JPH05166545A - 密閉鉛蓄電池 - Google Patents
密閉鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH05166545A JPH05166545A JP3351461A JP35146191A JPH05166545A JP H05166545 A JPH05166545 A JP H05166545A JP 3351461 A JP3351461 A JP 3351461A JP 35146191 A JP35146191 A JP 35146191A JP H05166545 A JPH05166545 A JP H05166545A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- battery
- sensor
- optical fiber
- sealed lead
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温、高湿度下においても劣化を起こしにく
い長寿命の容量センサを備えた密閉鉛蓄電池を提供す
る。 【構成】 電解液と平衡する水蒸気圧を湿度として検出
し、この湿度から電池の充放電状態を検出する密閉鉛蓄
電池にあって、湿度センサとして、光ファイバーの一部
の表面を微多孔質のシリカとして感湿部を構成し、感湿
部の水分吸着量と光ファイバーの透過光量減衰率との相
関関係を利用した湿度センサを用いる。
い長寿命の容量センサを備えた密閉鉛蓄電池を提供す
る。 【構成】 電解液と平衡する水蒸気圧を湿度として検出
し、この湿度から電池の充放電状態を検出する密閉鉛蓄
電池にあって、湿度センサとして、光ファイバーの一部
の表面を微多孔質のシリカとして感湿部を構成し、感湿
部の水分吸着量と光ファイバーの透過光量減衰率との相
関関係を利用した湿度センサを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は充放電状態を検出するセ
ンサを備えた密閉鉛蓄電池に関する。
ンサを備えた密閉鉛蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】周知のように鉛蓄電池の充放
電状態は電解液の比重あるいは硫酸濃度を計測すること
により精確に知ることができる。これは電解液中の硫酸
が活物質として充放電反応に化学量論的に関与している
ためであり、充放電電気量に比例して硫酸が電解液中か
ら取り去られる、あるいは電解液中へ放出されるからで
ある。したがって、電解液中の硫酸濃度を検出すること
ができれば、電池の充放電状態あるいは残存容量、即ち
その電池が現在どの程度放電しているか、あるいは後ど
の程度放電できるかということを精確に知ることができ
る。
電状態は電解液の比重あるいは硫酸濃度を計測すること
により精確に知ることができる。これは電解液中の硫酸
が活物質として充放電反応に化学量論的に関与している
ためであり、充放電電気量に比例して硫酸が電解液中か
ら取り去られる、あるいは電解液中へ放出されるからで
ある。したがって、電解液中の硫酸濃度を検出すること
ができれば、電池の充放電状態あるいは残存容量、即ち
その電池が現在どの程度放電しているか、あるいは後ど
の程度放電できるかということを精確に知ることができ
る。
【０００３】また、さらに一歩進めて、硫酸濃度を電気
信号として取り出すことのできるセンサを開発できれ
ば、この信号を充電器にフィードバックすることにより
電池の充放電状態を自動的にコントロールすることもで
き予備電源機器のメンテナンスフリー化に大きく寄与す
ることができる。
信号として取り出すことのできるセンサを開発できれ
ば、この信号を充電器にフィードバックすることにより
電池の充放電状態を自動的にコントロールすることもで
き予備電源機器のメンテナンスフリー化に大きく寄与す
ることができる。
【０００４】一方、近年鉛蓄電池は極細ガラス繊維より
なるマット状のセパレータを使用して電解液を湿潤する
程度に保持させる、あるいは電解液をゲル化させること
によりフリーな状態にある電解液をなくすることで漏液
問題を解決し、同時にこのように電解液を枯渇させるこ
とで正極で発生する酸素ガスの負極への透過を容易にし
て負極と反応させて吸収させる、いわゆる酸素サイクル
原理を利用しての密閉化により液減り問題も解決し、ほ
ぼ完全なメンテナンスフリー化が図られた。その結果、
鉛蓄電池は従来の液式開放タイプから次第に密閉タイプ
に置き替わりつつある。
なるマット状のセパレータを使用して電解液を湿潤する
程度に保持させる、あるいは電解液をゲル化させること
によりフリーな状態にある電解液をなくすることで漏液
問題を解決し、同時にこのように電解液を枯渇させるこ
とで正極で発生する酸素ガスの負極への透過を容易にし
て負極と反応させて吸収させる、いわゆる酸素サイクル
原理を利用しての密閉化により液減り問題も解決し、ほ
ぼ完全なメンテナンスフリー化が図られた。その結果、
鉛蓄電池は従来の液式開放タイプから次第に密閉タイプ
に置き替わりつつある。
【０００５】以上のように、密閉鉛蓄電池はメンテナン
スフリーという優れた特長を持つようになった反面、電
池内にフリーな電解液が存在しなくなったので、従来の
液式電池で使われていた硫酸濃度と浮力や屈折率の関係
を利用した浮力式あるいは光学式の硫酸濃度センサなど
は使用することができなくなってしまい、充電状態ある
いは残存容量を簡単にチェックする手段を失ってユーザ
は不安なまま、また点検者は調査結果に自信を持つこと
ができないなどの問題が出てきた。したがって、フリー
な電解液が存在しなくても硫酸濃度を検出することので
きるセンサの開発が強く望まれている。
