JPH0240858A - 電解液攪拌装置付蓄電池 - Google Patents
電解液攪拌装置付蓄電池Info
- Publication number
- JPH0240858A JPH0240858A JP63191523A JP19152388A JPH0240858A JP H0240858 A JPH0240858 A JP H0240858A JP 63191523 A JP63191523 A JP 63191523A JP 19152388 A JP19152388 A JP 19152388A JP H0240858 A JPH0240858 A JP H0240858A
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- JP
- Japan
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- electrolyte
- gas
- collection chamber
- stirring device
- gas collection
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
- H01M50/73—Electrolyte stirring by the action of gas on or in the electrolyte
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電解液撹拌装置を備えた蓄電池に関するもので
ある。
ある。
従来技術とその問題点
蓄電池にとって電解液は反応物質であるため、極板の活
物質と同様、電解液が蓄電池内でいかに利用されるかに
よって蓄電池容量を大幅に左右することは周知の通りで
ある。
物質と同様、電解液が蓄電池内でいかに利用されるかに
よって蓄電池容量を大幅に左右することは周知の通りで
ある。
しかるに、鉛蓄電池の場合、充放電時には蓄電池上部の
電解液がよく利用されるため、蓄電池上部の電解液比重
が低くなり、蓄電池下部には常に比重の高い電解液が残
留する。これらの電解液の′ａ度差を解消するため、過
充電を加えてガスを発生させ、このガスの撹拌作用によ
り上下比重の均一化を計っている。この場合、蓄電池形
状が上下に低いものでは過充電によって比較的簡単に電
解液の均一化が計れるが、電気車用蓄電池等の背の高い
ものでは少々の過充電では均一にならないのが常である
。この結果、極板の上部では低比重電解液のため容量が
低下し、また下部では常に比重の高い酸化性に富む電解
液が残留するため、極板下端部が腐蝕され、短寿命を招
く結果となっている。この様な理由で蓄電池は充電毎に
過充電が実施され、電力が浪費されると共に、蓄電池の
寿命も短くしている。
電解液がよく利用されるため、蓄電池上部の電解液比重
が低くなり、蓄電池下部には常に比重の高い電解液が残
留する。これらの電解液の′ａ度差を解消するため、過
充電を加えてガスを発生させ、このガスの撹拌作用によ
り上下比重の均一化を計っている。この場合、蓄電池形
状が上下に低いものでは過充電によって比較的簡単に電
解液の均一化が計れるが、電気車用蓄電池等の背の高い
ものでは少々の過充電では均一にならないのが常である
。この結果、極板の上部では低比重電解液のため容量が
低下し、また下部では常に比重の高い酸化性に富む電解
液が残留するため、極板下端部が腐蝕され、短寿命を招
く結果となっている。この様な理由で蓄電池は充電毎に
過充電が実施され、電力が浪費されると共に、蓄電池の
寿命も短くしている。
また、据置用蓄電池の場合、蓄電池に各種負荷が接続さ
れ、中には大幅な電圧変動を嫌う負荷があるため、充電
電圧を一定値で力・ソトする低電圧充電システムがとら
れることがあり、この種用途の蓄電池においては上述し
た現象はさらに顕著となる。また、これらの問題点を解
消するため、１２〜２４時間の長時間にわたる均等充電
を実施しても、均等充電電圧は低いため、これらの問題
点を充分に解決することができなかった。
れ、中には大幅な電圧変動を嫌う負荷があるため、充電
電圧を一定値で力・ソトする低電圧充電システムがとら
れることがあり、この種用途の蓄電池においては上述し
