JPS6044970A - 鉛蓄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は充分な鰍の流動する電解液を有するにも係らず
、陽極板で発生した酸素ガスを陰極板で吸収させること
のできる鉛Ｍ電池に関するものであり、特別の高価な部
品を付加することなく、高性能で長寿命の極めて廉価な
鉛蓄電池を提供することを目的とするものである。

無保守形の鉛蓄電池に関してはこれまで赦多くの提案が
ある。その代表的なものとしては電解液社を極群の孔容
積と同一もしくはそれ以下として非流動化させ、充電末
期に陽極板から発生する酸素ガスを陰極板で再結合させ
る。いわゆる酸素サイクルを利用することによって密Ｗ
」化したものがある。これに類似した技術として電解液
をコロイド化して密閉化したものがある。

これらの密閉形の鉛蓄電池では流動する電解液がないの
で［解液の漏出がなく、よってどのような姿勢でも使用
でき、しかもガス吸＋１７効率が高いので完全な無保守
形の鉛蓄電池であるといえる。しかしながらこれらの方
式の鉛Ｍｕ池においては流動する電解液がなくなる程度
に注液量を設定しているので、電解液贅が陽極板および
陰極板の活物質の１１に比べて少なくなり、よってこの
電解液中の硫酸の鼠により、その容セが制限を受けると
いう欠点を有している。また使用中に蒸発する電解液中
の水分や充電末に発生した酸素ガスを外部に出さないた
めに、さらには外部から電池内へ空気が入り、該空気中
のＮ、累ガスが陰極板に吸収されて、該陰極板が自己放
電するのを防止するために、内圧が一定以上（通常は０
．５〜１．５気圧）になると開弁じ。

他方、低くなっても開弁しない弁が必要である。

さらに電槽にはこの圧力に耐えるだけの充分な耐内圧強
度が要求され、よって電槽材料は限定され、また′電槽
肉厚は厚くなり、こうした理由により大きな端側面面積
を有する大容量の鉛蓄電池へのこの方式の適用は極めて
困難である。

また耐漏液性能を向上させるために端子部には特別の工
夫が必要である。

この電解液が少ない欠点を補う方法として。

流動する電解液を有するとともに陰極板の一部を電解液
々向上に露出させ、該陰極板の露出部で酸素を吸収させ
る方式も提案されている。ところで従来この方式では大
気中の酸素ガスを吸収するのを防止するための弁が必要
と考えられていた。また単に陰極板の露出部のみにて酸
素ガスを吸収させるのでその効率も悪く、これらより大
容量の鉛蓄電池には不向きと考えられていた。

一般に放電した鉛蓄電池を充電したとき陽極板から酸素
ガスが発生するのは充電々気温が放電々気量の約９０〜
９５％になったときである。

もし１日、１〜の充放電１例えば放電８時間。

充ｌＫ１６時間の充放電を考えるならば、充′亀で酸素
ガスが発生している時間は１日２４時間うちの１／６〜
１／８である。すなわち弁を使用して密閉化した鉛蓄電
池の場合、陽極板が酸素ガスと接触している時間は、す
なわち鉛＠電池の上部空間に酸素ガスが存在している時
間は、酸素ガスが発生している時間と、該耐索ガスが鉛
蓄電池の上部空間に残っている時間だけである。

すなわち酸素ガスの吸収効率を向上させる一つの方法と
して、その発生時に陰極板に吸収できなかった酸素ガス
を多量に鉛蓄電池内に蓄積させておくことが考えられる
。ところでこの方法を成立させるためには鉛蓄電池を高
圧に耐えさせるか、その上部空間の容積を大きくする必
要があるが、敲紫ガスの発生量は一般的な鉛蓄電池の上
部空間の容積に比べて多量であり、これらの手段は現実
的でない。

ところで先に大気中の酸素ガスを吸収するのは自己放電
となり、陰極板で酸素ガスを吸収する形式の鉛蓄電池で
はいずれも弁が必要であると考えられていたと記した。

しかし逆に大気中の酸素ガスを吸収できるならば、鉛蓄
電池を外部と通気させることによって簡単に全ての時間
を酸素ガスの吸収に使用できる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、鉛蓄電
池において電解液を流動するものがあるほど充分に備え
、その高さが陽極板の高さよりも高い陰極板を備えるこ
とにより、該陰極板の一部を電解液面上に露出させると
ともに。

ｉｔ［に常に空気が電池内に流入できる孔を有すること
を特徴とするものである。

すなわち本発明によれば充分に電解液を有しており、そ
の硫酸の量も多いので、１ｌｌｂ極板の電解液面上に露
出する部分での陰極活物質のｐｂ→ｐｂｏ　−＋　ｐｂ
ｓｏ４の反応に関与する硫酸の魁の割合も少なく、よっ
て発電反応に影響することもない。また該陰極板の露出
部分の大きさを適切に設定することにより、酸素ガスの
吸収度合を容易にｗＲ塾できる。また充放電が頻繁に行
われる場合には大気中の酸素ガスの吸収による放電はあ
まり問題とならないと考えられる。