スフリーという優れた特長を持つようになった反面、電
池内にフリーな電解液が存在しなくなったので、従来の
液式電池で使われていた硫酸濃度と浮力や屈折率の関係
を利用した浮力式あるいは光学式の硫酸濃度センサなど
は使用することができなくなってしまい、充電状態ある
いは残存容量を簡単にチェックする手段を失ってユーザ
は不安なまま、また点検者は調査結果に自信を持つこと
ができないなどの問題が出てきた。したがって、フリー
な電解液が存在しなくても硫酸濃度を検出することので
きるセンサの開発が強く望まれている。
【０００６】このような背景のもとで密閉鉛蓄電池用と
して光学式の硫酸濃度センサが提案されている（特開平
2-103870）が、このセンサはフリーな電解液が少ない
か、ほとんど存在しない密閉鉛蓄電池では長期にわたっ
て確実に検出できる保障がないか、あるいは指示値の再
現性に乏しいなど、センサとして使用するには問題が多
い。
して光学式の硫酸濃度センサが提案されている（特開平
2-103870）が、このセンサはフリーな電解液が少ない
か、ほとんど存在しない密閉鉛蓄電池では長期にわたっ
て確実に検出できる保障がないか、あるいは指示値の再
現性に乏しいなど、センサとして使用するには問題が多
い。
【０００７】他の提案としては硫酸水溶液の硫酸濃度と
その飽和水蒸気圧が対応関係にあることを利用し、その
飽和水蒸気圧を湿度センサで相対湿度として検出し、こ
の湿度の値から硫酸濃度を求めるというものがある〔JE
CS，Vol.129 ，P.2409（1982）、特開平2-210771〕。
その飽和水蒸気圧が対応関係にあることを利用し、その
飽和水蒸気圧を湿度センサで相対湿度として検出し、こ
の湿度の値から硫酸濃度を求めるというものがある〔JE
CS，Vol.129 ，P.2409（1982）、特開平2-210771〕。
【０００８】ところがこれらに用いられる湿度センサの
感湿原理は二つの相互に入り組んだ櫛歯状電極の間に水
分を可逆的に吸脱着する無機物あるいは有機物の薄膜層
を設け、この薄膜層のインピーダンスが水分の吸着量に
応じて変化するのを利用するものである。また、硫酸中
での使用に耐えられるように、水蒸気は透過するが水は
透過しない撥水性の微多孔性膜で感湿部を保護して電解
液中あるいは気相空間に設置される。しかし、この感湿
原理の湿度センサは高温、高湿度下で使用していると出
力特性が変化するという欠点があり、その劣化原因は薄
膜層のインピーダンス特性が薄膜層材質自体の変質や硫
酸などのイオン性物質の付着によって損なわれるものと
考えられる。
感湿原理は二つの相互に入り組んだ櫛歯状電極の間に水
分を可逆的に吸脱着する無機物あるいは有機物の薄膜層
を設け、この薄膜層のインピーダンスが水分の吸着量に
応じて変化するのを利用するものである。また、硫酸中
での使用に耐えられるように、水蒸気は透過するが水は
透過しない撥水性の微多孔性膜で感湿部を保護して電解
液中あるいは気相空間に設置される。しかし、この感湿
原理の湿度センサは高温、高湿度下で使用していると出
力特性が変化するという欠点があり、その劣化原因は薄
膜層のインピーダンス特性が薄膜層材質自体の変質や硫
酸などのイオン性物質の付着によって損なわれるものと
考えられる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明密閉鉛蓄電池は、
電解液の飽和水蒸気圧を電池内の気相空間あるいは正、
負極板間において湿度として検出する湿度センサとし
て、光ファイバーの一部表面を多孔質化した光ファイバ
ー湿度センサ、すなわち、多孔質化した光ファイバーの
表面に水分が吸着されると光ファイバー内を透過する光
量が減衰することを利用した湿度センサを備えることに
よって充放電状態を検出できるようにした蓄電池であ
る。
電解液の飽和水蒸気圧を電池内の気相空間あるいは正、
負極板間において湿度として検出する湿度センサとし
て、光ファイバーの一部表面を多孔質化した光ファイバ
ー湿度センサ、すなわち、多孔質化した光ファイバーの
表面に水分が吸着されると光ファイバー内を透過する光
量が減衰することを利用した湿度センサを備えることに
よって充放電状態を検出できるようにした蓄電池であ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明密閉鉛蓄電池の一実施例を図に
よって説明する。
よって説明する。
【００１１】図１は、本発明密閉鉛蓄電池における湿度
センサの装着状態を示す断面模式図である。１は電池の
電槽、２は電槽の蓋、３は負極板、４は負極端子、５は
マット状のガラスセパレータ、６は正極端子、７は気相
空間である。８は光ファイバーであり、その一端には光
源９を配し、蓋２の一部を通過させて電池の気相空間７
に導入し、再び蓋２の一部を通過させて電池外に導出
し、他端が光電変換装置１０に達するよう構成される。
１１は気相空間内に存在する光ファイバーの一部の表面
を多孔質化することによって形成した感湿部である。
センサの装着状態を示す断面模式図である。１は電池の
電槽、２は電槽の蓋、３は負極板、４は負極端子、５は
マット状のガラスセパレータ、６は正極端子、７は気相
空間である。８は光ファイバーであり、その一端には光
源９を配し、蓋２の一部を通過させて電池の気相空間７
に導入し、再び蓋２の一部を通過させて電池外に導出
し、他端が光電変換装置１０に達するよう構成される。
１１は気相空間内に存在する光ファイバーの一部の表面
を多孔質化することによって形成した感湿部である。
【００１２】図２は相対湿度と光ファイバーの透過光減
衰率の関係を示した特性図である。図３は硫酸濃度と相
対湿度の関係を示したものである。二つの図から透過光
減衰率と硫酸濃度との相関を得ることができ、この関係
から、電池容量を検出することが出来る。
