JPH0347249Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［技術分野］ 本考案は車両用二次電池、特に停車中に充電を
行う電気自動車等に積載される改良された車両用
二次電池に関するものである。

［従来技術］ 従来、車両用二次電池としては主に鉛電池が用
いられており、また鉄−ニツケル電池、亜鉛−ニ
ツケル電池等も電気自動車用二次電池として期待
が持たれている。

この種の電池は、陰、陽両電極板間の電位差に
より起電するものであり、例えば鉛電池において
は、その充放電に際し電池内で次のような電気化
学的変化が生じている。

陰極 Pb ＋電解液 2H₂SO₄ ＋陽極 PbO₂ 放電 ――→ ←―― 充電 陰極 PbSO₄ ＋電解液 2H₂O ＋陽極 PbSO₄ ここで、充電時に生成される硫酸（H₂SO₄）
は比重が大きく、電槽の下部に沈降し電槽上部と
下部の電解液では硫酸の濃度差が極め霊大きくな
り、二次電池の電気容量の低下、寿命の短縮、充
放電効率の悪化などの二次電池の性能低下となる
さまざまな問題点を生ずる。

このような電槽内での電解質濃度の不均一化は
車両運転時の震震動によつてのみでは解消されな
いため、ポンプ等により電解液を強制循環する方
式が考案されているが、この方式は装置が複雑化
し、高価であるとともに、ポンプ駆動にエネルギ
を消費するという欠点があつた。

そこで、本考案者により、電槽内に副室を設
け、車両運転時にはこの副室を介して豆槽内部の
電解液を循環する蓄電池が考案されており（実願
昭57−188325）、コストを上昇させることなく二
次電池の性能を向上させることに効果を発揮して
いる。

しかしながら、このよような改良された二次電
池においても電気自動車のバツテリとして使用し
た場合のように車両停電中に充電を行う場合には
充電効率があまりよくないという欠点があつた。
これは、車両停車中に充電を行う場合には副室内
の電解液を有効に利用されず、また硫酸濃度が高
くなるに従い電池の起電力がが高くなるため、そ
の充電速度は電極板に対向する硫酸濃度に反比例
する。従来の二次電池においては、充電により生
じた硫酸が電極板下部周囲に滞留し硫酸濃度が高
くなるため電極板下部における充電効率が低下す
るという問題があつた。

［考案の目的］ 本考案は上記従来の課題に鑑み為されたもので
あり、その目的はコストを上昇させることなく、
二次電池の性能、特に車両停車時の充電効率を向
上させることにある。

［考案の構成］ 上記目的を達成するために、本考案は、電槽内
に電解液と、該電解液に浸漬された電極板とを備
えた車両用二次電池において、前記電極板と電槽
底部との間に、前記電極板と電槽底部及び側部に
よつて形成される空間を分割する枠を設けるとと
もに、該枠は貫通口を備え、該貫通口には電解液
をいずれか一方向のみ通すことができる逆止弁を
設け、電槽下部の電解液を逆止弁によつて決まる
一方向のみに移動可能としたことを特徴とする。

［実施例］ 以下、本考案に係る好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る車両用二次電
池の縦断面図、第２図はその側断面図である。

図において、二次電池１０の電槽１２には電極
板１４が内設され、この電極板１４は第２図に示
されるように多孔質絶縁体等よりなる隔離板１６
を挟んで陽電極板、陰電極板が交互に配設される
ことにより構成されている。

本考案において特徴的なことは、充電時に生じ
る高電解質濃度の電解液を一時的に貯溜するため
の電解液貯溜部が電槽底部に設けられていること
であり、このために本実施例においては電極板１
４底部と電槽１２底部の間に電極板縦辺に対し５
〜30％程度の高さの枠２２を設置することにより
電極板１４底部と電槽１２底部との間に間隙を設
け、電解液貯溜部２０を形成している。

また本考案においては、充電時に電解液貯溜部
２０に貯溜された高電解質濃度の電解液を、車両
運転時にはその震動につて電解液を循環させるこ
とにより電解質濃度を均一化することを特徴とし
ており、そのために電解液貯溜部２０は電解液を
一方向にのみ移動可能とする逆止弁を設けること
としているが、本実施例においては、電極板１４
及び電槽１２に枠２２を密着挟持させ、当該枠２
２にリード弁よりなる逆止弁２４を設け、電解液
の移動方向を第１図中矢印Ａの一方向のみとして
いる。なお、本実施例において、枠２２は電極板
１４の支えを兼ねることもできる。

また、本実施例においては、電槽１２上部の電
解液の動きを規制し、電解液循環の効果を増すた
めに電極板１４上部の両端に、電槽１２の内壁の
幅とほぼ等しく、電極板１４の上部から電解液表
面へわずかに突出する程度の高さを持つ仕切り板
２６を設けている。

