JPS581970Y2 - 密閉形アルカリ蓄電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は密閉形アルカリ蓄電池における防爆安全機構の
改良に関する。

一般にニッケル・亜鉛電池やニッケル・カドミウム電池
などのアルカリ蓄電池においては、安全弁を有した防爆
用排気機構を備えている。

これは。電池の充電、放電により電池内部圧力が著しく
上昇した場合Ｊ電池収納ケースや封口部の破損を防止し
たり、使用機器及び人体への損傷を防止するためのもの
である。

以下、本考案の実施例と従来例を対比しながら説明する
。

第１図は実施例におけるニッケル・カドミウム蓄電池の
一例を示し、１は陰極端子をかねたケース、２は上方に
向は突出したリブをもつ短管状排気孔２′を有する封目
板、３はネオプレンゴム等からなる弁体であり、この弁
体は陽極端子をかねたキャップ４を封口板２に電気溶接
する事によりキャップ内部に固定され、常時短管状排気
孔２′を密封している。

５は陽極板と封口板２とを接続しているニッケルリード
板、６は陰極板、７はセパレータ、８は陽極板で、陽、
陰画極板とセパレータは渦巻状に捲回されており、これ
ら全体にか性カリ電解液が含浸され、電池要素を形成し
ている。

このような構成の電池内においてガスが発生しないか、
あるいは発生しても比較的内圧が低い場合には、弾性弁
体３の押圧力を利用して弁体３自体で排気孔２′を閉塞
し、電池を放電したり、充電したりしてガスが発生し電
池の内圧が弁体３の抑圧許容限界を越えた場合に、弁体
３を押し上げて内部に充満しているガスを排気孔２′か
らキャップ４に設げられた排気孔９をへて外部に放出し
、電池内圧が下ると再び弾性弁体３の押圧力を利用して
排気孔２′を閉塞する復元性の機構になっている。

この様な構造において、弁体３は発生したガスの中に含
まれている霧状の電解液によって変質、脆化し、長期間
使用していると弾力性がなくなり、排気孔２′を気密に
閉塞することができなくなる。

そのため電池の保存中などに、電池的水分の逸散が起こ
り電池性能の低下を招いたり、アルカリ電解液の外部へ
のクリープが促進され、使用機器の接触部を腐蝕させた
り、機器本体の絶縁不良を引き起こし発熱等の危険があ
った。

このような欠点を解消する対策として、これまで第３図
から第５図に示す如く、イ弁体３０表直に、流動性パラ
フィンや油状シリコン樹脂の薄膜１０′を形成させる方
法、口弁体３と排気孔２′とが接する面にフッ素樹脂の
微粒子を０．５〜６０重量係含有した平均分子量５００
〜１５００のグリース状のポリクロルトリフルオロエチ
レン低重合物１１の被膜を形成させる、などの防止策が
とられており、いずれも弁体保護には初期においては一
応の効果はあった。

ところが、上記いずれの方法においても、保護被膜の最
大形成厚みの限度は、５０μ程度にしかできず、弁体が
２，３回動作すると。

弁体３と排気孔２′との接触面の薄膜は極めて薄くなり
、電池に使用機器等の負荷が接続されたまま、放置され
た場合や、温度、湿度の比較的高い場所に長期間放置さ
れた場合には自己放電による電池電圧の低下にともない
、アルカリ電解液はクリープし易くなる傾向があり、そ
のために排気孔２′を経て、キャップ４の排気孔９から
アルカリ電解液の外部へのクリープは促進されていき、
その効果は極めて低くなるという問題があった。

本考案は上記のような悪条件下で電池が使用されても、
電解液の排気孔からのクリープを大幅に減少させるとと
もに安全弁の作動圧変化が少なくてバラツキも小さく、
極めて信頼性の高い防爆用排気機構を備えた電池の提供
を目的としたものである。

すなわち、封目板２０通気孔２′は、封口板２と一体に
短管状に形成されており、短管部の長さは１〜５）程度
でその中に電池の使用状態では、半流動体で粘着性をも
ったポリブテンあるいは、ポリブテンとイソブチレンと
の混合物１０を流し込んで、少なくとも０．２８以上、
多い所は２１程度の厚みになるまでの量をためておく。

尚、上記半流動物を流し込む際の作業性をよくするため
に石油ベンジンやキシレン等の有機溶剤で粘度を適当に
調整する事もできる。

この半流動物は、化学的に非常に安定しており、しかも
安価で容易に入手ができるし、又、適度な粘着力があり
、上記排気孔２′の閉塞の目的に使用するには最も適し
た物質である。

尚、本考案で使用したポリブテンは、分子量がＳＯＯ〜
２０００までのものと、分子量２００００までのものと
の混合物であり、これまでよりも多量にたれ落ちること
なく充填することができる。