た現象はさらに顕著となる。また、これらの問題点を解
消するため、１２〜２４時間の長時間にわたる均等充電
を実施しても、均等充電電圧は低いため、これらの問題
点を充分に解決することができなかった。
問題点を解決するための手段
本発明は上記した如き欠点を解消した電解液撹拌装置付
蓄電池を提供するもので、中間部に通気孔を有し上下方
向に延びる液循環筒と、下端が該通気孔の位置より下方
に開放され、通気孔の位置より上方に天井を有するカス
捕集室を備え、前気孔とガス捕集室内の天井部とをガス
通路で連絡することにより液循環筒の通気孔とガス捕集
室との間に逆Ｕ字状のサイホンストラ・ツブを形成した
電解液撹拌装置を電槽の内壁と極板群との間に配置した
ことを特徴とするものである。
蓄電池を提供するもので、中間部に通気孔を有し上下方
向に延びる液循環筒と、下端が該通気孔の位置より下方
に開放され、通気孔の位置より上方に天井を有するカス
捕集室を備え、前気孔とガス捕集室内の天井部とをガス
通路で連絡することにより液循環筒の通気孔とガス捕集
室との間に逆Ｕ字状のサイホンストラ・ツブを形成した
電解液撹拌装置を電槽の内壁と極板群との間に配置した
ことを特徴とするものである。
実 施 例
以下、本考案の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
る。
第１図において、Ａは極板群を収納した電槽、Ｂは極板
群、Ｃは電解液、Ｄは前記極板群と電槽内壁との間に挿
入した電解液撹拌装置を示す。
群、Ｃは電解液、Ｄは前記極板群と電槽内壁との間に挿
入した電解液撹拌装置を示す。
第２．３図は上記電解液撹拌装置りの一興体例であって
、左右対称に二連の液循環ユニットを一体に構成したも
のである。図において、１は上下方向に貫通した電解液
吸上げ用の液循環筒、２は前記液循ＥＭｖＩの中間部側
部に設けた通気孔で、後述するガス捕集室の下端開口部
より１方に位置１−でいる、３は下方か開口したガス捕
集室で、下端は前記液循環筒の通気孔２より下方に位置
し、天井面は通気孔２の位置より上方に設けられている
。
、左右対称に二連の液循環ユニットを一体に構成したも
のである。図において、１は上下方向に貫通した電解液
吸上げ用の液循環筒、２は前記液循ＥＭｖＩの中間部側
部に設けた通気孔で、後述するガス捕集室の下端開口部
より１方に位置１−でいる、３は下方か開口したガス捕
集室で、下端は前記液循環筒の通気孔２より下方に位置
し、天井面は通気孔２の位置より上方に設けられている
。
４はカス捕集室内の天井部と通気孔２とを連絡するガス
通路であり、これにより液循環筒の通気孔とガス捕集室
との間に逆Ｕ字状のサイホンストラップを形成している
。尚、本実施例では液循環筒１に隣接させてガス捕集室
２を設け、カス捕集室に面して通気孔２を開口させ、該
通気孔とガス捕集室とを仕切体５によって区画し、該仕
切体の上端とガス捕集室３の天井面との間に間隔を設け
ることによりガス通ＮＩ４を形成している。
通路であり、これにより液循環筒の通気孔とガス捕集室
との間に逆Ｕ字状のサイホンストラップを形成している
。尚、本実施例では液循環筒１に隣接させてガス捕集室
２を設け、カス捕集室に面して通気孔２を開口させ、該
通気孔とガス捕集室とを仕切体５によって区画し、該仕
切体の上端とガス捕集室３の天井面との間に間隔を設け
ることによりガス通ＮＩ４を形成している。
本発明蓄電池は上述の如き構造を有するものであり、該
蓄電池の充電時等にガスが発生すると、このガスの一部
がガス捕集室３に捕らえられ蓄積される。ガスの蓄積に
応じてガス通路４内に侵入している電解液は通気孔２か
ら液循環ｆ！？ｉｌ内に押し戻される。ガス捕集室内の
ガスの量が増加し、通気孔２の位置まで達すると通気孔
２より液循環ｆｌｌ内へ気泡として押出され、該気泡お
よびガス捕集室内のガス圧の大きさが液循ＩＷ簡１の通
気孔２より上部にある電解液の液圧に打ち勝つ大きさに
なると、前気孔より上部の電解液を押上げつつ上昇し、
液循環筒１の上端より放出される。
蓄電池の充電時等にガスが発生すると、このガスの一部
がガス捕集室３に捕らえられ蓄積される。ガスの蓄積に
応じてガス通路４内に侵入している電解液は通気孔２か
