JPH041465B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH041465B2 JPH041465B2 JP58146001A JP14600183A JPH041465B2 JP H041465 B2 JPH041465 B2 JP H041465B2 JP 58146001 A JP58146001 A JP 58146001A JP 14600183 A JP14600183 A JP 14600183A JP H041465 B2 JPH041465 B2 JP H041465B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrolyte
- piston
- liquid
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉛蓄電池の改良に関するもので、その
目的とするところは、充分なガス発生が起らない
充電方式で使用される鉛蓄電池において生じる電
池内部の電解液濃度の不均一化を除くことにより
鉛蓄電池の長寿命化を充電効率の向上とを計るこ
とにある。
目的とするところは、充分なガス発生が起らない
充電方式で使用される鉛蓄電池において生じる電
池内部の電解液濃度の不均一化を除くことにより
鉛蓄電池の長寿命化を充電効率の向上とを計るこ
とにある。
一般にサイクルサービス用鉛蓄電池では、放電
電気量が日々異なり、充電すべき電気量が定まら
ないため、電圧制御法により充電される。
電気量が日々異なり、充電すべき電気量が定まら
ないため、電圧制御法により充電される。
この場合、設定電圧が高すぎると、過充電電気
量が増え、エネルギー損失が大きくなると同時に
電池の劣化も加速される。一方、設定電圧が低す
ぎる場合には、電池が十分にガスを発生しないの
で電解液が撹拌されず、電池上部の電解液濃度が
低くなり、逆に下部では高濃度となる。このよう
な電解液濃度の不均一化、いわゆる電解液の成層
化は、充電効率も低下させ、しかも放電容量の低
下を招く。さらにこのような状態で充放電が繰り
返されると、電解液の成層化はますます増大し、
電池の早期容量低下を引き起こすことになる。
量が増え、エネルギー損失が大きくなると同時に
電池の劣化も加速される。一方、設定電圧が低す
ぎる場合には、電池が十分にガスを発生しないの
で電解液が撹拌されず、電池上部の電解液濃度が
低くなり、逆に下部では高濃度となる。このよう
な電解液濃度の不均一化、いわゆる電解液の成層
化は、充電効率も低下させ、しかも放電容量の低
下を招く。さらにこのような状態で充放電が繰り
返されると、電解液の成層化はますます増大し、
電池の早期容量低下を引き起こすことになる。
また電池の充電量は、使用される還境温度によ
つても著しく影響され、20〜40℃の温度範囲で適
正な充電が行なえる電圧でも、寒冷地や冬期の使
用ではガス発生量が減少するため、電解液の成層
化が起こり、電池の容量低下を招く。
つても著しく影響され、20〜40℃の温度範囲で適
正な充電が行なえる電圧でも、寒冷地や冬期の使
用ではガス発生量が減少するため、電解液の成層
化が起こり、電池の容量低下を招く。
電池を著しく過充電することなく、電解液の成
層化を防ぐ方法としては、外部から空気を送りこ
んで電解液を撹拌するという方法が知られてい
る。しかし、この方法では、(1)電池への送風装置
を必要とする。(2)全ての電池を送風管で接続する
必要がある。(3)送風装置を作動させるためのエネ
ルギーを必要とする等の欠点がある。
層化を防ぐ方法としては、外部から空気を送りこ
んで電解液を撹拌するという方法が知られてい
る。しかし、この方法では、(1)電池への送風装置
を必要とする。(2)全ての電池を送風管で接続する
必要がある。(3)送風装置を作動させるためのエネ
ルギーを必要とする等の欠点がある。
本発明は電池内で発生する少量のガスによる電
池の内圧上昇を利用するもので、この少量のガス
により効率的に電解液を撹拌する装置を鉛蓄電池
に取り付けることを特徴とするものである。
池の内圧上昇を利用するもので、この少量のガス
により効率的に電解液を撹拌する装置を鉛蓄電池
に取り付けることを特徴とするものである。
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明す
る。第１図は本発明による電解液撹拌装置を備え
た鉛蓄電池の一実施例の構造を示すもので、１は
電槽、２は極板群、３は電解液である。４は液撹
拌装置を構成する筒状の容器で、４つの開口、す
なわち液流入口５、液流出口６、ガス流入口７、
