JP3008564B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
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- JP3008564B2 JP3008564B2 JP3177999A JP17799991A JP3008564B2 JP 3008564 B2 JP3008564 B2 JP 3008564B2 JP 3177999 A JP3177999 A JP 3177999A JP 17799991 A JP17799991 A JP 17799991A JP 3008564 B2 JP3008564 B2 JP 3008564B2
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- lead
- alloy
- negative electrode
- battery
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- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池に関し、更に
詳細には、負極格子と負極ストラップとを組成が異なる
合金で構成してなる鉛蓄電池に関する。
詳細には、負極格子と負極ストラップとを組成が異なる
合金で構成してなる鉛蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉛蓄電池の電極は、一般に鉛−ア
ンチモン系合金で形成されていたが、近年、この電極格
子の耐蝕性を向上させるため、電極格子合金に全くアン
チモンを用いないでカルシウムを用いた鉛蓄電池（以
下、カルシウム電池と称す）や、正極格子のみにアンチ
モンを含み、負極格子にはアンチモンを含まないよう構
成した鉛蓄電池（以下、ハイブリッド電池と称す）が開
発された。この種の電池の負極格子には一般的にカルシ
ウムを含む鉛合金が用いられており、負極ストラップに
は、アンチモンを含む鉛合金が用いられている。すなわ
ち、カルシウム電池やハイブリッド電池においては、負
極が、異なった合金組成の負極格子と負極ストラップと
で構成されている。この種の電池は、格子自体の耐蝕性
が向上するとともに、正極にアンチモンを用いないこと
から、電解液の減液抑制特性が著しく向上し、電解液の
減液が殆ど生ぜず、補水を必要としない所謂メンテナン
スフリーの鉛蓄電池として実用化されている。
ンチモン系合金で形成されていたが、近年、この電極格
子の耐蝕性を向上させるため、電極格子合金に全くアン
チモンを用いないでカルシウムを用いた鉛蓄電池（以
下、カルシウム電池と称す）や、正極格子のみにアンチ
モンを含み、負極格子にはアンチモンを含まないよう構
成した鉛蓄電池（以下、ハイブリッド電池と称す）が開
発された。この種の電池の負極格子には一般的にカルシ
ウムを含む鉛合金が用いられており、負極ストラップに
は、アンチモンを含む鉛合金が用いられている。すなわ
ち、カルシウム電池やハイブリッド電池においては、負
極が、異なった合金組成の負極格子と負極ストラップと
で構成されている。この種の電池は、格子自体の耐蝕性
が向上するとともに、正極にアンチモンを用いないこと
から、電解液の減液抑制特性が著しく向上し、電解液の
減液が殆ど生ぜず、補水を必要としない所謂メンテナン
スフリーの鉛蓄電池として実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
鉛蓄電池の使用環境は年々高温化している。例えば、自
動車用鉛蓄電池を例にとれば、エンジン排気量のアッ
プ、居住空間を広くするためのコンパクトなエンジンル
ーム設計、交通渋滞などにより鉛蓄電池の使用環境がま
すます高温化している。これにより、例えばハイブリッ
ド電池の場合であっても、従来の使用環境下に比べて、
過充電電流が増大するとともに格子が腐食し、正極格子
中のアンチモンが溶解し、負極板表面に析出するため、
減液抑制特性が使用中に次第に劣化し、電解液の減液が
おこる。ところで、鉛蓄電池においては、電池外部に最
高液面線と最低液面線を表示しているが、このうち最低
液面線は、一般に、補水までに至る電解液量を多くする
目的で電池内部の極板群上端部分に配置されている。こ
のような構成においては、電解液の最低液面線までの減
液がおこった場合、負極の格子とストラップの接触個
所、すなわち異種金属の接触個所が露出することとなる
が、このようなときに、接触部分で著しい腐食が生ずる
ことが分かってきた。このような問題は、従来のように
負極全体を一種類の合金で形成する場合には生じなかっ
た問題である。つまり、負極格子と負極ストラップの接
触部の腐食という現象は、異種金属を接合することによ
って発生した新たな問題である。この腐食を抑制するた
めに、溶接条件の検討などが行われているが、腐食速度