ら液循環ｆ！？ｉｌ内に押し戻される。ガス捕集室内の
ガスの量が増加し、通気孔２の位置まで達すると通気孔
２より液循環ｆｌｌ内へ気泡として押出され、該気泡お
よびガス捕集室内のガス圧の大きさが液循ＩＷ簡１の通
気孔２より上部にある電解液の液圧に打ち勝つ大きさに
なると、前気孔より上部の電解液を押上げつつ上昇し、
液循環筒１の上端より放出される。
これと同時にＲｍ環ｆｆＪｌ内の液圧が減少するので、
液循環ｆ！ｊｉｌの下端より周囲（電槽底部）の電解液
が侵入・上昇し、液循環筒１内の比重の大きい電解液が
通気孔２より上方まで押し上げられ、液循環筒の周囲の
電解液の液圧とバランスする位置で安定する。この状態
から再度ガス捕集室３に蓄電池の発生ガスが蓄積され、
上記の動作が繰り返される。
液循環ｆ！ｊｉｌの下端より周囲（電槽底部）の電解液
が侵入・上昇し、液循環筒１内の比重の大きい電解液が
通気孔２より上方まで押し上げられ、液循環筒の周囲の
電解液の液圧とバランスする位置で安定する。この状態
から再度ガス捕集室３に蓄電池の発生ガスが蓄積され、
上記の動作が繰り返される。
一ヒ述した本発明装置の動作を第４図を用いてさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
以下の説明では蓄電池電解液が成層化した状態、つまり
上部電解液より底部の電解液比重が重くなり、電槽底部
に比重の大きい電解液が残留した状態を想定している。
上部電解液より底部の電解液比重が重くなり、電槽底部
に比重の大きい電解液が残留した状態を想定している。
第４図（イ）は底部の電解液比重をρＯとし、電解液平
均比重をρとし、電解液を吸上げる場合、条件的に一番
きびしい状態となる液循環筒内に比重ρＯの電解液が充
満した状態を示したものである。
均比重をρとし、電解液を吸上げる場合、条件的に一番
きびしい状態となる液循環筒内に比重ρＯの電解液が充
満した状態を示したものである。
発生ガスがガス捕集室３に完全に充満した場合、液循環
ｒｉａｔの側壁に設けた通気孔２にＩ１１ρの水頭がか
かつ、表面張力を無視すると通気孔２の部分でＨ３Ｐ−
Ｈ２ＰＯなる圧力バランスが想定できる。（尚、Ｈｌは
ガス捕集室３の下端から電解液面までの距離、Ｈ２は通
気孔２から電解液面までの距離である。） この結果、ρ０≦Ｈ１／Ｈ２・ρが成立する範囲で、筒
内の通気孔より上方にある電解液をガス捕集室のガス圧
により液面環筒上方に押し上げることができる。この式
から理解できるようにρ０＝Ｈ１，／Ｈ２°ρ （Ｈ３＋Ｈ２）、／Ｈ２・ρ となりＨｌ−Ｈ２＝Ｈ３を大きくとる程電解液を押し上
げる力が強くなる。また、Ｈ２の寸法が大きくなる程、
電解液の押上量は多くなる。しかし、蓄電池を構成する
場合、極板群上の電解液高さは機種によって相違するも
のの１０〜５０１１１程度であり、ガス捕集室を極板群
上に設けた場合、電解液の上下比重差が０．１以上とな
ると、これを押し上けるに必要なＨ２、Ｈ３の値をｆｉ
保することができなくなる。
ｒｉａｔの側壁に設けた通気孔２にＩ１１ρの水頭がか
かつ、表面張力を無視すると通気孔２の部分でＨ３Ｐ−
Ｈ２ＰＯなる圧力バランスが想定できる。（尚、Ｈｌは
ガス捕集室３の下端から電解液面までの距離、Ｈ２は通
気孔２から電解液面までの距離である。） この結果、ρ０≦Ｈ１／Ｈ２・ρが成立する範囲で、筒
内の通気孔より上方にある電解液をガス捕集室のガス圧
により液面環筒上方に押し上げることができる。この式
から理解できるようにρ０＝Ｈ１，／Ｈ２°ρ （Ｈ３＋Ｈ２）、／Ｈ２・ρ となりＨｌ−Ｈ２＝Ｈ３を大きくとる程電解液を押し上
げる力が強くなる。また、Ｈ２の寸法が大きくなる程、
電解液の押上量は多くなる。しかし、蓄電池を構成する
場合、極板群上の電解液高さは機種によって相違するも
のの１０〜５０１１１程度であり、ガス捕集室を極板群
上に設けた場合、電解液の上下比重差が０．１以上とな
ると、これを押し上けるに必要なＨ２、Ｈ３の値をｆｉ
保することができなくなる。
しかるに、本発明の如く撹拌装置りを電槽内壁と極板群
Ｂとの間に挿入すると発生ガスの捕集量は極端に減少す
るものの、Ｈｌ、Ｈ２の寸法が十分に取れるため、電解
液上下の比重差が０．１以上あっても時間をかければ電
解液を循環させることができ、電解液面位の変動によっ
