance of 5.5 kPa or less from the accommodation chamber to the outside of the housing in the communication passage of the liquid port plug.
前記液口栓の前記連通路における前記収容室から前記筐体外部への通気抵抗は、3.4kPa以上である、鉛蓄電池。 The lead-acid battery according to claim 1 or 2 .
A lead-acid battery having a ventilation resistance of 3.4 kPa or more from the accommodation chamber to the outside of the housing in the communication passage of the liquid port plug.
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2008034168A (en) | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lead acid storage battery |
JP2008034167A (en) | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lead acid storage battery |
JP2008071692A (en) | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lead storage battery |
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