JPH088096B2 - 電解液攪拌装置を備える蓄電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電解液攪拌装置を備えた、バッテリーフォー
クリフト，電気自動車等サイクルサービス用蓄電池に関
するものである。

従来の技術とその課題 蓄電池にとって電解液は直接反応に関与する物質であ
るため、極板の活物質と同様、電解液が蓄電池内でいか
に有効に利用されるかによって蓄電池の容量を大幅に左
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。

このような電解液の濃度差を解消するため、過充電を
加えてガスを発生させ、このガスの攪拌作用により上下
電解液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る発生ガスの攪拌作
用によって比較的簡単に電解液比重の均一化が計れる
が、電気車用蓄電池等背の高いものでは少々の過充電で
は均一にならなのが普通である。この結果、極板の上部
では低比重電解液となって容量が低下し、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、
極板下端部が腐食され、短寿命を招く結果となってい
る。このような理由で蓄電池は充電毎に放電量の約20％
過充電が実施されている。その結果、電力の消費と共
に、過充電量に見合う水分解による液減りが生じ、フォ
ークリフト用電池では通常半月に一度の補水をする必要
があった。

また、過充電時の電池温度上昇が大きく、夏期の電池
温度上昇によって、電池寿命を短かくしていることもあ
った。

課題を解決するための手段 本発明は、電池から発生するガスを利用して液攪拌を
行なう液攪拌装置を取り付けた液攪拌装置を備える電池
を用いることにより、充電量を必要最少限におさえ、か
つ電解液の濃度差を解消して従来の欠点を解消した蓄電
池を提供せんとするものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明
する。

第１図は本発明電解液攪拌装置を備えた蓄電池の一実
施例を示す断面図、第２図は電解液攪拌装置の一部欠截
斜視図である。

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は電解液攪拌装置である。

電解液攪拌装置Ｄは下端が電槽底部に、上端が電解液
最低液面位付近に開口し、中間部に小孔４を有する液循
環筒１と、下端開口部が前記小孔４より下方に配置さ
れ、極板群Ｂから発生したガスを捕集するガス捕集室２
を備え、前記ガス捕集室２と液循環筒の小孔４とは逆Ｕ
字状のサイホンストラップ３により連絡されている。ま
た、前記液循環筒１の上端開口部には、下面が開放され
たキャップで覆ったり、あるいは液循環筒の上端部を逆
Ｊ字状に折り返す等の手段でガス溜め５が形成されてい
る。

なお、図面に示した実施例においては、液循環筒１が
小孔４の部分においてズレて折れ曲がった形状になって
いるが、これは該攪拌装置を合成樹脂により一体に成型
する場合に型抜きを容易にするためであり、作用的には
直線状のものと何ら変わるものではない。

本発明攪拌装置は上述の如き構造を有するものであ
り、蓄電池の充電時等に極板群Ｂからガスが発生する
と、このガスがガス捕集室２に捕えられ、蓄積される。
ガスの蓄積に応じて逆Ｕ字状サイホンストラップ３内に
侵入している電解液が小孔４から液循環筒１内におし戻
される。ガス捕集室内の蓄積ガスの量が増加し、小孔４
の位置まで達するとこのガスが小孔４より液循環筒１内
へ気泡として押出され、ガス気泡およびガス捕集室内の
ガス圧の大きさが液循環筒１の小孔４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、ガス気泡は小孔
より上部の電解液、すなわち液循環筒のこの部分にある
電解液を押し上げつつ上昇し、液循環筒１の上端開口部
より電解液と共に放出される。これと同時に液循環筒１
内の液圧が減少するので、液循環筒の下端開口部より電
池底部の電解液が侵入・上昇し、液循環筒１内の比重の
大きい電解液が小孔４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２に極板群からの発生
ガスが蓄積され、上記の動作が繰り返される。

なお、本発明装置においては液循環筒１の上端開口部
にガス溜め５を設け、液循環筒１内の電解液と周囲の電
解液とを気相によって遮断しているので、液循環筒１上
端開口部が電解液面下にあってもこの上端開口部周囲の
電解液が液循環筒内に逆流することはなく、電解液は常
に液循環筒の下端より上端に向かって移動する。