て撹拌性能が影響されることもない。
Ｂとの間に挿入すると発生ガスの捕集量は極端に減少す
るものの、Ｈｌ、Ｈ２の寸法が十分に取れるため、電解
液上下の比重差が０．１以上あっても時間をかければ電
解液を循環させることができ、電解液面位の変動によっ
て撹拌性能が影響されることもない。
第４図（ロ）はＨ１ρ＞８２ρ０となり、ガス捕集室３
内に溜まったガス圧によって液循環間１内の通気孔２よ
り上部の電解液が間外に飛散した状態を示す。この瞬間
、通気孔２上部の筒内は電解液のない空の状態となるた
め、ガス捕集室内のガスは瞬時にガス捕集室４１通気孔
２を通り、液循環筒１の上部から排出される。この際、
通気孔２とガス捕集室３内の天井部との間にガス通路４
を設け、通気孔とガス捕集室の下部開口との間に逆Ｕ字
状のサイホンストラ・γプを形成しないと、ガス捕集室
３内のガスが排出された瞬間、ガス捕集室３の下端開口
部から上昇した比軟的比重の低い電解液がガス通路４を
通って通気孔２より液循環筒１内に侵入し、液循環筒１
の下端より比重の高い電解液を吸上げることができない
。上述の如く構成した逆Ｕ字状のサイホンストラップの
上端部、すなわちガス通路４のガス捕集室への開口部を
液循環筒１の通気孔位置より十分高く取ることにより、
ガス捕集室のＦ端開口部より液循環筒への電解液の侵入
を防止している。
内に溜まったガス圧によって液循環間１内の通気孔２よ
り上部の電解液が間外に飛散した状態を示す。この瞬間
、通気孔２上部の筒内は電解液のない空の状態となるた
め、ガス捕集室内のガスは瞬時にガス捕集室４１通気孔
２を通り、液循環筒１の上部から排出される。この際、
通気孔２とガス捕集室３内の天井部との間にガス通路４
を設け、通気孔とガス捕集室の下部開口との間に逆Ｕ字
状のサイホンストラ・γプを形成しないと、ガス捕集室
３内のガスが排出された瞬間、ガス捕集室３の下端開口
部から上昇した比軟的比重の低い電解液がガス通路４を
通って通気孔２より液循環筒１内に侵入し、液循環筒１
の下端より比重の高い電解液を吸上げることができない
。上述の如く構成した逆Ｕ字状のサイホンストラップの
上端部、すなわちガス通路４のガス捕集室への開口部を
液循環筒１の通気孔位置より十分高く取ることにより、
ガス捕集室のＦ端開口部より液循環筒への電解液の侵入
を防止している。
このカス通路４の上端開口位置、すなわちガス捕集室の
天井は液循環筒１の上端位置より上にあることか望まし
いが、液循環筒１の下部から電解液が上昇するので、ｈ
１ρ＝ｈ２ρ０という過度状態のあと、第３図（ハ）の
状態に移行し安定する。この状態では通気孔２にガス圧
がかからないため、比重の高い底部の電解液が液循環筒
１の下端から筒内に進入し、■（４ρ＝Ｈ５ρ０となっ
た状態で静止する。（尚、ｈ １は電槽内の電解液面位
とガス捕集室内の液面位の差、１１２は通気孔より液循
環筒内の液面位までの距駿、Ｈ４は湾頭環筒下端から電
槽内電解液のｌＮ面位までの距離、Ｉ（５は液循環間１
内から該筒内の液面位までの距離である。） この状態から再度、蓄電池の発生カスがカス捕集室３に
蓄積され、該ガス捕集室内に充満すると第３図（イ）の
状態に戻る。この繰返により電解派が循環し、上下の比
重差を均一化する。
天井は液循環筒１の上端位置より上にあることか望まし
いが、液循環筒１の下部から電解液が上昇するので、ｈ
１ρ＝ｈ２ρ０という過度状態のあと、第３図（ハ）の
状態に移行し安定する。この状態では通気孔２にガス圧
がかからないため、比重の高い底部の電解液が液循環筒
１の下端から筒内に進入し、■（４ρ＝Ｈ５ρ０となっ
た状態で静止する。（尚、ｈ １は電槽内の電解液面位
とガス捕集室内の液面位の差、１１２は通気孔より液循
環筒内の液面位までの距駿、Ｈ４は湾頭環筒下端から電
槽内電解液のｌＮ面位までの距離、Ｉ（５は液循環間１
内から該筒内の液面位までの距離である。） この状態から再度、蓄電池の発生カスがカス捕集室３に
蓄積され、該ガス捕集室内に充満すると第３図（イ）の
状態に戻る。この繰返により電解派が循環し、上下の比
重差を均一化する。
発明の効果
本発明蓄電池は上述の如き構造を有するものであり、カ
ス撹拌装置を電槽内壁と極板群との間に挿入することに
より、極板群上にガス捕集装置を設けた撹拌゛装置より