衰率の関係を示した特性図である。図３は硫酸濃度と相
対湿度の関係を示したものである。二つの図から透過光
減衰率と硫酸濃度との相関を得ることができ、この関係
から、電池容量を検出することが出来る。
【００１３】光源９から送られた光は光ファイバー８内
を透過して感湿部１１に達し、感湿部１１では、湿度が
低いとき、即ち吸着した水分が少ないときは光は外部に
屈折せずに光ファイバー内部に反射し透過光量は減衰し
ないが、湿度が高くなるにつれて吸着水分量が増加し、
その水分量に応じて透過光量の一部が界面で外部に屈折
し減衰する。この透過光量は光ファイバーの他の端で取
り出され光電変換装置１０に入力される。透過光量は電
気信号として湿度に変換され、その値は直ちに硫酸濃度
や電池容量に変換される。
を透過して感湿部１１に達し、感湿部１１では、湿度が
低いとき、即ち吸着した水分が少ないときは光は外部に
屈折せずに光ファイバー内部に反射し透過光量は減衰し
ないが、湿度が高くなるにつれて吸着水分量が増加し、
その水分量に応じて透過光量の一部が界面で外部に屈折
し減衰する。この透過光量は光ファイバーの他の端で取
り出され光電変換装置１０に入力される。透過光量は電
気信号として湿度に変換され、その値は直ちに硫酸濃度
や電池容量に変換される。
【００１４】従来のセンサの感湿原理がイオン化という
化学現象と電気伝導との関係を利用したものであるのに
対し、本センサは微多孔質シリカ表面での水分の吸脱着
と透過光のリークという物理現象を利用したものを用い
ているため高温、高湿度下においても劣化を起こしにく
い長寿命の容量センサを備えた密閉鉛蓄電池を提供でき
る。
化学現象と電気伝導との関係を利用したものであるのに
対し、本センサは微多孔質シリカ表面での水分の吸脱着
と透過光のリークという物理現象を利用したものを用い
ているため高温、高湿度下においても劣化を起こしにく
い長寿命の容量センサを備えた密閉鉛蓄電池を提供でき
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明の密閉鉛蓄電池は、電池の容量を
検出するための湿度センサとして光ファイバー界面にお
ける相対湿度と透過光量減衰率の関係という光の変化を
使った物理現象を利用しているため劣化がなく、電池の
寿命終了までセンサの取り替えを必要としない。
検出するための湿度センサとして光ファイバー界面にお
ける相対湿度と透過光量減衰率の関係という光の変化を
使った物理現象を利用しているため劣化がなく、電池の
寿命終了までセンサの取り替えを必要としない。
【図１】本発明密閉鉛蓄電池における湿度センサの配置
を示す断面模式図
を示す断面模式図
【図２】相対湿度と光ファイバーの透過光量減衰率の関
係を示す特性図
係を示す特性図
【図３】硫酸水溶液の硫酸濃度と相対湿度の関係を示す
図
図
１ 電槽 ２ 蓋 ７ 気相空間 ８ 光ファイバー ９ 光源 10 光電変換装置 11 感湿部
Claims (1)
- 【請求項１】 電池内の気相空間または正、負極板間に
設けた湿度センサによって電解液と平衡する水蒸気圧を
湿度として検出し、該湿度から電池の充放電状態を検出
する密閉鉛蓄電池にあって、湿度センサとして、光ファ
イバーの一部の表面を微多孔質のシリカとして感湿部を
構成し、感湿部の水分吸着量と光ファイバーの透過光量
減衰率との相関関係を利用した湿度センサを用いたこと
を特徴とする密閉鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351461A JPH05166545A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 密閉鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351461A JPH05166545A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 密閉鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166545A true JPH05166545A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18417446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3351461A Pending JPH05166545A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 密閉鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05166545A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100812742B1 (ko) * | 2007-04-03 | 2008-03-12 | 주식회사 에이티티알앤디 | 2차 전지 |
| EP2187472A3 (de) * | 2008-11-17 | 2010-09-15 | Li-Tec Battery GmbH | Nach galvanischen Prinzipien arbeitende elektrische Einrichtung, wie ein Lithium-Ionen-Akkumulator, mit einem Temperatursensor |
| KR20160012074A (ko) * | 2014-07-23 | 2016-02-02 | 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드 | 배터리 관리용 매몰형 광섬유 케이블들 |