ガス流出口８を有し、またガス流入口７の上部に
凸部９が設けられている。液流入口５の位置は電
解液中望ましくは電池底部近辺にくるように配置
する。液流出口６の位置は電解液内でその上部に
あるいは電解液面上であればその近辺にくるよう
に配置する。ガス流入口７の位置は電解液面上で
液流出口６の上部に配置する。ガス流出口８は筒
状の容器４の上部でガス流入口７の上部に配置す
る。
る。第１図は本発明による電解液撹拌装置を備え
た鉛蓄電池の一実施例の構造を示すもので、１は
電槽、２は極板群、３は電解液である。４は液撹
拌装置を構成する筒状の容器で、４つの開口、す
なわち液流入口５、液流出口６、ガス流入口７、
ガス流出口８を有し、またガス流入口７の上部に
凸部９が設けられている。液流入口５の位置は電
解液中望ましくは電池底部近辺にくるように配置
する。液流出口６の位置は電解液内でその上部に
あるいは電解液面上であればその近辺にくるよう
に配置する。ガス流入口７の位置は電解液面上で
液流出口６の上部に配置する。ガス流出口８は筒
状の容器４の上部でガス流入口７の上部に配置す
る。
本実施例では、ガス流出口８は電槽１の外部に
配置されているが、電池内部にあつてもかまわな
い。ただし、そのガス流出口８が電池外部の大気
に対して開口されていてその上部にピストン１１
の厚み分の空間があればよい。この筒状容器４内
には軸棒１０で連結された上部のピストン１１お
よび下部のピストン１２の２つのピストンが取り
付けられている。軸棒１０の上部のピストン１１
はガス流入口７の上部からガス流出口８の上部ま
で動くことができる。軸棒１０の下部のピストン
１２は液流入弁１３を有しており、ピストン１２
の下部の電解液がピストン１２の上部に流入する
ときにだけ開くようになつている。この下部のビ
ストン１２は液流入口５から液流出口６までの筒
状容器４内であつてかつ上部のピストン１１の動
くことのできる上下方向の距離を動くことのでき
るように、軸棒１０の長さはガス流出口８の上部
から液流出口６の下部までの距離よりも長く、凸
部９から液流入口５までの距離よりも短かくして
ある。これらのピストンは容器４の内壁との間に
もれがないように構成されており、かつスムーズ
に動くことができる。
配置されているが、電池内部にあつてもかまわな
い。ただし、そのガス流出口８が電池外部の大気
に対して開口されていてその上部にピストン１１
の厚み分の空間があればよい。この筒状容器４内
には軸棒１０で連結された上部のピストン１１お
よび下部のピストン１２の２つのピストンが取り
付けられている。軸棒１０の上部のピストン１１
はガス流入口７の上部からガス流出口８の上部ま
で動くことができる。軸棒１０の下部のピストン
１２は液流入弁１３を有しており、ピストン１２
の下部の電解液がピストン１２の上部に流入する
ときにだけ開くようになつている。この下部のビ
ストン１２は液流入口５から液流出口６までの筒
状容器４内であつてかつ上部のピストン１１の動
くことのできる上下方向の距離を動くことのでき
るように、軸棒１０の長さはガス流出口８の上部
から液流出口６の下部までの距離よりも長く、凸
部９から液流入口５までの距離よりも短かくして
ある。これらのピストンは容器４の内壁との間に
もれがないように構成されており、かつスムーズ
に動くことができる。
次にかかる本発明実施例の作動原理を説明す
る。今、電池内圧が大気圧で筒状の容器４内のピ
ストン１１は凸部９の上部に接している状態であ
るとする。このとき筒状容器４内の電解液面は筒
状容器４外の電解液面と同じ高さにある。充電
中、電池内圧は発生ガスのために徐々に高くな
り、容器４に設けられたガス流入口７より容器４
内のピストン１１の下部には電池内圧がかかる。
ピストン１１の上部は容器４の上部に設けられた
ガス流出口８が大気に対して開口しているので、
大気圧がかかつていることになる。電池内圧の上
昇に伴いピストン１１は容器４内を上昇する。こ
のとき軸棒１０で連結された軸棒１０の下部のピ
ストン１２はピストン１１と連動して上昇する。
このとき容器４内の電解液はピストン１２により
持ち上げられ液流出口６より電解液上部に流出す
る。電池内圧がさらに上昇しピストン１１がガス
流出口８の上部まで上昇すると、ガス流出口８よ
りガスが大気中に流出し、電逃内圧は低下する。
電池内圧が低下するとピストン１１は自重により
容器４内を低下し凸部９に接して止まる。このと
き下部のピストン１２は液流入弁１３を開き、ピ
ストン１２の下部の電解液をピストン１２の上部
に流入させながら容器４内を低下し、ピストン１
１が凸部９に接すると同時に停止する。このよう
にして電池下部の電解液が電池上部に運ばれる。
