KR20170046318A - 자동차용 납축전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온 지역에서 사용하는 납축전지의 전해액 증발을 방지할 수 있는 액면차폐시스템에 관한 것으로서, 특히, 액면을 채울 정도의 내산성볼을 첨가하여 이를 액면위에 부유시키는 기술에 관한 것이다. 이에, 본 발명은 하부하우징(10)과 상부하우징(20)으로 구성되고, 하부하우징(10)은 상부가 개방되고 다수개의 격벽(11)으로 다수개의 셀(12; Cell)로 구성되며, 각 셀(12)에는 전해액(50)이 충전(充塡)되고 극판(도면에 도시하지 않음)이 설치되며, 상기 하부 하우징에 상부하우징(20)은 하부하우징(10)에 충전된 전해액이 외부로 유출될 수 없도록 보호하는 덮개부로 구성되며 덮개부의 외측 상부에 각 셀(12)의 극판군에서 전기를 외부로 인출할 수 있는 한 쌍의 단자(21)를 형성시켜서 된 것에 있어서, 상기 전해액(50)의 표면에 내산성볼(30)을 포함하는 내산성볼부유층(40)이 형성되며, 상기 내상성볼(30)은 부유를 위한 중공(31)을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 납축전지를 제공한다.

Description

자동차용 납축전지 {A Lead-acid Battery for Vehicle}

본 발명은 고온 지역에서 사용하는 납축전지의 전해액 증발을 방지할 수 있는 액면차폐시스템에 관한 것으로서, 특히, 액면을 채울 정도의 내산성볼을 첨가하여 이를 액면위에 부유시키는 기술에 관한 것이다. 상기 내산성볼에 의해 전해액의 증발이 차단됨에 따라 전해액 누액을 방지하여 액고갈에 의한 납축전지의 조기수명종지를 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.

납축전지는 화학반응에 의해 기전력을 발생하는 장치로서, 양극은 과산화납(PbO2), 음극으로 해면상의 납(Pb), 전해액으로 묽은 황산(H2SO4)이 사용되는 충전과 방전이 반복되는 2차 전지이다.

이는 양극과 음극간의 전위차에 의해 전류 흐름을 형성하여 전기적인 힘을 발생하며, 상기 전해액은 납축전지의 전조 내부에 투입된 극판군의 높이보다 높게 채워진다.

고온지역의 기온은 40도가 넘기 때문에 납축전지의 온도, 특히 전해액의 온도에 큰 영향을 미치며, 납축전지가 차량에 장착된 경우에 온도가 증가함에 따라 에어컨 사용횟수가 증가하여 충전 및 방전이 반복되고 가스발생에 의한 전해액 감소, 주변 온도에 의한 전해액 증발을 초래한다.

이와 같은 현상이 지속적으로 발생하면, 전해액의 비중은 고비중화되어 이는 전해액에 의해 배터리 단자에서 인식되는 전압이 실제 값보다 높게 측정되며, 과전압에 의한 충전 부족 상태가 발생하고 더불어 극판의 황산화를 가속화시켜 배터리의 수명을 단축시킬 수 있다.

납축전지의 수명을 향상시키기 위하여 등록특허 제10-0627037호는 증류수와 황산으로 구성되는 납축전지의 전해액에 있어서, 이에 과붕산나트륨을 첨가하며, 구성성분의 혼합비는, 증류수가 60∼65중량%, 황산(H2SO4)이 34∼40중량%이며, 과붕산나트륨(NaBO3)이 0.1~5중량%이거나, 증류수가 62.6중량%, 황산(H2SO4)이 36.9중량%이며, 과붕산나트륨(NaBO3)이 0.5중량%인 것을 특징으로 하는 납축전지의 전해액 조성물을 개시한 바 있다. 그러나 이러한 구성은 납축전지 전해액의 조성을 제한하는 요소로서 차후 전해액의 성능향상에 제약이 될 수 있는 문제가 있다.

등록특허 제10-0627037호 '납축전지의 전해액 조성물' 공개일자 2006년05년24일

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 액면을 차단할 수 있는 양의 내산성볼을 액면에 부유시키도록 구성하며, 이는 내산성볼과 내산성볼간에 최소한의 공극만을 남게 되어 액면으로부터 전해액의 증발을 방지하고, 액 넘침 현상이 발생할 때 누액을 차단하여 차량의 손상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

더불어 납축전지의 과충전시, 물의 전기화학적 반응으로 생성되는 수소와 산소가 발생하는데 가스가 외부로 과다 누출될 경우, 전해액 감소현상이 초래하므로 부유된 내산성볼 표면적과 발생가스가 접촉하여 누출되는 가스량의 감소 효과를 얻을 수 있다.

최종적으로 전해액 감소에 따른 납축전지의 수명종지 현상을 방지할 수 있는 내산성볼을 이용한 전해액 액면차폐시스템을 제공함에 본 발명의 목적이다.

