(57)【要約】【課題】硫酸塩化の発生率を低下させることができる鉛酸電池のグリッド構造の提供。【解決手段】鉛酸電池のグリッド構造２０は、外枠２０１内縁に相互に平行な複数の枠骨２０２を設置し、各枠骨２０２上には、反応片２０３を設置し、しかも反応片２０３の幅は、枠骨２０２の幅より広く、よって鉛酸電池のグリッド構造２０を溶液中に浸すと、溶液との接触面積を大幅に拡大することができ、これにより反応効率を高め、枠骨２０２上における非活性物の形成を抑制することができるため、蓄電、充電、放電能力を強化することができる。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
鉛酸電池のグリッド構造は、硫酸溶液中に浸し、両者は化学反応を生じ、
外枠、複数の枠骨、複数の反応片を備え、
前記複数の枠骨は、前記外枠の内縁に位置し、
前記複数の反応片は、板状を呈し、前記複数の枠骨に成型し、前記反応片により、硫酸溶液と反応を生じる面積を拡大することを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項２】
請求項１記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応片は、相互に隣接する前記枠骨に連接することを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項３】
請求項１記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応片の幅は、前記枠骨の幅より広いことを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項４】
請求項１記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応片の長さは、前記枠骨の長さより短いか、或いは等しいことを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項５】
請求項１記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記複数の電極は、前記外枠の外縁に成型することを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項６】
請求項１記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応面は、前記枠骨を完全に覆うことを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項７】
請求項６記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応面の大きさは、前記外枠の大きさと相同であることを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項８】
請求項６記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応面は、平面板体であることを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項９】
請求項６記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応面は、不規則面板体であることを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項１０】
請求項６記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応面は、曲面板体であることを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【請求項１１】
請求項６記載の鉛酸電池のグリッド構造において、前記反応面は、ノコギリ歯状を呈することを特徴とする鉛酸電池のグリッド構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は鉛酸電池のグリッド構造に関し、特に硫酸塩化の発生率を低下させられ、これにより蓄電、充電、放電能力を強化することができる鉛酸電池のグリッド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車が使用するバッテリーは、通常は鉛酸電池で、鉛蓄電池とも呼ばれる。鉛酸電池は、正極グリッド、負極グリッド、隔絶板、電池槽、溶液(一般には希釈硫酸H2SO4)、接続端子などの部分により組成する。硫酸中に浸されている正極グリッドは、二酸化鉛板(PbO2)で、負極グリッドは、鉛板(Pb)である。また、多くの鉛蓄電池のグリッドでは、アンチモン含有量が4.2%の鉛アンチモン合金、或いはカルシウム含有量0.8%の鉛カルシウム合金を使用する。
【０００３】
鉛酸電池の放電時には、負極の鉛は、硫酸中の硫酸イオンと反応して硫酸鉛を合成し、しかも陽極上に付着し、同時に電子を発生する。すなわち、２個のグリッドを溶液中に浸すことで、化学エネルギーを電気エネルギーに転換し、端子により、この電気エネルギーを出力して供給する。充電時には、鉛極は電源負極に接続し、二酸化鉛極は電源正極に接続し、直流電流を流して、逆反応を行う。化学エネルギーと直流電気エネルギーの相互転化により、放電後は、充電後に復元され、こうして繰り返し使用を達成することができる。
【０００４】
従来の電池グリッドの外観模式図である図１に示すように、電池グリッドは、鋳造式格子体で、外枠１０、及び外枠１０内に位置する複数の枠骨１１を備える。電池作用時の化学反応では、還元分解できない、わずかな硫酸鉛、酸化物がある。この種の硫酸鉛は硬くて、活性を備えないため、いわゆる硫酸塩結晶１２を形成し、枠骨１１上に徐々に堆積する。これを硫酸塩化或いは硫化、或いは不可逆硫酸鉛、硬化硫酸鉛と呼ぶ。硫酸塩化或いは硫化後には、電池の正、負極グリッド間の充放電の電気抵抗は増大し、これによりグリッドの結晶は粗大、硬くなり、さらには内部ショートの問題までもが発生し得る。
よって、塩化した蓄電池に通電後は、硫酸鉛が自ら溶解することはなく、効果的に酸化還元反応が進行することはないため、蓄電池が充電還元により鉛となる能力は劣り、活性も低下する。
【０００５】