| CN108426840A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-08-21 | 大连理工大学 | 一种实时测量混凝土内部湿度的传感器 |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP3351461A patent/JPH05166545A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100812742B1 (ko) * | 2007-04-03 | 2008-03-12 | 주식회사 에이티티알앤디 | 2차 전지 |
| EP2187472A3 (de) * | 2008-11-17 | 2010-09-15 | Li-Tec Battery GmbH | Nach galvanischen Prinzipien arbeitende elektrische Einrichtung, wie ein Lithium-Ionen-Akkumulator, mit einem Temperatursensor |
| US8434940B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-05-07 | Li-Tec Battery Gmbh | Electrical unit working in accordance with galvanic principles, for example a lithium-ion accumulator, having a temperature sensor |
| KR20160012074A (ko) * | 2014-07-23 | 2016-02-02 | 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드 | 배터리 관리용 매몰형 광섬유 케이블들 |
| JP2016025081A (ja) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド | 電池管理のための埋め込み光ファイバケーブル |
| CN108426840A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-08-21 | 大连理工大学 | 一种实时测量混凝土内部湿度的传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2245050C (en) | Three-electrode electrochemical gas sensor | |
| CN109477808A (zh) | 用于检测氰化氢气体的电化学气体传感器 | |
| US6129825A (en) | Electrochemical gas sensor | |
| US3258415A (en) | Oxygen analyzer and oxygen-depolarized cell therefor | |
| CN113030221B (zh) | 一种氢气传感器及其应用 | |
| US4329214A (en) | Gas detection unit | |
| CN2241341Y (zh) | 酸性电解质原电池式溶解氧传感器 | |
| CN116559249A (zh) | 一种原电池氧气传感器 | |
| RU2517947C1 (ru) | Датчик водорода в жидких и газовых средах | |
| JPH0582176A (ja) | 密閉鉛蓄電池 | |
| CN219551749U (zh) | 一种锂电池内部气压检测装置及锂电池 | |
| WO2024253185A1 (ja) | 発電素子 | |
| CN211652616U (zh) | 对电池进行ct测试的装置 | |
| RU2018118C1 (ru) | Электрохимический газовый датчик | |
| CN211125909U (zh) | 一种新能源锂电池电解液泄漏检测系统 | |
| JPH02210771A (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| US12535452B2 (en) | Moisture regulating electrochemical sensors for low and high humidity environments | |
| GB1423884A (en) | Method of indicating the state of charge of electric acuumulators | |
| Weininger et al. | State‐of‐Charge Indicator for Lead‐Acid Batteries | |
| CN213933504U (zh) | 一种水系电池隔膜透气性检测装置 | |
| CN110954583A (zh) | 氮氧化物气敏电极 | |
| CN210294145U (zh) | 一种泵吸式电化学传感器 | |
| JPH0633650Y2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
| Meddings et al. | Novel cell designs and methods for characterizing lithium protective membranes for lithium metal batteries | |
| JPH04118870A (ja) | 密閉形鉛電池 |