JPH0582177A - 鉛蓄電池 - Google Patents
鉛蓄電池Info
- Publication number
- JPH0582177A JPH0582177A JP3270326A JP27032691A JPH0582177A JP H0582177 A JPH0582177 A JP H0582177A JP 3270326 A JP3270326 A JP 3270326A JP 27032691 A JP27032691 A JP 27032691A JP H0582177 A JPH0582177 A JP H0582177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- battery
- electrode
- acid battery
- sensor
- 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
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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】 使用寿命が長く、電池の寿命終了まで取り替
えを必要としない容量センサを備えた鉛蓄電池を提供す
る。 【構成】 電解液中にカルシウムイオンを含有させると
共に、カルシウムイオン電極と参照電極を備えた鉛蓄電
池。
えを必要としない容量センサを備えた鉛蓄電池を提供す
る。 【構成】 電解液中にカルシウムイオンを含有させると
共に、カルシウムイオン電極と参照電極を備えた鉛蓄電
池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、充放電状態を検出する
センサを備えた鉛蓄電池に関する。
センサを備えた鉛蓄電池に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】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
より正確に知ることができる。これは鉛蓄電池では電解
液中の硫酸も活物質として充放電反応に関与していて、
充放電電気量に比例して化学量論的に変化するからであ
る。
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
より正確に知ることができる。これは鉛蓄電池では電解
液中の硫酸も活物質として充放電反応に関与していて、
充放電電気量に比例して化学量論的に変化するからであ
る。
【０００３】したがって、硫酸濃度を検出できれば、電
池の充放電状態あるいは残存容量、即ちその電池が今ど
の程度放電しているか、あるいはあとどの程度放電でき
るか、ということを正確に知ることができる。
池の充放電状態あるいは残存容量、即ちその電池が今ど
の程度放電しているか、あるいはあとどの程度放電でき
るか、ということを正確に知ることができる。
【０００４】さらに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、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
制御できるようになり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。
ことのできるセンサを開発できれば、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
制御できるようになり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。
【０００５】一方、近年鉛蓄電池は電解液をゲル化させ
たり、電解液を保持できるマット状のガラスセパレータ
を使用することによりフリーな電解液をなくすることに
成功し、液漏れや液減りをなくしメンテナンスフリー化
を図ったので従来の液式鉛蓄電池は次第に密閉鉛蓄電池
に置き替わりつつある。
たり、電解液を保持できるマット状のガラスセパレータ
を使用することによりフリーな電解液をなくすることに
成功し、液漏れや液減りをなくしメンテナンスフリー化
を図ったので従来の液式鉛蓄電池は次第に密閉鉛蓄電池
に置き替わりつつある。
【０００６】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が、その反面フリーな電
解液をなくしてしまったので従来の液式鉛蓄電池で使わ
れていた電解液の硫酸濃度と浮力や屈折率の関係を利用
した比重センサや硫酸濃度センサは使用できなくなって
しまった。その結果、密閉鉛蓄電池には電池容量の確認
手段がなくなり、ユーザから安心して使用できないとい
う問題が出てきた。フリーな電解液がなくても硫酸濃度
を検出することのできるセンサの開発へのニーズは高
い。
優れた特長を持つようになったが、その反面フリーな電
解液をなくしてしまったので従来の液式鉛蓄電池で使わ
れていた電解液の硫酸濃度と浮力や屈折率の関係を利用
した比重センサや硫酸濃度センサは使用できなくなって
しまった。その結果、密閉鉛蓄電池には電池容量の確認
手段がなくなり、ユーザから安心して使用できないとい
う問題が出てきた。フリーな電解液がなくても硫酸濃度
を検出することのできるセンサの開発へのニーズは高
い。
【０００７】このような背景のなかで開発され現在密閉
鉛蓄電池のセンサとして唯一使われているのは鉛電極・
二酸化鉛電極対であるが、このセンサの鉛電極は密閉鉛
蓄電池にあっては使用中に酸素で酸化され短期に劣化し
てしまう欠点があり、その対策として定期的に新品と交
換したり、あるいは劣化を補うために周期的に充電する
複雑なシステムを要していた。
鉛蓄電池のセンサとして唯一使われているのは鉛電極・
二酸化鉛電極対であるが、このセンサの鉛電極は密閉鉛
蓄電池にあっては使用中に酸素で酸化され短期に劣化し
てしまう欠点があり、その対策として定期的に新品と交
換したり、あるいは劣化を補うために周期的に充電する
複雑なシステムを要していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明鉛蓄電池は、硫酸
塩が検出可能な程度に難溶性で、電極電位が低くて充電
により負極に還元・析出されないカルシウムイオンをそ
の硫酸塩の固相が共存する程度に溶解させたものを電解
液として使用すると共に、カルシウムイオンに選択的に
感応するカルシウムイオン電極と参照電極を備えたこと
を特徴とする。
塩が検出可能な程度に難溶性で、電極電位が低くて充電
により負極に還元・析出されないカルシウムイオンをそ
の硫酸塩の固相が共存する程度に溶解させたものを電解
液として使用すると共に、カルシウムイオンに選択的に
感応するカルシウムイオン電極と参照電極を備えたこと
を特徴とする。
【０００９】難溶性の硫酸塩の種類と溶解度積を次に示
す。
す。
【００１０】 イオンの種類 硫酸塩の溶解度積 電極電位（V ） 鉛 1.6×10-8 −0.126 銀 1.6×10-5 ＋0.799 バリウム 1.3×10-10 −2.99 ストロンチウム 3.2×10-7 −2.89 カルシウム 1.2×10-6 −2.87 第１水銀 7.4×10-7 ＋0.789 カルシウムイオンの濃度は電池を充放電したとき硫酸濃
