JPS636850Y2

JPS636850Y2 -

Info

Publication number: JPS636850Y2
Application number: JP19823481U
Authority: JP
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1988-02-26
Also published as: JPS58101461U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は鉛蓄電池に関し、その目的とするとこ
ろは、陽極柱封口部に発生する局部腐食（陽極柱
腐食）を防止し、蓄電池の信頼性を向上させるこ
とにある。従来、小容量および中容量の一部の据置鉛蓄電
池では、陽極柱封口法として鉛ブツシング方式が
採用されている。そのブツシング方式の代表例を
第１図に示す。同図において、鉛ブツシング１が
合成樹脂材からなる蓄電池カバー２にインサート
され、陽極柱４と端子５とが鉛ブツシング１に溶
接されている。６は溶接部を示す。この方式のポイントはカバー２の成形条件と端
子の溶接時の加熱である。成形条件では、小形の
鉛ブツシング１であれば、成形圧力も小さくてす
み、また鉛ブツシング１の熱容量も小さいため、
製造上のばらつきがあまり大きくならず、問題は
生じない。しかし中容量や大容量の鉛電池では陽
極柱４が太くなるので鉛ブツシング１も必然的に
大きくなり、成形圧力を大きくする必要が生じ、
熱容量も大きくなる。また端子５を溶接する際、
鉛ブツシング１と極柱４の一部を酸素と水素の混
合ガスを燃焼させて高温を得る溶接用のバーナな
どで溶かし、そこに他の鉛を足して溶接するた
め、鉛ブツシング１を適度に冷却しなければ、こ
の時の熱のために鉛ブツシング１に接するカバー
２の部分が溶かされ、カバー２と鉛ブツシング１
との間に間〓が生じやすいものである。したがつ
てその間〓が生じた場合には、その間〓から液も
れが生じ、また鉛ブツシング１の腐食により生成
した腐食物の生長によりカバー２が割れてしまう
という問題がある。またカバー２の成形条件で
は、金型の温度、鉛ブツシング１の温度、合成樹
脂の射出圧力などが適当ではなく条件がずれる
と、成形後のカバー２の歪が大となり、鉛ブツシ
ング１とカバー２の界面に間〓が生じる。さらに
端子５を溶接する際の加熱時間が不適当であつた
り、冷却がうまくおこなわれなかつたりした場合
には溶接熱のための鉛ブツシング１と接している
カバー２の部分が溶け、鉛ブツシング１とカバー
２の界面に間〓が生じる。このように間〓が生じ
ると、気密、液密を保持できなくなる。充電中に
発生するガスの漏出が著しいときには防曝性を失
うことがある。また電解液（希硫酸）が漏出した
場合には、その電解液による端子５の腐食が発生
する。電池間を接続するバーと端子５の間に電解
液が侵入し硫酸鉛を生成した場合、非常時（停
電）の放電の際これが高抵抗体となり発熱し端子
５を溶かしてしまい大きな事故につながることが
ある。さらに前述したごとく鉛ブツシング１の腐
食により生成した腐食物の生長によりカバー２が
割れると、ガスおよび電解液の漏出をおこすこと
があり、この場合にもガスに引火すれば爆発を起
こし、また端子５と接続バーの間に電解液が侵入
し、硫酸鉛を生成すれば、前述と同様の問題が発
生する。さらに多量の電解液が漏出した場合には
架台やケースを腐食することがある。以上のこと
から鉛ブツシング方式は中容量や大容量の鉛蓄電
池には不適当である。そこで中容量や大容量の鉛蓄電池の陽極柱封口
法として第２図および第３図に示すものがある。第２図において、７は陽極柱４に突設されると
共にカバー２の下面に当接する突出部、８は陽極
柱４の上端雄ねじ部９に螺合するシールナツト、
１０はシールナツト８の下面の押えリング１１と
カバー２の上面との間に配設されたＯリング（ネ
オプレンゴムなどの耐酸性合成ゴム）である。な
おシールナツト８と雄ねじ部９との間には耐酸性
のワツクスまたはグリースを塗布し、シール効果
をもたせている。上記方式の場合には、初期には液漏れなどの問
題は発生しないが、使用年数の経過とともにシー
ルナツト８の下部の陽極柱４の電解液にぬれる表
面部分にいわゆる剥離が発生する。これは、上記
表面部分の鉛部はPb→PbSO₄→PbO₂と酸化を受
けて過酸化鉛が表面を覆い、この過酸化鉛の被膜
はわずかながら亀裂部を有し、徐々に形成される
