JPH0658811B2 - 密閉形鉛蓄電池 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH0658811B2 JPH0658811B2 JP1030599A JP3059989A JPH0658811B2 JP H0658811 B2 JPH0658811 B2 JP H0658811B2 JP 1030599 A JP1030599 A JP 1030599A JP 3059989 A JP3059989 A JP 3059989A JP H0658811 B2 JPH0658811 B2 JP H0658811B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- specific gravity
- sensor
- battery
- sealed lead
- sulfuric acid
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は密閉形鉛蓄電池、特に湿度センサーにより電解
液比重の測定を可能とした密閉形鉛蓄電池に関するもの
である。
液比重の測定を可能とした密閉形鉛蓄電池に関するもの
である。
従来の技術とその課題 鉛蓄電池の充電状態や寿命を間接的に推定する方法とし
ては電池の電解液比重を測定する方法が一般的である。
ところが密閉形鉛蓄電池の場合、その性質上外気とは遮
断され、しかも電解液を極板群に含浸保持させるか、あ
るいは半固形状としているため、液式鉛蓄電池に使用さ
れている浮子式比重計や光学式比重計の使用が不可能で
電解液比重の測定方法として適切な方法がなかった。
ては電池の電解液比重を測定する方法が一般的である。
ところが密閉形鉛蓄電池の場合、その性質上外気とは遮
断され、しかも電解液を極板群に含浸保持させるか、あ
るいは半固形状としているため、液式鉛蓄電池に使用さ
れている浮子式比重計や光学式比重計の使用が不可能で
電解液比重の測定方法として適切な方法がなかった。
また、特殊な方法としては鉛蓄電池の硫酸電解液上部空
間の湿度によって硫酸濃度を知ることが西独特許第2254
207 号（1973）に提案されている。すなわち、この方法
は硫酸水溶液と気液平衡状態にある上部空間の水蒸気圧
が硫酸濃度によって変化することからこの空間部の水蒸
気圧を測定することにより硫酸水溶液濃度を検知せんと
するものである。
間の湿度によって硫酸濃度を知ることが西独特許第2254
207 号（1973）に提案されている。すなわち、この方法
は硫酸水溶液と気液平衡状態にある上部空間の水蒸気圧
が硫酸濃度によって変化することからこの空間部の水蒸
気圧を測定することにより硫酸水溶液濃度を検知せんと
するものである。
さらに、この提案を発展させ、湿度センサーを多孔性の
ポリプロピレン膜で被覆したものを硫酸水溶液中に直接
浸漬し、この多孔性ポリプロピレン膜の孔を介して拡散
してくる水蒸気の分圧を測定することがバイニンゲルら
によりジャーナルオブエレクトロケミカルソサエティ，
129 巻、2409頁（1982）に提案されている。
ポリプロピレン膜で被覆したものを硫酸水溶液中に直接
浸漬し、この多孔性ポリプロピレン膜の孔を介して拡散
してくる水蒸気の分圧を測定することがバイニンゲルら
によりジャーナルオブエレクトロケミカルソサエティ，
129 巻、2409頁（1982）に提案されている。
しかし、前記西独特許による場合は、硫酸濃度が変化し
ても硫酸水溶液の水蒸気圧と空間部の水蒸気圧とが平衡
に達するのに時間がかかり応答速度が遅いという問題が
みられた。また、前記バイニンゲルからの方法の場合、
多孔性のポリプロピレンが材質的に問題があり、撥水性
が不十分なため水蒸気だけでなく硫酸水溶液自体が膜を
通って湿度センサーの感湿部に到達してしまい、湿度が
正確に測定できないばかりか化学的に侵され、センサー
寿命が極めて短いという欠点があった。
ても硫酸水溶液の水蒸気圧と空間部の水蒸気圧とが平衡
に達するのに時間がかかり応答速度が遅いという問題が
みられた。また、前記バイニンゲルからの方法の場合、
多孔性のポリプロピレンが材質的に問題があり、撥水性