を遅くすることはできるが根本的な対策には至っていな
い。
鉛蓄電池の使用環境は年々高温化している。例えば、自
動車用鉛蓄電池を例にとれば、エンジン排気量のアッ
プ、居住空間を広くするためのコンパクトなエンジンル
ーム設計、交通渋滞などにより鉛蓄電池の使用環境がま
すます高温化している。これにより、例えばハイブリッ
ド電池の場合であっても、従来の使用環境下に比べて、
過充電電流が増大するとともに格子が腐食し、正極格子
中のアンチモンが溶解し、負極板表面に析出するため、
減液抑制特性が使用中に次第に劣化し、電解液の減液が
おこる。ところで、鉛蓄電池においては、電池外部に最
高液面線と最低液面線を表示しているが、このうち最低
液面線は、一般に、補水までに至る電解液量を多くする
目的で電池内部の極板群上端部分に配置されている。こ
のような構成においては、電解液の最低液面線までの減
液がおこった場合、負極の格子とストラップの接触個
所、すなわち異種金属の接触個所が露出することとなる
が、このようなときに、接触部分で著しい腐食が生ずる
ことが分かってきた。このような問題は、従来のように
負極全体を一種類の合金で形成する場合には生じなかっ
た問題である。つまり、負極格子と負極ストラップの接
触部の腐食という現象は、異種金属を接合することによ
って発生した新たな問題である。この腐食を抑制するた
めに、溶接条件の検討などが行われているが、腐食速度
を遅くすることはできるが根本的な対策には至っていな
い。
【０００４】そこで、本発明は、格子とストラップとを
異種金属で構成した負極の上記腐食をほぼ完全に防止す
ることのできる鉛蓄電池を提供することを目的とする。
異種金属で構成した負極の上記腐食をほぼ完全に防止す
ることのできる鉛蓄電池を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉛−カルシウ
ム系合金からなる負極格子と鉛−アンチモン系合金から
なる負極ストラップを備えた鉛蓄電池において、電解液
の最低レベルを指示する最低液面線を、前記鉛−カルシ
ウム系合金と前記鉛−アンチモン系合金が接触する個所
より上方に配したことを特徴とするものである。
ム系合金からなる負極格子と鉛−アンチモン系合金から
なる負極ストラップを備えた鉛蓄電池において、電解液
の最低レベルを指示する最低液面線を、前記鉛−カルシ
ウム系合金と前記鉛−アンチモン系合金が接触する個所
より上方に配したことを特徴とするものである。
【０００６】本発明の発明者らは、負極格子と負極スト
ラップとを組成が異なる合金で構成した場合の異種金属
の接触個所における腐食を鋭意研究した結果、該接触個
所が電解液の液面から露出してさえいなければ、該腐食
が全く生じないことを知見した。
ラップとを組成が異なる合金で構成した場合の異種金属
の接触個所における腐食を鋭意研究した結果、該接触個
所が電解液の液面から露出してさえいなければ、該腐食
が全く生じないことを知見した。
【０００７】本発明は、この知見に基づくものであり、
負極格子と負極ストラップとが組成の異なる合金で構成
された蓄電池において、電解液の最低レベルを指示する
最低液面線を、異種合金が接触する個所より上方に配し
たことを特徴とするものである。
負極格子と負極ストラップとが組成の異なる合金で構成
された蓄電池において、電解液の最低レベルを指示する
最低液面線を、異種合金が接触する個所より上方に配し
たことを特徴とするものである。
【０００８】
【０００９】また、鉛蓄電池には、電解液の液量を示す
インジケータを設けてもよく、この場合には、上記イン
ジケータの作動位置は上記異種金属の接触個所以上すな
わち上記最低液面線と合致させることが望ましい。
インジケータを設けてもよく、この場合には、上記イン
ジケータの作動位置は上記異種金属の接触個所以上すな
わち上記最低液面線と合致させることが望ましい。
【００１０】さらにまた、いわゆるＯＫモニタを設置
し、このＯＫモニタの作動位置を上記異種金属の接触個
所以上すなわち上記最低液面線と合致させることができ
る。
し、このＯＫモニタの作動位置を上記異種金属の接触個
所以上すなわち上記最低液面線と合致させることができ
る。
【００１１】
【作用】異種金属の接触部分が腐食するメカニズムは、
完全には解明されていないが、異種金属のために微妙に
自然電位が異なり、接触部分付近で局部電池を構成し、
更に空気中の酸素が関与して腐食が生ずるものと考えら
れていが、本発明のように、負極の異種金属の接触部分
を常に電解液の液面以下とし露出しないようにすれば、
該接触個所における腐食が全く起こらない。
完全には解明されていないが、異種金属のために微妙に
自然電位が異なり、接触部分付近で局部電池を構成し、
更に空気中の酸素が関与して腐食が生ずるものと考えら
れていが、本発明のように、負極の異種金属の接触部分
を常に電解液の液面以下とし露出しないようにすれば、