この被膜がある程度の厚さに達して地金との密着
性を失つたときに機械的作用により剥離脱落する
ことによる。この剥離が進行し、シールナツト８
の下部に電解液が侵入し、特殊な腐食環境をつく
り、陽極柱４の局部腐食が発生する。この場合の
腐食生成物は鉛ブツシング１の場合の腐食生成物
と同一のもので、体積膨張を起こし、シールナツ
ト８の破損を起こす。著しい場合には、カバー２
の破損や陽極柱４の切損を起こすこともある。第３図において、１２はカバー２に形成された
凹部であつて、その底部中央には貫通穴３を、そ
の内周面上部に雌ねじ部１３を形成してある。１
４は貫通穴３に挿通された陽極柱４に外嵌すると
共に凹部１２内に挿入されたゴムパツキング（ネ
オプレンゴムなどの耐酸性合成ゴム）、１５は陽
極柱４に外嵌すると共に雌ねじ部１３に螺合する
シールナツトである。なお、上記ゴムパツキング
１４の内径は陽極柱４の外径より若干小さく設定
してあり、これによつて液密を保持するようにし
てある。上記方式の場合には、陽極柱４の垂直精度、陽
極柱４の表面粗さ、鋳造された陽極柱４の表面に
発生するピンホールなどの存在が大きな要因とな
つて、初期に液もれが発生することがあり、年数
が経過すれば陽極柱４の腐食に至る場合がある。上記第１図〜第３図に示す方式の問題点はいず
れも電解液およびガスの漏出、腐食生成物の生成
により発生するものであり、現象的には共通であ
る。鉛蓄電池の陽極柱封口部に起こる陽極柱腐食
は電解液濃度の高い部分で発生する通常の酸化反
応とは異なる。電解液濃度の高い部分での腐食の
例として格子の腐食があるが、この場合の腐食生
成物は正方晶系のβ−PbO₂である。しかし陽極
柱４の腐食の場合に生成する腐食生成物はα−
PbO₂とPbSO₄である。このα−PbO₂は斜方晶系
であり、電解液濃度が低い、水素イオン濃度PH４
以上で生成する。このように、電解液濃度の低い
個所で起る陽極柱腐食の腐食環境は、電解液濃度
の高い個所で起る通常の陽極格子の腐食の腐食環
境とは明らかに異なつている。格子の腐食は約PH
−0.4（比重1.215／20℃）程度の環境で生成され
ている。現在、陽極柱４の腐食に対する種々の研
究が行なわれ、いくつかの推定が行なわれている
が実験的に再現され証明されたものはない。本考案は従来の電解液中では発生せず、電解液
面上方にある陽極柱封口部に使用中に電解液が侵
入して発生する異常な腐食を製造面と構造面の両
方から解決し、鉛蓄電池から電解液およびガスが
漏出することなどを防止しようとするものであつ
て、その特徴とするところは、外周面の一部に耐
酸性および粘着性物質を塗布すると共に該物質の
外面を熱収縮チユーブで覆つた陽極柱を、蓄電池
カバーに設けた凹部の底部に穿設された貫通穴に
挿通し、陽極柱の熱収縮チユーブにゴムパツキン
グを外嵌させると共に該ゴムパツキングを蓄電池
カバーの前記凹部に挿入させ、前記凹部の内周面
に螺合して前記ゴムパツキングを前記凹部の底部
に押圧するシールナツトを設け、ゴムパツキング
の前記凹部の内周面と接する側面に凹凸を形成し
たことにあり、この構成によれば、陽極柱封口部
に発生する局部腐食（陽極柱腐食）を防止し、蓄
電池の信頼性を向上させることができるものであ
る。以下、本考案の一実施例を第４図に基づいて説
明する。この実施例の陽極柱４には上部から下部
にかけて２〜5゜の下広がりのテーパーを形成して
あり、該陽極柱４の外周面の一部に耐酸性および
粘着性物質１６を塗布し、該物質１６の外面を熱
収縮チユーブ１７で覆つてある。１８は貫通穴３
に挿通された陽極柱４の熱収縮チユーブ１７に外
嵌すると共に凹部１２内に挿入されたゴムパツキ
ング（ネオプレンゴムなどの耐酸性合成ゴム）で
あつて、そのカバー２の凹部１２の内周面と接す
る側面に凹凸１９を形成してある。２０は陽極柱
４に外嵌すると共に凹部１２の雌ねじ部１３に螺
合し、ゴムパツキング１８を押圧するシールナツ
トである。なおゴムパツキング１８の内径は熱収
縮チユーブ１７の外径よりも若干小さく設定して
ある。これによつて液密を保持するようにしてあ
る。上記構成の組立手順を説明する。まず陽極柱４
を耐酸性および粘着性物質１６の融点の20゜〜30
℃程度高めの温度に加熱する。次に融点より20〜
30℃高めの温度に加温溶融した耐酸性および高粘
着性のグリースまたはワツクスなどの物質１６を
陽極柱４の外周面適所に塗布し、陽極柱４の外周
面の微細な凹凸の内部に侵入させる。ここでグリ
ースとしては、広く一般的に使用されているバツ