が不十分なため水蒸気だけでなく硫酸水溶液自体が膜を
通って湿度センサーの感湿部に到達してしまい、湿度が
正確に測定できないばかりか化学的に侵され、センサー
寿命が極めて短いという欠点があった。
鉛蓄電池において電解液比重を知ることは、上記した充
電状態の確認や寿命の間接推定の方法に使えることに加
え、特に密閉形鉛蓄電池においては、シール性が劣化す
ることにより電池外の酸素により陰極板活物質が酸化
し、これと希硫酸電解液が反応し比重が低下したり、極
板群の内部短絡により電解液比重が低下することなど、
比重を測定することで鉛蓄電池の様々な状態を掌握する
ことが可能であるため、比重計を装着した鉛蓄電池の出
現が求められていた。
電状態の確認や寿命の間接推定の方法に使えることに加
え、特に密閉形鉛蓄電池においては、シール性が劣化す
ることにより電池外の酸素により陰極板活物質が酸化
し、これと希硫酸電解液が反応し比重が低下したり、極
板群の内部短絡により電解液比重が低下することなど、
比重を測定することで鉛蓄電池の様々な状態を掌握する
ことが可能であるため、比重計を装着した鉛蓄電池の出
現が求められていた。
課題を解決するための手段 本発明者らは既に湿度センサーを多孔質非透水性フッ素
樹脂膜あるいは該膜に水蒸気選択透過層や酸蒸気吸収層
を形成した膜で被覆した小型で応答が速くしかも寿命の
長い水溶液中溶質濃度測定センサーを提案している。本
発明は上記センサーを利用して電池状態がいつでもわか
るようにした鉛蓄電池を提供するものである。すなわ
ち、本発明は湿度センサーを水蒸気のみを選択的に透過
させる多孔質非透水性フッ素樹脂あるいは該膜にさらに
水蒸気選択透過層や酸蒸気吸収層を形成した膜で被覆し
て成る水溶液中溶質濃度センサーを、鉛蓄電池の硫酸電
解液中に浸漬するように装着し、電池の充放電に伴なう
電解液の比重変化を相対湿度の変化としてとらえること
により電池状態を知ろうとするものであり、あらかじめ
硫酸水溶液の比重と相対湿度との関係を求めておけば相
対湿度から硫酸水溶液の比重すなわち電池状態を知るこ
とができるものである。
樹脂膜あるいは該膜に水蒸気選択透過層や酸蒸気吸収層
を形成した膜で被覆した小型で応答が速くしかも寿命の
長い水溶液中溶質濃度測定センサーを提案している。本
発明は上記センサーを利用して電池状態がいつでもわか
るようにした鉛蓄電池を提供するものである。すなわ
ち、本発明は湿度センサーを水蒸気のみを選択的に透過
させる多孔質非透水性フッ素樹脂あるいは該膜にさらに
水蒸気選択透過層や酸蒸気吸収層を形成した膜で被覆し
て成る水溶液中溶質濃度センサーを、鉛蓄電池の硫酸電
解液中に浸漬するように装着し、電池の充放電に伴なう
電解液の比重変化を相対湿度の変化としてとらえること
により電池状態を知ろうとするものであり、あらかじめ
硫酸水溶液の比重と相対湿度との関係を求めておけば相
対湿度から硫酸水溶液の比重すなわち電池状態を知るこ
とができるものである。
また、センサーは一般に極板群から離して配置されるこ
とが多いが、蓄電池の充放電は極板群内で生ずるため
に、電解液の比重変化はセンサーが極板群から離れた配
置の構成ではその応答性が悪いという欠点があった。本
発明ではセンサーを極板群の端陰極板あるいは極板の並
び方向に面して接することで蓄電池の充放電に素早く応
答できるようにした。なお、本発明に用いる水溶液中溶
質濃度センサーは硫酸水溶液の比充を知るものであるか
ら硫酸比重センサーということができる。
とが多いが、蓄電池の充放電は極板群内で生ずるため
に、電解液の比重変化はセンサーが極板群から離れた配
置の構成ではその応答性が悪いという欠点があった。本
発明ではセンサーを極板群の端陰極板あるいは極板の並
び方向に面して接することで蓄電池の充放電に素早く応
答できるようにした。なお、本発明に用いる水溶液中溶
質濃度センサーは硫酸水溶液の比充を知るものであるか
ら硫酸比重センサーということができる。
実施例 以下に硫酸比重センサーを200 アンペア・時の密閉計鉛
蓄電池に組み込んだ実施例について具体的に説明する。
第１図Ａに本発明に用いた比重センサーの構造を、第１
図Ｂにその断面構造を示す。まず、撥水層となる厚さ0.