該接触個所における腐食が全く起こらない。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ま
しい実施例による鉛蓄電池を説明する。この実施例にお
いては、鉛蓄電池を、上記した所謂ハイブリッド電池と
して説明する。
しい実施例による鉛蓄電池を説明する。この実施例にお
いては、鉛蓄電池を、上記した所謂ハイブリッド電池と
して説明する。
【００１３】図１は、本発明の実施例による鉛蓄電池の
一部破截正面図であり、この図において、符号１は電槽
を示す。この電槽１内部には、通常のハイブリッド電池
と同様、正極（図示せず）および負極２が配置されてい
る。この負極２は、上部に電極耳部４を有し、鉛−カル
シウム系合金で形成された格子を有する多数の負極板
３、およびこれらの負極板３の電極耳部４を接続するも
のであり、鉛−アンチモン系合金で形成されたストラッ
プ５を備えている。上記電槽１内には、フリーな電解液
が収容されており、この電槽１の外部には、電解液の最
高レベルを示すための最高液面線（図示せず）と、最低
レベルを示すための最低液面線６とが設けられている。
この最低液面線６は、電解液の液面がこの線を下回らな
い内に補水を行うべきことを指示するためのものであ
り、電極耳部４とストラップ５の接続部、すなわち鉛−
カルシウム系合金と鉛−アンチモン系合金である異種金
属の接触個所より上方に設定されている。これにより、
異種金属の接触個所が、いかなる時でも露出しないよう
にし、この個所における腐食を防止している。
一部破截正面図であり、この図において、符号１は電槽
を示す。この電槽１内部には、通常のハイブリッド電池
と同様、正極（図示せず）および負極２が配置されてい
る。この負極２は、上部に電極耳部４を有し、鉛−カル
シウム系合金で形成された格子を有する多数の負極板
３、およびこれらの負極板３の電極耳部４を接続するも
のであり、鉛−アンチモン系合金で形成されたストラッ
プ５を備えている。上記電槽１内には、フリーな電解液
が収容されており、この電槽１の外部には、電解液の最
高レベルを示すための最高液面線（図示せず）と、最低
レベルを示すための最低液面線６とが設けられている。
この最低液面線６は、電解液の液面がこの線を下回らな
い内に補水を行うべきことを指示するためのものであ
り、電極耳部４とストラップ５の接続部、すなわち鉛−
カルシウム系合金と鉛−アンチモン系合金である異種金
属の接触個所より上方に設定されている。これにより、
異種金属の接触個所が、いかなる時でも露出しないよう
にし、この個所における腐食を防止している。
【００１４】以上の構成のハイブリッド電池において、
腐食の試験を行った。なお、正極は、通常のものと同様
鉛−アンチモン系合金で形成した。
腐食の試験を行った。なお、正極は、通常のものと同様
鉛−アンチモン系合金で形成した。
【００１５】この試験においては、上記電池を６０℃の
雰囲気中で定電圧過充電試験（充電電圧：１４．０Ｖ）
を行った。補水は、電解液が最低液面線になったときに
おこなった。
雰囲気中で定電圧過充電試験（充電電圧：１４．０Ｖ）
を行った。補水は、電解液が最低液面線になったときに
おこなった。
【００１６】２０週間の試験を行った後、電池を分解し
て、負極の腐食状況を調査したところ、全く腐食してい
なかった。
て、負極の腐食状況を調査したところ、全く腐食してい
なかった。
【００１７】比較例として、最低液面線を極板上端に設
定した以外は上記本実施例の構成と同一の電池を作成
し、同様の条件下で定電圧過充電試験を行ったところ、
この比較例の電池においては、全ての電極の耳部が腐食
により断線していた。
定した以外は上記本実施例の構成と同一の電池を作成
し、同様の条件下で定電圧過充電試験を行ったところ、
この比較例の電池においては、全ての電極の耳部が腐食
により断線していた。
【００１８】
【００１９】
【００２０】以上のように、本発明は、負極耳部の腐食
による断線を防止する効果が極めて高い。
による断線を防止する効果が極めて高い。
【００２１】なお、例えば、図２に示したように、電槽
１の蓋（図示せず）に、透視性あるアクリル樹脂等の柱
状プリズム１０を設置するとともに、その下端を丁度最
低液面線６（最低液面線の延長線を想像線で示した）の
位置にくるようにしておけば、液面の下降で、プリズム
の下端が浮いた状態になると、プリズムの作用により、
透過から反射状態となり、容易に最低液面線以下の液面
低下を示すことができる。また、図３に示したように、
この最低液面線以下の液面低下をブザー等により積極的
に知らせるため、所謂ＯＫモニタ２０を設置してもよ
い。このＯＫモニタは、例えば電槽の蓋に一対の検出電
極２１を取り付け、その下端が丁度最低液面線６（最低
液面線の延長線を想像線で示した）の位置にくるように
設置したもので、検出電極が電解液で浸されていれば、
