KR20170051036A - 전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지에 관한 것으로, 각 셀(11) 내부의 전해액 표면 상위에 무넘이(51)를 가지는 경사판(5)을 설치하여서 되는 축전지를 제공하는 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은, 차량의 감속 및 가속 시 유발되는 전해액의 유동이 셀(11)의 일측 전해액을 무넘이(51) 너머로 올리고 무넘이(51) 너머로 올라 간 전해액이 셀(11)의 반대쪽으로 너머로 이동하게 하여 셀(11) 내의 전해액이 자주 유동되게 함으로서 황산분자의 확산을 돕고 그로 인하여 배터리의 시동력을 향상시킬 수 있게 하는 것임.

Description

전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지{A lead-acid battery improved electrolyte circulation}

본 발명은 납축전지에 관한 것으로 특히 전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지에 관한 것이다.

납축전지는 셀 내부의 양극인 과산화납과 음극인 해면상납이 묽은 황산과 반응하여 양극과 음극이 황산납으로 변경되어 가는 과정에서 전해액 내부 황산분자의 확산이 원할하게 일어나지 않아 실제 배터리가 설계 이론 상 보유하고 있는 성능을 나타내지 못하는 문제가 있었다.

이러한 문제는 시동력을 키우기 위하여 매수를 증가시키고 그로 인하여 극판 간 거리가 좁아져 극판 사이에 반응에 필요한 충분한 전해액이 존재하지 못하거나 전해액의 유동이 원할하지 못한 경우 더욱 심해지는 경향이 있다.

특히 정차 시 엔진이 정지되는 ISS(Idling Stop and Start)기능을 가지는 차량의 경우 엔진을 시동거는 횟수가 기존 차량 대비 증가되어 시동력을 증가시키기 위하여 다양한 기술들이 요구되어지고 있다.

그리하여 납축전지는 보통 폴리에치렌계의 고분자물질로 된 격리판(Separator)으로 극판(Grid)과 극판을 격리시키되, 내면에 돌조(Rib)가 형성된 폴리에치렌 포대(Envelope)로 격리판을 형성시키고, 포대로 된 격리판을 이웃하고 있는 양극판이나 음극판 중 하나의 극판에 씌워 형성시켜 왔다. 이와 같은 납축전지에 있어서는 전해액의 유동이 비교적 용이하여 전지의 선능이 우수하나 극판에 부착한 활물질을 눌러주지 못하고, 특히 골프카, 보트, 지게차 등의 동력원으로 사용되는 축전지의 경우에 있어서와 같이 충방전을 수시로 하는 Deep cycle용 축전지에 있어서는 부식과 덴드라이트(Dendrite)의 형성이빨라 활물질이 조기에 탈락하는 결점이 있었다.

그리하여 위와 같은 Deep cycle용 축전지의 경우에 있어서는 극판과 극판 사이에 그래스 매트(Glass mat)를 설치하여 극판을 압착하므로서 활물질의 탈락을 감소시켜 왔다. 그런데 이와 같은 납축전지의 경우에 있어서는 상술한 바와 같은 폴리에치렌계의 고분자물질로된 격리판을 사용한 축전지에 비하여, 축전지의 두께, 전해액의 함침량 및 유동 가능한 황산량 등이 열세여서 전지의 용량이 적어지고, 충방전 성능이 떨어지는 결점이 있다.

그리하여 특허 제10-0137304호 “납축전지”는 활물질(Active Material)의 탈락을 방지하면서도 전해액의 유동을 용이하게 하여 충방전시의 화학반응을 원활하게 할 수 있는 납축전지를 제공하기 위하여 극판의 표면에 얇은 섬유망체를 씌우고 그 외측에 상술한 바와 같은 폴리에치렌계의 고분자물질로 형성되고 돌조를 가진 격리판을 설치한 축전지를 제공하기에 이르렀는 바, 이러한 축전지는 극판에 도포되는 활물질의 이탈을 방지하여 극판에 부착된 활물질의 양은 충분하다하더라도 그 활물질과 반응하는 황산의 이동이 원활하지 않아 배터리가 설계 이론 상 보유하고 있는 용량과 시동력을 충분히 발휘하지 못하는 문제가 있었다. 특히 잦은 시동이 요구되어지는 ISS(Idling Stop and Start)기능 장착 차량에서는 이러한 문제가 더욱 심화되는 경향이 있었다.