1mm 、気孔率75％の多孔性ポリテトラフルオロエチレン
膜の片面にパーフルオロカーボンスルフォン酸樹脂のア
ルコール溶液をコーティングして水蒸気選択透過層を形
成する。つぎに、この水蒸気選択透過層の上に粒径20μ
以下の炭酸カルシウム粉末とフッ素変成ウレタン樹脂と
の混合物を塗着し、酸蒸気吸収層を形成する。かくして
３重層構造の膜ができる。つぎにこの膜でもって、アル
ミナ基板上に高分子電解質から成る感湿膜を形成したタ
イプの湿度センサーを袋状になるように包み込んで比重
センサーを作製する。第１図ＡおよびＢにおいて、湿度
センサー１が多孔質非透水性フッ素樹脂膜２と水蒸気選
択透過層３と炭酸カルシウムを主体とする酸蒸気吸収層
４とから構成される３重層膜で被覆包装されている。第
２図に該センサーを密閉形鉛蓄電池に組み込んだ断面構
造を示す。電槽５内は蓋５′と蓋に取り付けられた安全
弁６により完全に密閉されており、比重センサー７は蓄
電池の端陰極板８の外側に当接して配置した。センサー
の位置による応答性を比較するために、別に比重センサ
ー９を極板群から離して上部に配置した、10および11は
比重センサー７，９が検知した相対湿度の信号を硫酸比
重に換算して表示する比重表示部である。
蓄電池に組み込んだ実施例について具体的に説明する。
第１図Ａに本発明に用いた比重センサーの構造を、第１
図Ｂにその断面構造を示す。まず、撥水層となる厚さ0.
1mm 、気孔率75％の多孔性ポリテトラフルオロエチレン
膜の片面にパーフルオロカーボンスルフォン酸樹脂のア
ルコール溶液をコーティングして水蒸気選択透過層を形
成する。つぎに、この水蒸気選択透過層の上に粒径20μ
以下の炭酸カルシウム粉末とフッ素変成ウレタン樹脂と
の混合物を塗着し、酸蒸気吸収層を形成する。かくして
３重層構造の膜ができる。つぎにこの膜でもって、アル
ミナ基板上に高分子電解質から成る感湿膜を形成したタ
イプの湿度センサーを袋状になるように包み込んで比重
センサーを作製する。第１図ＡおよびＢにおいて、湿度
センサー１が多孔質非透水性フッ素樹脂膜２と水蒸気選
択透過層３と炭酸カルシウムを主体とする酸蒸気吸収層
４とから構成される３重層膜で被覆包装されている。第
２図に該センサーを密閉形鉛蓄電池に組み込んだ断面構
造を示す。電槽５内は蓋５′と蓋に取り付けられた安全
弁６により完全に密閉されており、比重センサー７は蓄
電池の端陰極板８の外側に当接して配置した。センサー
の位置による応答性を比較するために、別に比重センサ
ー９を極板群から離して上部に配置した、10および11は
比重センサー７，９が検知した相対湿度の信号を硫酸比
重に換算して表示する比重表示部である。
この電池を使って、まず、10アンペア放電中のセンサー
の出力値から換算した電解液比重を求め、これを放電か
ら理論的に推定される電解液比重値と比較して第３図に
示す。理論上の電解液比重の推移21に比べて極板に当接
したセンサー７の推移22は僅かに応答の遅れがあるもの
のかなりよく対応した。それに比べて極板群から離して
上部に配置したセンサー９の応答性は第３図の23に示す
ように遅れた。これより比重センサーは極板群に当接し
て配置するのが最も好ましいことがわかる。そのほかセ
ンサーは極板群の並び方向に面して隔離板に当接して配
置したが、端陰極板に当接した場合とほぼ同じ応答性を
示した。
の出力値から換算した電解液比重を求め、これを放電か
ら理論的に推定される電解液比重値と比較して第３図に
示す。理論上の電解液比重の推移21に比べて極板に当接
したセンサー７の推移22は僅かに応答の遅れがあるもの
のかなりよく対応した。それに比べて極板群から離して
上部に配置したセンサー９の応答性は第３図の23に示す
ように遅れた。これより比重センサーは極板群に当接し
て配置するのが最も好ましいことがわかる。そのほかセ
ンサーは極板群の並び方向に面して隔離板に当接して配
置したが、端陰極板に当接した場合とほぼ同じ応答性を
示した。
また、本センサーを鉛蓄電池に装着した場合の耐久性を
確認するために、極板群の外側にセンサーを当接して温
度加速寿命テストを行った。その結果を第４図に示す。
温度は80℃、70℃、60℃について実施した。これ結果よ
り25℃に外挿した寿命を推定すると約７年となり、本発
明によるセンサーは充分実用に供し得るものであること
がわかった。
確認するために、極板群の外側にセンサーを当接して温
度加速寿命テストを行った。その結果を第４図に示す。
温度は80℃、70℃、60℃について実施した。これ結果よ
り25℃に外挿した寿命を推定すると約７年となり、本発
明によるセンサーは充分実用に供し得るものであること
がわかった。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、密閉形鉛蓄電池にお
いて、比重の迅速でしかも連続的な測定が可能となるう
え、密閉形鉛蓄電池の電解液比重をも測定することが可
能となるため、従来不可能であった密閉形鉛蓄電池の容
量や寿命を判断することができ、その工業的価値は非常
に大である。
いて、比重の迅速でしかも連続的な測定が可能となるう
え、密閉形鉛蓄電池の電解液比重をも測定することが可
能となるため、従来不可能であった密閉形鉛蓄電池の容
量や寿命を判断することができ、その工業的価値は非常
に大である。
第１図Ａは本発明に用いる硫酸比重センサーの構造を示
す図、第１図Ｂはその断面構造図、第２図は電池へのセ
ンサー取付図、第３図は放電中のセンサー比重値の推移
を示した図、第４図は温度とセンサー耐用年数の関係を
示した図である。 １……湿度センサー、２……多孔質非透水性フッ素樹脂
膜、３……水蒸気選択透過層、４……酸蒸気吸収層、５
……電槽、７，９……比重センサー、８……端陰極板、
10，11……比重表示部
す図、第１図Ｂはその断面構造図、第２図は電池へのセ
ンサー取付図、第３図は放電中のセンサー比重値の推移
を示した図、第４図は温度とセンサー耐用年数の関係を
示した図である。 １……湿度センサー、２……多孔質非透水性フッ素樹脂
膜、３……水蒸気選択透過層、４……酸蒸気吸収層、５
……電槽、７，９……比重センサー、８……端陰極板、