テリーのシールや防錆用のグリースが用いられ
る。またワツクスとしては、合成ワツクス（80〜
90％）にポリブチレン（３〜７％）、ポリエチレ
ン粉末などの耐酸性のある合成樹脂粉末（残分）
を加え混合したものや、パラフインワツクス（５
〜10％）にマイクロクリスタリンワツクス（50〜
80％）、ポリブチレン（３〜10％）、耐酸性物質の
粉末（残分）≪例としてポリエチレン系、ポリプ
ロピレン系、フツ素系、シリコン系、ABS系な
どの合成樹脂粉末≫を混合したものなどが用いら
れる。また単独にシリコン系グリースや、フツ素
系グリースなどを使用してもよい。次に陽極柱４の温度が塗布した耐酸性および粘
着性物質１６の融点より10〜30℃低くなつたとこ
ろで、耐酸性および粘着性物質１６にたとえば塩
化ビニル系などの熱収縮チユーブ１７をかぶせ、
100±20℃の雰囲気に５〜10分置き、全体がほぼ
均一な収縮となるようにする。このとき余分な耐
酸性および粘着性物質１６が熱収縮チユーブ１７
の外側へ押し出されるので、室温に冷えた後、そ
の余分な耐酸性および粘着性物質１６を取り除
く。なお熱収縮チユーブ１７の長さはその下端が
電解液の中に没するよう長めにしておく。これ
は、陽極柱４に酸化物が生成する部分、すなわち
熱収縮チユーブ１７より下方の部分を電解液中に
位置させて、この部分の電解液濃度をα−PbO₂
が発生する濃度にしないためである。熱収縮チユ
ーブ１７の収縮は該チユーブ１７の全周の長さの
一割程度とすると収縮を均一化することができ
る。また、熱収縮チユーブ１７により陽極柱４が
被覆されることにより、耐酸性および粘着性物質
１６を保護するとともに、この部分の陽極柱４に
α−PbO₂の被膜が発生しなくなる。ここで陽極柱４は鋳造により作られるため、表
面がきわめて粗く、直接ゴムなどのパツキングで
押えても長期間完全に液密にすることはできな
い。陽極柱４の表面を滑らかにする方法として一
般にリーマによる切削加工が行なわれるが、表面
から約３mm程度の深さまではブローホールなどが
存在することがあり、リーマ加工によつてかえつ
てブローホールを表面に出すことになることがあ
つた。またリーマ加工の条件として、少しでもず
れると表面に傷を残し液密性を十分に保てなくな
ることがあつた。このような加工はある程度の熟
練を要し、また工数がかかるためコスト高にな
る。これに対し本考案実施例では前述したごと
く、リーマ加工を行なわず、液密性を向上させた
のである。また極板群を組立てる際、陽極柱４が垂直にな
るよう作業が行なわれるが、やはり多少の誤差が
発生するため、場合によつては垂直にならないこ
とがある。そうするとゴムパツキング１８を挿入
し、シールナツト２０を締付けたときにゴムパツ
キング１８の締付けが部分的に不均一となり、液
もれなどの発生が考えられる。このためゴムパツ
キング１８のカバー２と接する側面に凹凸１９を
形成してある。この凹凸１９により陽極柱４の傾
きを吸収すると同時にシールナツト２０で締付け
た場合のパツキング１８の圧縮変形した体積の逃
げを設けたのである。これによりパツキング１８
の陽極柱４表面への圧縮力は均一化され、液密効
果をより向上させることができた。また鉛蓄電池
では使用中に陽極柱４や陽極板の伸びが生じる
が、陽極柱４に上部から下部にかけて２〜5゜の下
広がりのテーパーを形成してあるので、陽極柱４
が伸びると、その分だけパツキング１８が押し開
かれ増々液密性を向上させることができる。この
ときもパツキング１８の凹凸１９で圧力を吸収
し、陽極柱４を均一に締付けることができる。次に第１図〜第４図に示す各陽極柱封口部の液
密性を確認するため次の加速試験を行なつた。 (イ) 供試電池 CS−2000×50個（各方式毎） (ロ) 内圧 250±20mmHg (ハ) 温度 40±５℃ (ニ) 期間 720日 (ホ) 充電電流： 4A その結果を第１表に示した。この第１表から明
らかなように第４図方式（本考案の実施例）によ
れば、720日経過しても液漏れは発生していない。
分解結果からも、電解液中に没している部分で、
陽極柱４と耐酸性および粘着性物質１６との間へ
の電解液の侵入は熱収縮チユーブ１７の下端から
５mm以下であり、従来例に比べて液密性が著しく
優れている。また第１図〜第４図に示す陽極柱４の腐食に対
する効果を確認するため、次の加速試験を行なつ
た。 (イ) 供試電池 CS−1000×50個（各方式毎） (ロ) 内圧のサイクル