電解液吸上げ址は減少するものの、電解液の上下比重差
が大きくても撹拌が可能となり、さらに撹拌装置を板状
にコンパクトに構成することができるなどの利点がある
。
ス撹拌装置を電槽内壁と極板群との間に挿入することに
より、極板群上にガス捕集装置を設けた撹拌゛装置より
電解液吸上げ址は減少するものの、電解液の上下比重差
が大きくても撹拌が可能となり、さらに撹拌装置を板状
にコンパクトに構成することができるなどの利点がある
。
第１図は本発明電解液撹拌装置付蓄電池の一実施例を示
す断面略図、第２図は本発明蓄電池に使用する撹拌装置
の一例を示す一部欠截斜視図、第３図は同じく撹拌装置
の一部欠截正面図、第４図（イ）〜（ハ）は本発明の動
作説明図である。 Ａ・・・・・・電槽 Ｂ・・・・・・極板群Ｃ
・・・・・・電解液 Ｄ・・・・・・電解液撹拌
装置１・・・・・・液循環筒 ２・・・・・・通気
孔３・・・・・・ガス捕集室口 ４・・・・・・ガス
通路檜 関
す断面略図、第２図は本発明蓄電池に使用する撹拌装置
の一例を示す一部欠截斜視図、第３図は同じく撹拌装置
の一部欠截正面図、第４図（イ）〜（ハ）は本発明の動
作説明図である。 Ａ・・・・・・電槽 Ｂ・・・・・・極板群Ｃ
・・・・・・電解液 Ｄ・・・・・・電解液撹拌
装置１・・・・・・液循環筒 ２・・・・・・通気
孔３・・・・・・ガス捕集室口 ４・・・・・・ガス
通路檜 関
Claims (1)
- 中間部に通気孔を有し上下方向に延びる液循環筒と、
下端が該通気孔の位置より下方に開放され、通気孔の位
置より上方に天井を有するガス捕集室を備え、前気孔と
ガス捕集室内の天井部とをガス通路で連絡することによ
り液循環筒の通気孔とガス捕集室との間に逆Ｕ字状のサ
イホンストラップを形成した電解液撹拌装置を電槽の内
壁と極板群との間に配置したことを特徴とする電解液撹
拌装置付蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191523A JPH0240858A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 電解液攪拌装置付蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191523A JPH0240858A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 電解液攪拌装置付蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240858A true JPH0240858A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16276081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191523A Pending JPH0240858A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 電解液攪拌装置付蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240858A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152857A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | 蓄電池用電解液攪拌装置 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63191523A patent/JPH0240858A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152857A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-25 | Japan Storage Battery Co Ltd | 蓄電池用電解液攪拌装置 |
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