특히, 위와 같은 종래의 축전지는 극판과 극판 사이의 간격이 좁은데다가 그 사이에 또 격리판까지 설치되어 있어 전해액의 이동이 제한을 받는데다가 설혹 차량의 움직임으로 전해액이 출렁인다 하더라도 제자리에서의 출렁임에 그쳐 차량의 움직임으로도 전해액의 이동으로 인한 황산분자의 고른 확산을 기대할 수 없었다.

특허 제10-0137304호 “납축전지”, 공개일자 1996.10.28

이에 본 발명은, 극판의 활물질 이탈 방지에 국한하지 아니하고 황산의 이동을 원활하게 함으로서 배터리 내의 황산분자의 확산이 원할하게 일어나게 하여 실제 배터리가 설계 이론 상 보유하고 있는 성능을 제대로 발휘하게 하여야 한다는 과제를 해결하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 각 셀 내부의 전해액 표면 상위에 무넘이를 가지는 경사판을 설치하여서 되는 축전지를 제공한다.

셀 내부의 전해액 표면 상위에 무넘이를 가지는 경사판을 설치하여서 되는 본 발명의 축전지는, 차량의 감속 및 가속 시 유발되는 전해액의 유동이 셀의 일측 전해액을 무넘이 너머로 올리고 무넘이 너머로 올라 간 전해액이 셀의 반대쪽으로 너머로 이동하게 하여 셀 내의 전해액이 자주 유동되게 함으로서 황산분자의 확산을 돕고 그로 인하여 배터리의 시동력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예의 요부 발췌 설명도
도2는 본 발명의 요부인 경사판의 일 실시예의 발췌 사시도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

축전지 용기(1)와, 용기(1)내에 설치되는 다수개의 셀(11) 및 각 셀(11)에 설치되는 양극판(2)과 음극판(3), 및, 양극판(2)과 음극판(3) 사이에 설치되는 격리판(4)으로 구성되고 각 셀(11)에 전해액이 충전되는 납축전지에 있어서, 본 발명은 각 셀(11)의 상부 전해액 표면 상위에 무넘이(51)를 가지는 경사판(5)이 설치된 것을 특징으로 하는 전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지를 제공한다. 상기 경사판(5)은 경사도가 0도일 수 있으나 무넘이(51)의 반대 방향으로 2~5도 경사진 것이 바람직하며 그 하향 단부에 하향 절곡부(52)를 가져 전해액이 경사판 상면에서 정체되는 일을 방지시키는 것이 바람직하다.

위와 같은 본 발명은 차량이 감속하는 경우 일정량의 전해액이 경사판의 무넘이를 넘어 경사판의 상면으로 올라오게 되고 경사판 상면으로 올라온 전해액은 경사판의 한쪽 끝이 아래 방향으로 휘어져있는 부분을 거쳐 경사판 아래로 흘러 내려가게 된다. 이러한 과정이 반복됨에 따라 전체적으로 전해액의 흐름을 원활하게 하고 이러한 흐름은 셀 내부에서 전해액 내의 황산분자의 확산을 원활하게 하여 전해액 내 황산 분자 부족에 의한 단기 성능 저하를 막아주며, ISS 차량의 경우 감속 및 정차하여 엔진 정지 후 재 시동 시 시동성능을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다. 또한, 청구항 부호는 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명의 형상과 구조를 첨부된 도면에 한정한다는 뜻이 아니다.

1. 용기
11. 셀
2. 양극판
3. 음극판
4. 격리판
5. 경사판
51. 무넘이
52. 하향 절곡부

Claims (2)

1. 축전지 용기(1)와, 용기(1)내에 설치되는 다수개의 셀(11) 및 각 셀(11)에 설치되는 양극판(2)과 음극판(3), 및, 양극판(2)과 음극판(3) 사이에 설치되는 격리판(4)으로 구성되고 각 셀(11)에 전해액이 충전되는 납축전지에 있어서, 상기 각 셀(11)은 상부 전해액 표면 상위에 무넘이(51)를 가지는 경사판(5)이 설치된 것을 특징으로 하는 전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지.
   
2. 제1항에 있어서,
   경사판(5)은 무넘이(51)의 반대 방향으로 2~5도 경사진 것이고, 그 하향 단부에 하향 절곡부(52)를 가지는 것을 특징으로 하는 전해액의 순환성을 향상시킨 납축전지.
   

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