信号出力がオフであり、一方、液面が下がり、検出電極
が液から露出すると、信号出力がオンとなって、液面低
下を告げるものである。
１の蓋（図示せず）に、透視性あるアクリル樹脂等の柱
状プリズム１０を設置するとともに、その下端を丁度最
低液面線６（最低液面線の延長線を想像線で示した）の
位置にくるようにしておけば、液面の下降で、プリズム
の下端が浮いた状態になると、プリズムの作用により、
透過から反射状態となり、容易に最低液面線以下の液面
低下を示すことができる。また、図３に示したように、
この最低液面線以下の液面低下をブザー等により積極的
に知らせるため、所謂ＯＫモニタ２０を設置してもよ
い。このＯＫモニタは、例えば電槽の蓋に一対の検出電
極２１を取り付け、その下端が丁度最低液面線６（最低
液面線の延長線を想像線で示した）の位置にくるように
設置したもので、検出電極が電解液で浸されていれば、
信号出力がオフであり、一方、液面が下がり、検出電極
が液から露出すると、信号出力がオンとなって、液面低
下を告げるものである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鉛蓄電池
は、電解液から露出することにより進行する負極耳部と
負極ストラップの接合部、すなわち異種金属の接触部の
腐食を有効に防止し、安全性の高い電池を得ることがで
きる。
は、電解液から露出することにより進行する負極耳部と
負極ストラップの接合部、すなわち異種金属の接触部の
腐食を有効に防止し、安全性の高い電池を得ることがで
きる。
【図１】本発明の実施例による鉛蓄電池の一部破截正面
図
図
【図２】本発明の別な実施例による鉛蓄電池の一部破截
正面図
正面図
【図３】本発明のさらに別な実施例による鉛蓄電池の一
部破截正面図
部破截正面図
１ 電槽 ２ 負極 ３ 負極板 ４ 電極耳部 ５ ストラップ ６ 最低液面線 １０ プリズム １１ ＯＫモニタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−226876（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225071（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−149067（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−82378（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/06,10/12,10/48
Claims (2)
- 【請求項１】鉛−カルシウム系合金からなる負極格子と
鉛−アンチモン系合金からなる負極ストラップを備えた
鉛蓄電池において、電解液の最低レベルを指示する最低
液面線を、前記鉛−カルシウム系合金と前記鉛−アンチ
モン系合金が接触する個所より上方に配したことを特徴
とする鉛蓄電池。 - 【請求項２】前記鉛−カルシウム系合金と前記鉛−アン
チモン系合金の接触個所に、それぞれの合金の相互溶解
混合層が形成されている請求項１に記載の鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177999A JP3008564B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177999A JP3008564B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529017A JPH0529017A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3008564B2 true JP3008564B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=16040779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3177999A Expired - Lifetime JP3008564B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008564B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210210A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP3177999A patent/JP3008564B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0529017A (ja) | 1993-02-05 |
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