이에, 본 발명은 하부하우징(10)과 상부하우징(20)으로 구성되고, 하부하우징(10)은 상부가 개방되고 다수개의 격벽(11)으로 다수개의 셀(12; Cell)로 구성되며, 각 셀(12)에는 전해액(50)이 충전(充塡)되고 극판(도면에 도시하지 않음)이 설치되며, 상기 하부 하우징에 상부하우징(20)은 하부하우징(10)에 충전된 전해액이 외부로 유출될 수 없도록 보호하는 덮개부로 구성되며 덮개부의 외측 상부에 각 셀(12)의 극판군에서 전기를 외부로 인출할 수 있는 한 쌍의 단자(21)를 형성시켜서 된 것에 있어서, 상기 전해액(50)의 표면에 내산성볼(30)을 포함하는 내산성볼부유층(40)이 형성되며, 상기 내상성볼(30)은 부유를 위한 중공(31)을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 납축전지를 제공함으로써 상기의 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 고온 지역에서 사용하는 납축전지의 전해액 증발을 방지할 수 있는 액면차폐시스템에 관한 것으로, 액면을 채울 정도의 내산성볼을 액면에 부유시키도록 하고, 납축전지의 외부 온도가 상승할 때, 전해액의 증발을 차단 및 과충전시 물이 전기분해하여 발생하는 가스와의 접촉 표면적 향상시키면서 액 고갈을 방지하고 액면 차단함으로써 누액에 따른 차량 손상을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 배터리의 전해액 액면에 내산성볼을 부유시켜 액면으로부터 전해액 증발을 억제하고, 발생가스와의 접촉 표면적을 증대시켜 가스재결합을 유도함으로써 전해액 액고갈 현상을 감소시킨다. 또한 고비중화에 의한 과전압을 방지할 수 있어 배터리 수명이 연장되는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 자동차용 납축전지의 분해사시도이다.
도2는 본 발명의 자동차용 납축전지의 내산성볼의 단면도이다.
도3은 본 발명의 자동차용 납축전지의 효과를 설명한 설명도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 하부하우징(10)과 상부하우징(20)으로 구성되고, 하부하우징(10)은 상부가 개방되고 다수개의 격벽(11)으로 다수개의 셀(12; Cell)로 구성되며, 각 셀(12)에는 전해액(50)이 충전(充塡)되고 극판(도면에 도시하지 않음)이 설치되며, 상기 하부 하우징에 상부하우징(20)은 하부하우징(10)에 충전된 전해액이 외부로 유출될 수 없도록 보호하는 덮개부(21)로 구성되며 덮개부(21)의 외측 상부에 각 셀(12)의 극판군에서 전기를 외부로 인출할 수 있는 한 쌍의 단자(21)를 형성시켜서 된 것에 있어서, 상기 전해액(50)의 표면에 내산성볼(30)을 포함하는 내산성볼부유층(40)이 형성되며, 상기 내상성볼(30)은 부유를 위한 중공(31)을 가지는 것을 특징으로 하는 납축전지를 제공한다. 상기 내산성볼을 전조내부에서 전해액(50) 액면에 부유시키도록 구성하며, 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 액면차폐의 기능을 수행하게 한다.

즉, 납축전지 충전시 물이 분해되어 발생하는 가스는 외부로 방출되는데, 본 발명의 내산성볼(30)에 의한 부유층(40)은 도3에 도시되는 바와 같이, 외부로 방출되는 가스를 차단하게 되며, 차단된 가스는 다시 전해액(50) 내로 녹아들어가게 된다. 상기와 같은 효과를 극대화 시키기 위하여 도2에 도시되는 바와 같이, 내산성볼(30) 표면에 돌기(32)를 형성하여 가스가 접촉할 수 있는 표면적을 향상시키는 것이 바람직하다.

납축전지의 전해액(50)은 묽은 황산이므로 내산성볼(30)의 재질은 저렴하면서 내산성이 우수한 폴리에틸렌 수지를 사용하며, 압출성형법으로 일정규격으로 제작하되, 내부에 빈 중공(31)을 형성하여 전해액(50) 표면에 부유할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 필요에 따라, 상기 내산성볼(30)은 페놀 노블락 에폭시 수지 또는 비스페놀에프 에폭시 수지, 난연제, 가교제로 이루어진 주제와 경화제로 형성시킬 수 있다. 에폭시 수지 기반의 재질은 상대적으로 고가의 비용이 소요되나 내산성은 물론 내부식성 및 기계적성질이 우수하여 요구되는 상황에 따라 선택되어 사용될 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다. 또한, 청구항 부호는 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명의 형상과 구조를 첨부된 도면에 한정한다는 뜻이 아니다.

10. 하부하우징
11. 격벽
12. 셀
20. 상부하우징
21. 단자
30. 내산성볼
31. 중공
32. 돌기
40. 내산성볼부유층
50. 전해액

Claims (4)

1. 하부하우징(10)과 상부하우징(20)으로 구성되고, 하부하우징(10)은 상부가 개방되고 다수개의 격벽(11)으로 다수개의 셀(12; Cell)로 구성되며, 각 셀(12)에는 전해액(50)이 충전(充塡)되고 극판(도면에 도시하지 않음)이 설치되며, 상기 하부 하우징에 상부하우징(20)은 하부하우징(10)에 충전된 전해액이 외부로 유출될 수 없도록 보호하는 덮개부로 구성되며 덮개부의 외측 상부에 각 셀(12)의 극판군에서 전기를 외부로 인출할 수 있는 한 쌍의 단자(21)를 형성시켜서 된 것에 있어서,
   상기 전해액(50)의 표면에 내산성볼(30)을 포함하는 내산성볼부유층(40)이 형성되며, 상기 내상성볼(30)은 부유를 위한 중공(31)을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 납축전지.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 내산성볼(30)은 표면적을 증가시기키 위한 돌기(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 납축전지.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 내산성볼(30)은 압출성형된 폴리에틸렌수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차용 납축전지.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 내산성볼(30)은 페놀 노블락 에폭시 수지 또는 비스페놀에프 에폭시 수지, 난연제, 가교제로 이루어진 주제와 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 납축전지.
   

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