又、比較のために硬化剤を加えない流動状態のエポキン
樹脂を使用してみたが、弁作動圧の変動が大きく、使用
が不可能であった。

又、ポリブテンの分子量が８００以下になると粘度が低
く ４０’Ｃ以上の高温下になると、流れだして、閉塞
効果がなくなる。

又分子量２００００以上のものになると、粘度が高（な
り過ぎ、弁作動圧力が変動して弁は正常に動作しなくな
るとともに、弁作動がくり返された場合の密閉効果は減
少する。

本考案の実施効果を調べるため１円筒密閉形ニッケル・
カドミウム蓄電池ＮＲ−ＡＡ型を使用して従来例との比
較試験を実施した。

本考案品をＡ、従来品である弁体３の表面に流動パラフ
ィンの薄膜を形成させて組立てられた電池をＢとし、同
じ〈従来品である弁体３と排気孔２′とが接する面にフ
ッ素樹脂の微粒子を１０重量多含有した分子量１０００
のグリース状ポリクロロトリフルオロエチレン低重合物
を約２０μ程度の厚みに塗布したものをＣとして、安全
弁の作動圧変動状態と封口板４の排気孔を経てキャップ
の排気孔からのアルカリ電解液のクリープ発生状態の比
較テストを行なった。

安全弁作動圧の変動試験の条件としては、まずＡ、Ｂ、
Ｃそれぞれの組立済み電池の底部に孔経約ｘ１′！ｙ程
度の小さな孔をあげて、初期の弁作動圧を測定記録して
おき、同型の別の電池Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれ２０個を２０
０Ｃでｌｃ相当（５００ｍＡ）の電流で弁作動するまで
充電を継続し、弁作動した時点で充電をやめて１日放置
す、る。

放置後又同様に充電し弁を作動させる。

これを３回くりかえした後５０ Ｃに６か月間放置し
て、２０°Ｃで弁作動圧を測定した。

結果は表−１に示す通り、本考案品Ａは弁作動圧の低下
が少なくてバラツキも小さく極めて良好な結果が得られ
た。

又、耐漏液性能比較については、上記Ａ、Ｂ、Ｃの電池
釜２０個を１ｃ相当の電流で過充電し、弁を作動させて
上記同様３回の操作をくりかえし、完全放電後、加速試
験により５００Ｃで１年間放置した。

これとともにもう１組はキャップ４の頭部と電池ケース
底部とをニッケルリード板で、スポット溶接して接続し
、完全に短絡状態（電池電圧ＯＶ）として５０° Ｃの
温度、９０係の湿度の高温多湿下で３か月間放置した。

結果は、表−２に示す通り封口板２の排気孔２′を経て
キャップ４の排気孔９からのアルカリ電解液のクリープ
は、本考案品Ａの場合は全く見られず、従来品Ｂ、Ｃは
いずれも１００多近い漏液が認められ１本考案品の効果
は極めて大であった。

伺、同様な比較試験を他品種のＮＲ−Ｎタイプでも実施
してみたが、上記ＮＲ−ＡＡ同様に本考案品の効果が明
確に見られた。

このように、本考案の粘着性物質を短管状排気孔２′内
に充填した防爆排気機構では、粘着性物質の作用により
電解液の外部への漏出は完全に抑制され、ガスのみを排
出することができる。

又、短管状排気孔に充填する粘着性物質はこの孔のみと
するよりは、孔の上下周縁にもうすく塗着して弁体との
なじみをよくすれば、電解液のクリープを抑制しつつ、
弁体と弁座部分の密着性を向上させることができる。

さらに短管状排気孔は、第１図の如く上方へ突出したも
のの外、第２図に示す如く下方へ短かく垂下したもので
もよ（、この場合には構造がより簡単なものとなり、同
様な密封効果と耐漏液性を得ることができる。

、以上述べたように、本考案は簡単な構成で耐漏液性に
優れた防爆排気機構を提供でき、密閉形アルカリ蓄電池
の特性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例における密閉形アルカリ蓄電池
の一部を破断した概略側面図、第２図は別の例における
防爆排気機構の断面図、第３図。 第４図、第５図は従来の防爆排気機構の断面図である。 ２・・・・・・封目板、２′・・・・・・短管状排気孔
、１０・・・・・・ポリブテン等の粘着性物質。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弾性弁体により閉塞される短管状排気孔を封口板と一体
   に設け、この短管状排気孔にはポリブテンあるいはポリ
   ブテンとインブチレンとの混合物からなル吸水性と粘着
   性とを有した半流動物を充填してなる密閉形アルカリ蓄
   電池。