以下１本発明による効果を見るために行った試験および
その結果について説明する。

試験１ ３種類の鉛蓄電池を試験した。電池Ａは陰極板を全く電
解液面上に露出させていない通常の構成のものである。

電池Ｂは陰極板の一部を電解液面上に露出させたもので
あるが、従来のごとく密閉式であり、開弁圧０．５気圧
の弁をとりつけたものである。電池Ｃは本発明による鉛
蓄電池である。、 第１図は本発明による船君電池、電池Ｃの正断面図を示
すものであり、１は電槽容器部、２は１と解液、６は陽
極板、４はその高さが陽極板６のｍさよりも高い陰極板
、５は陰極板耳、６は１５ネ極板４の電解液２の液面よ
りも高い部分であるに山部、７は１１１檀蓋部、８は排
気口である。

また電池Ａは′α池Ｃに比べ陰極板の高さを＠極板と同
じにしたことだけが異なるもの、電池Ｂは排気弁を配し
たことだけが異なるものである。

更に電池Ａ、Ｂ、Ｏはいずれも電解液の理論容ｂ１を１
９０Ａｈ、陽極活物質の理論容量を３５０Ａｈに設定し
ている。また電池Ｃの陰極活物質の理論容量は屯＃湾に
浸漬されている部分を３５０Ａｈ、ｉ出部６を３０Ａｈ
とした。そしてこれらの電池Ａ、　Ｂ、　Ｏの容量は５
時間率放電で１２０Ａｈである。

これらの電池を供試し、１０Ａの電流で１０時間の放電
１０．１の電流で９時間および６Ａの電流で５時間の充
電の１日１サイクルの充放電を行い、また５サイクル毎
に２日間の休止を入れた交互充放電試験を行った。第２
図にこのときのサイクル数に対する電解液の減液量の変
化を示す。

菌２図から明らかな様に電池Ｂの減液Ｍは′重油Ａの約
９４％であり、電池Ａは実質的に酸素ガスを吸収しない
から、電池Ｂの酸素ガス吸収率は６％である。一方１本
発明による電池、電池ａＨ素ガス吸収率は９５％に達す
る。

試験２ 陰極板の露出部の理論容量を色々と変化させた。他の構
成は試験１の電池Ｃと同一の電池０１０＋　０２０＋　
０３０＋　０４０＋　０６０＋　０８０＋　０１００を
作り試験１と同一の試験を行い、陰極露出部の理論容量
と酸素ガス吸収率との関係を見た。この結果を第１衷に
示す。

第１表 なお醇紫ガス吸収率は供試電池の２００サイクル目の減
？（Ｋｍを電池Ａの２００サイクル目の減液量で除し、
この値を１から引いた値を％表示したものである。

第１表から明らがな様に、陰極板の露出部の理論容量が
１０Ａｈの電池”１０でも大きな酸素ガス吸収能を有し
ていることがわかる。ただこの理論容量が６０Ａｈ以上
になるとｔＡ量が増加する　４だけで、酸素ガス吸収能
は変らない。これは酸素ガス吸収能が１００％に近づい
たことと、露出部の鉛源が増加して充電によってｐｂｓ
ｏ４がｐｂに帰りにくくなったことによると考えられる
。このことから電池容量が１２０Ａｈの電池ではその陰
極板の露出部が６０Ａｈ以上有っても無意味であり、よ
って電池容ｉｉｒ　Ｉ　Ａｈ当り、陰極板の露出部の活
物質量は理論Ａ′ｎで０．５　Ａｈ以下で良いことがわ
かる。そしてこのことは電池容量３０Ａｈ〜６００Ａｈ
の本発明による鉛蓄電池を供試しての試験でもほぼ成立
したので、一般的と考えられる。ただこの条件を満して
も、＠極板の露出部の高さが３０　ｍｍ以上になると成
立しない様である。

以上本発明による鉛蓄電池は大気中のし・素ガスを利用
することで、電解液の減液を大巾に減少させ、補水回数
を少なくシ、シかも大容量の鉛蓄電池にも適用できるも
のであって、よってその工業的価値の大きいものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鉛蓄電池の一実施例を示す正断面
図である。第２図は本発明にょる鉛蓄電池と本発明によ
らない鉛蓄電池との交互充放電サイクル数に対する減液
ｉを示すグラフである。 １・・・電槽容器部　２・・・電解液 ３・・・陽極板　４・・・陰極板 ５・・・し極板耳　６・・・露出部 ７・・・電１１ＪＭ部　８・・・排気口出願人　湯浅電
池株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電解液を流動するものがあるほど充分に備え、その
   高さが陽極板の高さよりも高い陰極板をｌ１ｉｆ＋える
   ことにより、該陰極板の一部を電解液面」―にＫｇ出さ
   せるとともに、空気が１！槽内に流入できる孔を有する
   ことを特徴とする鉛蓄電池。 ２）陰極板の陽極板の高さよりも高い部分の活物質の幻
   の理論容量を離油容量Ｉ　Ａｈ当り０．５Ａｈ以下とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の鉛蓄
   電池。