第３図は、極板群に攪拌装置Ｄを取り付けたところを
示す斜視図である。攪拌装置Ｄは、極板群の耳に溶接し
たストラップ６および極柱７とセパレータ等と電槽との
隙間に挿入し固定される。極板群の端極板は、通常陰極
板が配置されている。陰極板の活物質には添加剤を加え
て、膨張しやすく、電気化学反応がしやすくさせている
ため外側から板状のスペーサで押さえてやる必要があ
る。攪拌装置を取り付けたとき、液循環筒１が存在する
ため液循環筒の両側に、２枚のスペーサを配置してもよ
いが、電槽Ａに極板群Ｂを挿入する際にずれること、お
よび作業性が劣ることの問題がある。

第４図は、ポリプロピレン等からなるダンボール状の
合成樹脂スペーサで、液循環筒とほぼ同一の厚みを有し
ている。

電池に組み込まれたとき液循環筒の当る部分に、液循
環筒の幅に似合う溝を設けている。スペーサを１枚にす
ることにより、２枚のスペーサを用いることの問題点は
解消できる。

第３図ではスペーサ８を配置した後、攪拌装置Ｄを取
り付けたものであるが、攪拌装置Ｄを取り付けた後、ス
ペーサ８を第３図の裏返しで配置することもできる。

第１図、第２図、第３図、第４図で示した液攪拌装置
をバッテリーフォークリフト用電池に取り付けた液攪拌
電池イと、液攪拌装置のない通常電池ロとを、通常使わ
れている準定電圧充電器で10％放電後に充電したときの
電解液比重の上昇を第５図に示す。通常電池ロの場合、
充電時間10時間で充電量は約120％となり電解液比重は
1,280の規定値まで上昇している。

一方、液攪拌電池イは、充電時間８時間、充電量約11
0％で電解液比重は規定値まで上昇している。

このように、液攪拌装置を取り付けた電池は、過充電
量が約半分で、充電量が完了することができる。

発明の効果 本発明液攪拌電池の特長は、過充電量を従来型の約半
分で充電を完了でき、下記の利点が生まれると共に、安
価に量産化できることである。

補水間隔が伸びる（液面変位を２倍とすることによ
り補水間隔は現行の約４倍になる）。

節電となる。

ヘビーデューティでの温度上昇対策の一つとなる。

高容量電池も設定できる。

成層化現象が防止でき信頼性向上となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電解液攪拌装置を備える蓄電池の一実施
例を示す断面図、第２図は電解液攪拌装置の一部欠截斜
視図、第３図は極板群に液攪拌装置Ｄを取り付けたとこ
ろを示す斜視図、第４図は合成樹脂スペーサを示す図、
第５図は電解液攪拌装置を備える蓄電池と備えない従来
電池の充電による電解液比重の推移を比較した図であ
る。 Ａ……電槽、Ｂ……極板群、Ｃ……電解液、Ｄ……電解
液攪拌装置、１……液循環筒、２……ガス捕集室、３…
…逆Ｕ字状サイホンストラップ、４……小孔、５……ガ
ス溜め、６……ストラップ、７……極柱、８……スペー
サ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−302658（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30059（ＪＰ，Ａ) 実公 昭55−42615（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間部に小孔を有し、電解液中に上下方向
   に配置された液循環筒と、前記液循環筒の小孔位置より
   下方に下端開口部を有し、極板群上に配置されたガス捕
   集室とを備え、前記小孔とガス捕集室とを逆Ｕ字状のサ
   イホンストラップにより連絡すると共に、前記液循環筒
   の上端開口部にガス溜めを設けた電解液攪拌装置を備
   え、該液循環筒の載置部分に液循環筒に沿った溝を設け
   た合成樹脂スペーサを極板群の端極板に当接したことを
   特徴とする電解液攪拌装置を備える蓄電池。