さらに充電により電池内圧が上昇し、上述した一
連の動作が繰り返される。この動作の繰返しによ
り、電池下部の高濃度電解液が効率よく電池上部
に運ばれ、電解液の成層化が解消される。
る。今、電池内圧が大気圧で筒状の容器４内のピ
ストン１１は凸部９の上部に接している状態であ
るとする。このとき筒状容器４内の電解液面は筒
状容器４外の電解液面と同じ高さにある。充電
中、電池内圧は発生ガスのために徐々に高くな
り、容器４に設けられたガス流入口７より容器４
内のピストン１１の下部には電池内圧がかかる。
ピストン１１の上部は容器４の上部に設けられた
ガス流出口８が大気に対して開口しているので、
大気圧がかかつていることになる。電池内圧の上
昇に伴いピストン１１は容器４内を上昇する。こ
のとき軸棒１０で連結された軸棒１０の下部のピ
ストン１２はピストン１１と連動して上昇する。
このとき容器４内の電解液はピストン１２により
持ち上げられ液流出口６より電解液上部に流出す
る。電池内圧がさらに上昇しピストン１１がガス
流出口８の上部まで上昇すると、ガス流出口８よ
りガスが大気中に流出し、電逃内圧は低下する。
電池内圧が低下するとピストン１１は自重により
容器４内を低下し凸部９に接して止まる。このと
き下部のピストン１２は液流入弁１３を開き、ピ
ストン１２の下部の電解液をピストン１２の上部
に流入させながら容器４内を低下し、ピストン１
１が凸部９に接すると同時に停止する。このよう
にして電池下部の電解液が電池上部に運ばれる。
さらに充電により電池内圧が上昇し、上述した一
連の動作が繰り返される。この動作の繰返しによ
り、電池下部の高濃度電解液が効率よく電池上部
に運ばれ、電解液の成層化が解消される。
次に本発明の一実施例について詳述する。容量
330Ah（8hR）高さ約50cmの電気車用鉛蓄電池に、
第１図に示した電解液撹拌装置を取り付け（電池
記号Ａ）、環境温度を５℃に設定して、8hR電流
で完全放電し、2.40Vの定電圧で５時間充電する
という充放電サイクルを行なつた。なお、比較の
ため、液撹拌装置を取り付けてない従来の電池
（記号Ｂ）、およびプラスチツク製のパイプを電池
内へ挿入し充電中外部からコンプレツサーで空気
を400cc／分の速度で送り込んで液撹拌した電池
（記号Ｃ）についても同様の充放電サイクルを行
なつた。これらの電池のサイクル中の充電量はい
ずれも前回放電量の103〜105％の範囲内であつ
た。これらの電池の放電前（充電後）の電池上部
の電解液比重および放電時間の充放電サイクル中
の推移を第２図に示す。
330Ah（8hR）高さ約50cmの電気車用鉛蓄電池に、
第１図に示した電解液撹拌装置を取り付け（電池
記号Ａ）、環境温度を５℃に設定して、8hR電流
で完全放電し、2.40Vの定電圧で５時間充電する
という充放電サイクルを行なつた。なお、比較の
ため、液撹拌装置を取り付けてない従来の電池
（記号Ｂ）、およびプラスチツク製のパイプを電池
内へ挿入し充電中外部からコンプレツサーで空気
を400cc／分の速度で送り込んで液撹拌した電池
（記号Ｃ）についても同様の充放電サイクルを行
なつた。これらの電池のサイクル中の充電量はい
ずれも前回放電量の103〜105％の範囲内であつ
た。これらの電池の放電前（充電後）の電池上部
の電解液比重および放電時間の充放電サイクル中
の推移を第２図に示す。
液撹拌装置を取り付けていない従来形の電池Ｂ
では次第に電解液が成層化し、電池上部の電解液
比重は25サイクル目で1.11にまで低下した。また
放電時間も電解液の成層化が増大するに従い短か
くなり、25サイクル目では初期容量の約1/3にな
つた。これに対し本発明による液撹拌装置を取り
つけた鉛蓄電池Ａでは、充放電を50回繰返して
も、電池上部の電解液比重の低下は約0.01であ
り、容量低下も２〜３％であつた。
では次第に電解液が成層化し、電池上部の電解液
比重は25サイクル目で1.11にまで低下した。また
放電時間も電解液の成層化が増大するに従い短か
くなり、25サイクル目では初期容量の約1/3にな
つた。これに対し本発明による液撹拌装置を取り
つけた鉛蓄電池Ａでは、充放電を50回繰返して
も、電池上部の電解液比重の低下は約0.01であ
り、容量低下も２〜３％であつた。
この値は、外部から空気を送つて液撹拌した場
合とほとんど同じであつた。
合とほとんど同じであつた。
以上詳述したように本発明によれば、簡単な液
撹拌装置を取り付けるだけで、鉛蓄電池から発生
する少量のガスにより、効率的に電解液が撹拌さ
れ、電解液濃度の電池内での不均一化いわゆる成
層化による容量低下を防ぐことができる。また本
発明では外部の送風装置やそれを作動させるエネ
