JPH051902Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電解液の比重に対応して電位差が変化
する電極を利用した電極式鉛電池比重センサの改
良に関するものである。 鉛電池は、使用中の充放電状態を知ることがで
きれば充電を制御できるので、常時、電池の容量
を最適な状態で保持させることができる。また鉛
電池の充放電状態は電解液比重に現われるので、
電解液の比重を検出することができれば、これを
充電器にフイードバツクすることによつて充電制
御が可能となる。また近年、省人化が進むなか
で、鉛電池の分野においては、上記充電制御を自
動的に行なうことができるように、比重センサの
要望が高まり、その開発が強く望まれている。 従来、上記した比重センサとしては、鉛と二酸
化鉛を電極とする電極式鉛電池比重センサ（以
下、単に比重センサという）が提案されている。
これは電極を希硫酸中に浸漬したとき、両電極間
の電位差と硫酸比重とがほぼ直線関係を示すこと
を利用したものである。この比重センサに用いる
電極としては、鉛電極にはペースト式極板の小片
や単なる金属鉛の小片が、二酸化鉛電極には白金
線に二酸化鉛を電着したものやペースト式極板の
小片が用いられてきた。ところが、これらの電極
は電池に取付けて使用していると早期に電位差が
低下し、硫酸比重に対する正確な指示を表わさな
くなるという欠点があつた。この劣化の原因は次
のようである。即ち、二酸化鉛電極は自動車用や
電気自動車用の鉛電池に適用した場合、加速、衝
撃あるいは振動によつて活物質の二酸化鉛が徐々
に脱落して容量を失い、それと同時に電位が変化
してしまう。一方、鉛電極は充電中の電池から発
生する酸素ガスや電解液の対流によつて運ばれて
くる二酸化鉛微粒子が電極表面に直接接触して自
己放電を加速し、その結果、二酸化鉛電極の場合
と同じようになる。さらにこの比重センサはわず
かながら電解液の温度によつて電位差が変化し、
その大きさは温度１℃当り約0.2mVである。しか
し硫酸比重10ポイン当りの電位差変化は約9mV
なので、温度変化が大きい場合は無視できない誤
差を生じる欠点があつた。 本考案は上記した如き欠点を解消したもので、
自己放電が少なく、かつ衝撃、振動に対しても長
期にわたつて安定した電位差を表わし、さらに比
重センサに一体化して温度センサを設けることに
より、電極近傍の電解液温度を検出して電位差の
温度補償を行なう測定精度の高い比重センサを提
供するものである。 以下、本考案を図面によつて説明する。 第１図は本考案比重センサの一実施例を示すも
ので、１はアクリル樹脂からなる本体、２は集電
体とリード線を兼ねる鉛線、３は正極活物質を構
成する鉛粉を原料とした二酸化鉛、４はガラス繊
維よりなる活物質保持チユーブ、５はスチロール
樹脂よりなる底部蓋、６は負極活物質を構成する
鉛粉を原料とした金属鉛、７はサーミスタよりな
る温度センサである。前記二酸化鉛３、鉛線２、
活物質保持チユーブ４等により二酸化鉛電極が構
成され、また金属鉛６、鉛線２、活物質保持チユ
ーブ４等により鉛電極が構成されている。 第２図は第１図の実施例の如き本考案比重セン
サを鉛電池に装着した状態を示すもので、８は本
考案による比重センサ、９は電槽、１０は極板
群、１１は電解液、１２は温度補償回路を備えた
電位差計である。第１図おける電極部と温度セン
サ７は電解液１１中に浸漬されている。 次に本考案による比重センサと従来の比重セン
サをそれぞれ鉛電池に装着し、電解液比重とそれ
に対応する比重センサの電位差を電解液温度が０
〜40℃の間で測定した結果を第３図に示す。該図
を見てわかるように、本考案のものはほぼ直線上
にあるのに対し、温度センサのない従来のものは
比重で±約５ポインの巾の上にあつた。 さらに本考案品と従来品を自動車用鉛電池
（NS40Z）に取付けて実車走行したときの硫酸比
重指示値の経時変化を調べたが、従来品では約１
年で劣化が見られるのに対し、本考案品では21ケ
月後においても劣化は認められず良好であつた。 以上のように本考案比重センサは、自己放電が
少なく、かつ衝撃、振動に対しても安定で、電解
液比重を長期間正確に表示することができるとと
もに鉛電池の電解液比重を精度良く検出できるも
ので、その実用的価値大である。本考案比重セン
サの構成を以上に記載したようにすることの理由
および従来のこの種比重センサとの効果の違いを
さらに示すと以下の通りである。 正、負極活物質は鉛電池と比重センサいずれも
同じ物質を使用しているが、両者は電槽内に置か
れる位置および充電条件が違う。 位置関係については、比重センサの場合は電池
の蓋に装着して使用される。すなわち電池の極板
群上部の電解液に没するように配置され、さら
に、極板群は常時はフロート充電により、あるい
は放電後の回復充電により、正極板からの酸素ガ
スの細かい気泡と負極板からの比較的大きい水素
ガスの気泡を絶えず発生して上部の電解液内に送
り出している。 充電条件については、比重センサの比重検出は
開路で行う。したがつて、当然比重検出時間と自
己放電を回復する活性化充電時間の割合は開路に
置く時間を長くとり、活性化充電時間を短くする
ように設定される。その結果、電気量を確保する
ため充電時間が短い分を充電電流を大きくして補
つている。 上記の条件から生じる問題点としては、極板群
上部電解液に没するように装着されたセンサの鉛
極は、電池から出てくる細かい酸素ガス気泡に常
に曝されるために、活物質が酸化され自己放電を
促進されることである。これは鉛極の酸素吸収特
性を利用した密閉鉛電池の原理でもある。 本考案における上記の問題点の解決方法はすで
に記載したように、鉛極活物質である多孔性金属
鉛の表面に直接酸素ガス気泡が接触するのを遮蔽
できる耐酸、耐酸化性の多孔性チユーブで被覆す
ることである。 さらに、問題点としては、比重センサの正極の
二酸化鉛と負極の鉛極は大きい電流での充電を繰
り返し行うと多孔性二酸化鉛は酸素ガス発生圧に
よつて電極面から脱落していき、多孔性鉛は水素
発生圧によつて“ブルーミング”と称する膨れを
生じることである。 上記問題点の本考案解決方法は、多孔性の活物
質が脱落したり、膨れたりしないように耐酸、耐
酸化性の機械的強度のある多孔性チユーブで被覆
することである。 本考案比重センサの効果を従来のこの種比重セ
ンサと比較して以下の表に示す。表において記号
ＤがpbO₂電極およびpb電極共に多項性チユーブ
で被覆されたものであり、その「センサの場合の
結果」の欄が本考案比重センサの結果である。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案比重センサの一実施例を示す断
面図、第２図は本考案比重センサを被測定電池に
装着した状態を示す断面図、第３図は本考案比重
センサと従来のこの種比重センサの測定精度の比
較図である。 ２……鉛線、３……二酸化鉛、６……金属鉛、
７……温度センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鉛と二酸化鉛を電極とする比重センサにおい
   て、前記鉛電極が鉛または鉛合金からなる集電体
   および多孔性の鉛を耐酸、耐酸化性の多孔性チユ
   ーブで被覆してなり、前記二酸化鉛電極が鉛また
   は鉛合金からなる集電体および多孔性の二酸化鉛
   を耐酸、耐酸化性の多孔性チユーブで被覆してな
   り、さらに比重センサと一体化して電解液に没す
   るように温度センサを設けたことを特徴とする電
   極式鉛電池比重センサ。