また、従来のグリッドは比較的細いため、長時間にわたり硫酸溶液中に浸されることで、硫酸液の腐食を受け、断裂が生じ易い。さらには、硫化発生後の蓄電池は、放電時に端電圧が急速に降下し、すなわち、規定の蓄電容量よりかなり低くなってしまう。一方、充電時には、電池電圧の上昇が比較的速く、溶液密度が正常値に達しない。しかも、過度に気体分解を生じてしまい、電池温度が高くなり、電池を正常に使用することができなくなる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の主要な目的は、鉛酸電池のグリッドと硫酸溶液の反応効率を高めることができ、同時に硫酸塩化或いは硫化の状況を低下させることができ、これにより蓄電、充電、放電能力を強化することができる鉛酸電池のグリッド構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は下記の鉛酸電池のグリッド構造を提供する。
鉛酸電池のグリッド構造は、硫酸溶液中に浸し、化学エネルギーを電気エネルギーに転化し、外枠、複数の枠骨、複数の反応片を備え、該複数の枠骨は、該外枠の内縁に平行に設置し、該複数の反応片は、該複数の枠骨上に設置し、しかも該反応片の幅は該枠骨の幅より広く、これにより、鉛酸電池のグリッド構造と溶液との接触面積を大幅に拡大し、該枠骨上における非活性物の形成を抑制することができるばかりか、硫酸塩化の発生率を同時に低下させることができ、こうして蓄電、充電、放電能力強化の目的を達成することができる。
【考案の効果】
【０００８】
本考案鉛酸電池のグリッド構造は、鉛酸電池のグリッド構造中に、反応片を成型することで、その反応面積を拡大し、それと硫酸溶液との反応効率を加速することができる。これにより、鉛酸電池の充電時間を短縮することができるため、本考案の実施後には、鉛酸電池のグリッドと硫酸溶液との反応効率を向上させることができ、同時に、硫酸塩化の状況を低下させることができる。こうして、鉛酸電池の蓄電、充電、放電能力を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のグリッド構造の外観模式図である。
【図２】本考案第一実施例の鉛酸電池のグリッド構造外観模式図である。
【図３】本考案第二実施例の外観模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
本考案第一実施例の鉛酸電池のグリッド構造の外観模式図である図２に示すように、本考案鉛酸電池のグリッド構造２０は、外枠２０１、複数の枠骨２０２、複数の反応片２０３により構成する。外枠２０１と枠骨２０２は、鉛スズ合金により製造する。外枠２０１は、概ね矩形状を呈する中空体で、複数の枠骨２０２は、細長い形状を呈し、外枠２０１の内縁の長方向上に成型する。しかも、各枠骨２０２は、長方向上において、実質的には相互に平行して排列する。
【００１１】
複数の反応片２０３は、概ね矩形状を呈する平面板体或いは非平面板体で、複数の枠骨２０２上にそれぞれ成型し、複数の反応片２０３の主要成分は鉛である。しかも反応片２０３の幅は、枠骨２０２の幅より広いことが望ましく、反応片２０３の長さは、枠骨２０２の長さより短いことが望ましい。すなわち、各枠骨２０２上には１枚或いは１枚以上の反応片２０３を成型する。図に示すように、外枠２０１の外縁には、概ね細長い形状の電極２０４を成型する。
【００１２】
本第一実施例の反応片２０３の構造は、例に過ぎず、反応片２０３の構造型式を制限するものではなく、その構造は実際の必要に応じて改変することができる。例えば、反応片２０３は、相互に隣接する２本の枠骨２０２を同時に横に跨ぐことができ、この２本の枠骨２０２を連接し、或いは反応片２０３の長さは、枠骨２０２内縁の間に収まるものとすることができる。また例えば、反応片２０３の両端は、外枠２０１の内縁にそれぞれ連接し、或いは反応片２０３の幅は、枠骨２０２の幅と等しくすることができる。
【００１３】
この他、外枠２０１、複数の枠骨２０２、複数の反応片２０３、電極２０４は、鉛(Pb)により製造することが望ましいが、本考案はこれに限定するものではない。
その材質が含む金属元素或いは準金属元素は、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、カルシウム(Ca)、インジウム(In)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi）、アンチモン(Sb)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ゲルマニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)、或いはプラチナ(Pt)であるが、これらの結晶質或いは非結晶質に限定しない。
【００１４】
本考案の鉛酸電池のグリッド構造２０を、硫酸などの溶液中に浸すと、化学反応により、化学エネルギーを電気エネルギーに転化し、反応片２０３が備える大きな面積により、それと硫酸溶液との接触と反応面積を大幅に拡大することができる。よって、充、放電の化学反応過程において、枠骨２０２上における非活性物の形成を抑制することができる。これにより、硫酸塩化或いは硫化の発生率を低下させることができるばかりか、従来の鉛酸電池において、硫酸塩化或いは硫化が招く内部ショート、電気抵抗増加の問題を効果的に解決し、鉛酸電池の蓄電、充電、放電能力を強化することができ、こうして、鉛酸電池の使用寿命を延長することができる。この他、鉛酸電池のグリッド構造２０と溶液の接触面積を拡大するために、反応片２０３を曲面板体に成型し、しかもその表面をノコギリ歯状などの不規則状、或いは凹凸状とすることができる。
【００１５】
本考案第二実施例の外観模式図である図３に示すように、本考案第二実施例では、全体を板状に成型し、完全な反応面２０５を形成する。本実施例中では、反応面２０５は、概ね矩形状を呈する平面板体で、塗布の方式により、各反応片２０３の表面に成型する。さらに、反応面２０５の大きさは、反応片２０３と外枠２０１との間で、反応面２０５の大きさは、外枠２０１の大きさと相同であることが望ましく、これにより、すべての反応片２０３に連接して、覆うことができる。本実施例中の反応面２０５は、第一実施例中における反応片２０３より面積が大きいため、本考案鉛酸電池のグリッド構造２０を硫酸などの溶液中に浸すと、反応面２０５は第一実施例中での反応片２０３に比べ、溶液とより大きな接触面積を呈することができる。よって、より優れた充、放電効率を備える。
【符号の説明】
【００１６】
１０  外枠
１１  枠骨
１２  硫酸塩結晶
２０  鉛酸電池のグリッド構造
２０１  外枠
２０２  枠骨
２０３  反応片
２０４  電極
２０５  反応面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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