10，11……比重表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 三宅 正之 (56)参考文献 特開 昭60−238753（ＪＰ，Ａ) 特公 昭40−25013（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】蓄電池の電解液比重変化を検出するための
多孔質非透水性フッ素樹脂膜によって覆われた電解液比
重変化検出用湿度センサーを、極板群の端陰極板に面し
て、あるいは極板の並び方向に面して配したことを特徴
とする密閉形鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1030599A JPH0658811B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 密閉形鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1030599A JPH0658811B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 密閉形鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210771A JPH02210771A (ja) | 1990-08-22 |
| JPH0658811B2 true JPH0658811B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=12308331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1030599A Expired - Lifetime JPH0658811B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 密閉形鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658811B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2365964B (en) * | 2000-03-24 | 2002-07-10 | Innogy Ltd | Membrane moisture measurement |
| JP4488696B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2010-06-23 | 古河電池株式会社 | 鉛蓄電池の検査装置 |
-
1989
- 1989-02-09 JP JP1030599A patent/JPH0658811B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02210771A (ja) | 1990-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3296113A (en) | Gas-stream monitor | |
| EP0990895B1 (en) | Gas sensor with electrically conductive hydrophobic membranes | |
| US5573648A (en) | Gas sensor based on protonic conductive membranes | |
| US5652043A (en) | Flexible thin layer open electrochemical cell | |
| US5132176A (en) | Battery state of charge indicator | |
| US20050145494A1 (en) | Liquid electrochemical gas sensor | |
| US3258415A (en) | Oxygen analyzer and oxygen-depolarized cell therefor | |
| Mahato et al. | Some Aspects of Gas Recombination in Lead‐Acid Systems | |
| US3658591A (en) | Sealed type cell | |
| US5206615A (en) | Sensor for measuring solute concentration in an aqueous solution | |
| JPH0658811B2 (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| CN2241341Y (zh) | 酸性电解质原电池式溶解氧传感器 | |
| JPH0633650Y2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| JP4516195B2 (ja) | 定電位電解式ガスセンサ | |
| JPH05166545A (ja) | 密閉鉛蓄電池 | |
| JPS60112266A (ja) | 鉛蓄電池用比重センサ | |
| JPH0543408Y2 (ja) | ||
| GB1423884A (en) | Method of indicating the state of charge of electric acuumulators | |
| JPH0635172Y2 (ja) | 酸水溶液の濃度を測定するセンサ | |
| JPH086293Y2 (ja) | 水溶液中溶質濃度測定センサ | |
| JP2524725B2 (ja) | 密閉形鉛電池 | |
| JPS6311645Y2 (ja) | ||
| RU2173494C2 (ru) | Эластичный тонкослойный открытый электрохимический элемент | |
| JP2532334B2 (ja) | ガルバニ電池式ガスセンサ | |
| JPS5572853A (en) | Determining method for ammonia by microorganism electrode |