本実施例に係る二次電池は以上のように構成さ
れ、以下にその作用を説明する。

図において、二次電池１０の充電時には電極板
１４の陰極、陽極には各電極板を構成する活物質
が析出するとともに電解質（鉛電池においては硫
酸）を生成し電解液中に放出する。従つて、電極
板周囲の電解液の電解質濃度は高くなるが、高電
解質濃度の電解液はその比重が低電解質濃度のも
のと比べ高いため隔離板１６内あるいは電極板１
４と電槽１２の間隙を通り下部に沈降する。本考
案においては電槽底部には電解液貯溜部２０が設
けているため高電解質濃度の電解液は電極板１４
周囲に滞留することなく電解液貯溜部２０に貯溜
され高電解質濃度電解液の沈降に伴い電極板１４
には充電中常に比較的電解質濃度の電解液が対向
することとなる。従つて第３図に示すように従来
の電池は充電曲線ａより明らかなごとく3.5時間
程度で充電電圧が著しく増加し、充電効率が低下
するのに対し、本実施例に係る二次電池は充電曲
線ｂに示すように充電電圧が著しく増加するのに
約4.5時間を要し、充電効率が改善されているこ
とがわかる。

以上のようにして充電された二次電池１０は車
両運転時には車両駆動モータ等の駆動のために放
電状態となる。ここで車両運転時には二次電池１
０は震動しまたは加速度が付与されるので前述し
た電解液の循環作用がが行われる。すなわち、二
次電池１０がＢ方向に移動する場合には電解液は
その慣性によつて電槽１２に対しＡ方向へ移動し
ようとするので、電解液貯溜部２０内の電解液は
逆止弁２４を押し開けて電槽１２下部の右側部へ
流出する。流出した電解液は後続の電解液によつ
て徐々に電槽上方へ押し出されていく。この時、
電極１４上部には仕切り板２６が設けられている
ため、電極板１４上部の電解液は仕切り板２６に
よつてその動きが制限されるので電槽１２上部で
の電解液の移動は少ない。そして電槽右側部へ流
出した高電解質濃度の電解液は車両の震動等によ
り仕切り板２６を越えて電極板１４上部へ流出
し、又は電極板間へ浸出することにより電槽内を
循環することとなる。

次に、二次電池１０が矢印Ａ方向へ移動する場
合には電解液は相対的に矢印Ｂ方向へ移動しよう
とするため、逆止弁２４は閉じられ電解液貯溜部
２０内の高電解質濃度電解液は移動しない。

このとき電槽１２上部では仕切り板２６によつ
て電解液の動きは制限されているが、大きな加速
度の動きに対しては電解液は仕切り板２６を越え
て移動する。

従つつて、車両運転時にはその震動あるいは加
速度の付与によつて電解液は矢印Ｃ方向へ循環す
ることとなり、電槽１２内の電解液の電解質濃度
は均一となり、この結、第３図に示すように従来
の二次池の放電曲線a′に比べ本実施例に係る二次
電池の放電曲線b′は電圧降下が小さくなつてお
り、容量が増加し放電効率も上昇していることが
理解される。

以上のようにして充電時には電極板に常に低電
解質濃度の電解液を対向させることにより充電効
率が上昇するとともに、車両運転時には電解液の
電解質濃度を均一化することにより放電効率を向
上することができる。

なお、本実施例においては逆止弁は電解液貯溜
部内に一ケ所のみ設けているが、第４図に示すよ
うに２ケ所あるいはそれ以上設けても何らの不都
合もない。

また仕切り板２６は本考案の効果を得るための
必須の要件ではなく、第４図に示されるように仕
切り板を設設けなくても、電極板１４下部の枠２
２に設けられた逆止弁２４の作用により電槽１２
下部の電解液貯溜部２０の電解液は振動等により
第４図中右方向へ移動し、更に電槽１２内壁に沿
つて上方に移動するので電解液の循環を達成する
ことができる。

［考案の効果］ 本考案は以上説明したように、電槽底部に電解
液貯溜部を設け該電解液貯溜部には逆止弁を設け
ることにより車両停車中の充電時にも充電効率を
向上させることができるとともに車両運転時には
放電効率を向上させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る車両用二次電
池の縦断面図、第２図は第１図に示す車両用二次
電池の側断面図、第３図は本考案に係る二次電池
と通常の二次電池の充放電効率の比較図、第４図
は他の実施例を示す説明図である。 １０……二次電池、１２……電槽、１４……電
極板、１６……隔離板、２０……電解液貯溜部、
２２……枠、２４……逆止弁、２６……仕切り
板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電槽内に、電解液と、該電極板に浸漬された電
   極板とを備えた車両用二次電池において、 前記電極板と電槽底部との間に、前記電極板と
   電槽底部及び側部によつて形成される空間を分割
   する枠を設けるとともに、該枠は貫通口を備え、
   該貫通口には電解液をいずれか一方向のみ通すこ
   とができる逆止弁を設け、電槽下部の電解液を逆
   止弁によつて決まる一方向のみに移動可能とした
   ことを特徴とする車両用二次電池。