【表】 (ハ) 温度 40±５℃ (ニ) 期間 1000日 (ホ) 充電電流 3A その結果を第２表に示した。第１図〜第３図の
方式はいずれもＸ線回折による分析でα−PbO₂
の存在が認められたため、陽極柱腐食の可能性が
ある。これに対し第４図方式（本考案の実施例）
によれば、α−PbO₂の存在は確認できなかつた。

【表】陽極柱４は各セルに４本づゝ設けられているた
め、液漏れは陽極柱４を単位として計算した。

【表】

【表】以上述べたごとく本考案の鉛蓄電池によれば、
パツキングが直接鉛の表面に接していないため、
PbO₂による劣化および表面から直接発生する酸
素（発生期の酸素）の影響を受けない。またパツ
キングは表面の滑らかな熱収縮チユーブと接して
いるため液密効果が非常に向上するものである。
したがつて陽極柱封口部に発生する局部腐食（陽
極柱腐食）を防止し、蓄電池の信頼性を向上させ
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来方式を示す縦断面図であ
る。第４図は本考案の一実施例を示す縦断面図で
ある。２……蓄電池カバー、３……貫通穴、４……陽
極柱、１６……耐酸性および粘着性物質、１７…
…熱収縮チユーブ、１８……ゴムパツキング、１
９……凹凸、２０……シールナツト（固定手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

外周面の一部に耐酸性および粘着性物質を塗布
すると共に該物質の外面を熱収縮チユーブで覆つ
た陽極柱を、蓄電池カバーに設けた凹部の底部に
穿設された貫通穴に挿通し、陽極柱の熱収縮チユ
ーブにゴムパツキングを外嵌させると共に該ゴム
パツキングを蓄電池カバーの前記凹部に挿入さ
せ、前記凹部の内周面に螺合して前記ゴムパツキ
ングを前記凹部の底部に押圧するシールナツトを
設け、ゴムパツキングの前記凹部の内周面と接す
る側面に凹凸を形成したことを特徴とする鉛蓄電
池。