ルギーを必要とせず、各電池へ送風するための配
管も不要となり、その工業的価値は大である。
撹拌装置を取り付けるだけで、鉛蓄電池から発生
する少量のガスにより、効率的に電解液が撹拌さ
れ、電解液濃度の電池内での不均一化いわゆる成
層化による容量低下を防ぐことができる。また本
発明では外部の送風装置やそれを作動させるエネ
ルギーを必要とせず、各電池へ送風するための配
管も不要となり、その工業的価値は大である。
第１図は本発明による電解液撹拌装置を備えた
鉛蓄電池の一実施例の構造を示す概略断面図、第
２図は本発明品と従来品の電解比重および放電時
間の充放電サイクル中の推移を示す特性図であ
る。 １……電槽、２……極板群、３……電解液、４
……筒状容器、５……液流入口、６……液流出
口、７……ガス流入口、８……ガス流出口、９…
…凸部、１０……軸棒、１１……ピストン、１２
……ピストン、１３……液流入弁。
鉛蓄電池の一実施例の構造を示す概略断面図、第
２図は本発明品と従来品の電解比重および放電時
間の充放電サイクル中の推移を示す特性図であ
る。 １……電槽、２……極板群、３……電解液、４
……筒状容器、５……液流入口、６……液流出
口、７……ガス流入口、８……ガス流出口、９…
…凸部、１０……軸棒、１１……ピストン、１２
……ピストン、１３……液流入弁。
Claims (1)
- １ 電池底部付近に液流入口、電解液面付近に液
流出口、電解液面の上部の電池内にガス流入口、
最上部に大気に対して開口したガス流出口を有す
る筒状容器内に上下に２つのピストンを連結した
軸棒を有し、上部のピストンはガス流入口の上部
からガス流出口の上部まで動くことができ、下部
のピストンは下部ピストンの下から上へのみ電解
液を通すことのできる弁を有し、かつ液流入口の
上部から液流出口の下部まで動くことのできる構
成とし、筒状容器を極板群と電槽内壁との間に配
置したことを特徴とする電解液撹拌装置を備えた
鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58146001A JPS6037651A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 電解液攪拌装置を備えた鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58146001A JPS6037651A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 電解液攪拌装置を備えた鉛蓄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037651A JPS6037651A (ja) | 1985-02-27 |
| JPH041465B2 true JPH041465B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=15397853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58146001A Granted JPS6037651A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 電解液攪拌装置を備えた鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037651A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230059A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-01-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | 印刷版用アルミニウム支持体の電解処理方法 |
| WO2021060326A1 (ja) | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池、電源装置および電源装置の使用方法 |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58146001A patent/JPS6037651A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037651A (ja) | 1985-02-27 |
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