度の変化に対応して変化する。その変化の様子は溶解度
積と呼ばれる法則に基づいている。その関係は次式のよ
うにカルシウムイオン濃度〔Ｃa 2+〕と硫酸イオン濃度
〔ＳＯ4 2-〕の積すなわち溶解度積Ｌ（Ｌは温度、圧力
が決まれば一定）として表される。
度の変化に対応して変化する。その変化の様子は溶解度
積と呼ばれる法則に基づいている。その関係は次式のよ
うにカルシウムイオン濃度〔Ｃa 2+〕と硫酸イオン濃度
〔ＳＯ4 2-〕の積すなわち溶解度積Ｌ（Ｌは温度、圧力
が決まれば一定）として表される。
【００１１】〔Ｃa 2+〕×〔ＳＯ4 2-〕＝Ｌ 〔ＳＯ4 2-〕＝Ｌ／〔Ｃa 2+〕 上の式からわかるように硫酸イオン濃度すなわち硫酸濃
度はカルシウムイオン濃度に反比例する。カルシウムイ
オン濃度をカルシウムイオン電極によって参照電極との
間に電位として取り出すことにより、その濃度から硫酸
濃度を知ることができる。大気圧下、25℃での関係は図
２のようになる。
度はカルシウムイオン濃度に反比例する。カルシウムイ
オン濃度をカルシウムイオン電極によって参照電極との
間に電位として取り出すことにより、その濃度から硫酸
濃度を知ることができる。大気圧下、25℃での関係は図
２のようになる。
【００１２】硫酸カルシウム以外の難溶性の硫酸塩には
硫酸銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、
硫酸第一水銀などがあるが、銀イオンは充電により負極
に析出して水素過電圧を下げ自己放電を促進する、バリ
ウムイオンおよびストロンチウムイオンは著しくイオン
濃度が小さいためイオン電極によって検出できない、鉛
イオンは電極電位は低いが電析する金属鉛の水素過電圧
が大きく、水銀イオン同様に充電時に負極に析出して溶
液中から消失してしまい溶解度積の関係が維持できない
など、それぞれ問題がありいずれも使用条件に合わな
い。これらの中でカルシウムイオンのみが本発明の容量
センサの媒介体として適度な性質を備えている。
硫酸銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、
硫酸第一水銀などがあるが、銀イオンは充電により負極
に析出して水素過電圧を下げ自己放電を促進する、バリ
ウムイオンおよびストロンチウムイオンは著しくイオン
濃度が小さいためイオン電極によって検出できない、鉛
イオンは電極電位は低いが電析する金属鉛の水素過電圧
が大きく、水銀イオン同様に充電時に負極に析出して溶
液中から消失してしまい溶解度積の関係が維持できない
など、それぞれ問題がありいずれも使用条件に合わな
い。これらの中でカルシウムイオンのみが本発明の容量
センサの媒介体として適度な性質を備えている。
【００１３】
【実施例】以下、本発明鉛蓄電池の実施例を図によって
説明する。図１は、本発明鉛蓄電池にイオン電極と参照
電極とからなる容量センサを装着した状態を示す断面模
式図である。
説明する。図１は、本発明鉛蓄電池にイオン電極と参照
電極とからなる容量センサを装着した状態を示す断面模
式図である。
【００１４】１は電池電槽、２は電槽の蓋、３は負極
板、４は負極端子、５はセパレータ、６は正極端子、７
はカルシウムイオンに特異的に反応するカチオンイオン
交換体を応答膜物質とするものからなるカルシウムイオ
ン電極、８は例えば硫酸第一水銀電極からなる参照電極
で、液式電池では電極部は液中に浸漬され、密閉鉛蓄電
池に装着する場合は電極部はマット状のガラスセパレー
タやゲル状電解液に当接される。９はセンサを電池に装
着するための螺着構造をもつ本体、１０はセンサの出力
を取り出すためのリード線、１１はセンサ出力を電池の
容量として示すための容量表示変換器である。
板、４は負極端子、５はセパレータ、６は正極端子、７
はカルシウムイオンに特異的に反応するカチオンイオン
交換体を応答膜物質とするものからなるカルシウムイオ
ン電極、８は例えば硫酸第一水銀電極からなる参照電極
で、液式電池では電極部は液中に浸漬され、密閉鉛蓄電
池に装着する場合は電極部はマット状のガラスセパレー
タやゲル状電解液に当接される。９はセンサを電池に装
着するための螺着構造をもつ本体、１０はセンサの出力
を取り出すためのリード線、１１はセンサ出力を電池の
容量として示すための容量表示変換器である。
【００１５】
【発明の効果】本発明鉛蓄電池用の容量センサは使用寿
命が長く、電池の寿命終了まで取り替えを必要としな
い。
命が長く、電池の寿命終了まで取り替えを必要としな
い。
【図１】本発明鉛蓄電池における容量センサの装着した
状態を示す断面図
状態を示す断面図
【図２】硫酸濃度とカルシウムイオン濃度の関係を示す
図
図
１ 電槽 ２ 蓋 ３ 陰極板 ５ セパレータ ７ イオン電極 ８ 参照電極 11 容量表示変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 電解液中にカルシウムイオンを含有させ
ると共に、カルシウムイオン電極と参照電極を備えたこ
とを特徴とする鉛蓄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270326A JPH0582177A (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 鉛蓄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270326A JPH0582177A (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 鉛蓄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582177A true JPH0582177A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17484710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3270326A Pending JPH0582177A (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 鉛蓄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015065096A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 株式会社京浜理化工業 | 試験用三極セル、および、試験用二極セル |
-
1991
- 1991-09-21 JP JP3270326A patent/JPH0582177A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015065096A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-09 | 株式会社京浜理化工業 | 試験用三極セル、および、試験用二極セル |
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