专利名称：电池槽化学转化用注液装置和电池槽化学转化方法
技术领域：
本发明涉及液量限制式的密闭型铅蓄电池的电池槽化学转化用注液装置和使用该装置的电池槽化学转化方法。
背景技术：
现有的最一般的电池槽化学转化方法是预先在电池单元内填充所需要的电解液的全部量来进行化学转化的方法。在此情况下，进行注液的电解液瞬时内不会浸透到极板群内而暂时滞留在极板群的上部和周边部的空间中。而且，化学转化伴随着来自极板群的放气，因此，顶起了电解液。这样，在上述方法中，为了容纳暂时滞留的电解液以及即使发生放气电解液也不会溢出，必须在电池单元内确保足够的空间。
但是，近年来，为了提高电池的容积效率，要求加大极板群的填充容积。为此，成为除了电池单元内的极板群外不能过于减小空间容积的状况。
如上所述，进行注液的电解液不会瞬时被吸收到极板群内，而需要一定的时间。而且，化学转化伴随着来自极板群的放气。这样，当在电池内能够确保的空间容积变小时，不能一次注入预定量的电解液，由于上述放气而使滞留在上部的电解液被吹起溢出，污染周边部分，引起电解液不足。
为了克服上述现有方法的缺陷，提出了这样的方法准备容纳电解液的外加的储液箱，用管来联结该储液箱和构成电池的单元，通过该管来给单元提供电解液。但是，在现有所提出的方法中，由于单元内的气体和储液箱内的电解液的置换不能顺利进行，所以出现在化学转化工序中不能注入预定量的液量的问题。
如上所述，在化学转化工序中从极板群产生气体。当单元和储液箱成为气密时，通过上述气体的产生，内压上升。在现有方法中，为了把产生的气体排出到外部，在储液箱的上面穿出开口，而成为开放系统。但是，在该开放系统的注液装置中，在化学转化进行并且电解液被吸收到极板群中之后，不能防止外部气体侵入电池内。在液量限制式的铅蓄电池中，在构造上，气体易于扩散到极板群内，结果，存在由于在外部气体中包含的氧而使负极板被氧化，电池特性变差的问题。
发明内容
鉴于上述现有的电池槽化学转化用注液装置的缺陷，本发明的目的是没有化学转化中的电解液的吹起溢出的问题，并且，电解液的注入是顺畅的，由此，实现注液量精度高的电池槽化学转化。而且，实现在化学转化中没有外部气体侵入的问题的电池槽化学转化。
本发明所涉及的铅蓄电池用的电池槽化学转化用注液装置，由储液箱和用于液密性地联结该储液箱与电池的注液口的管构成，上述储液箱具有与构成电池的单元相同数量以上的腔室和在该腔室上的一个联结用管，其中，设有通过上述管的内部而联结单元的内部空间与储液箱的内部空间的细管。
而且，本发明所涉及的电池槽化学转化用注液装置，设有用于防止外部气体侵入上述储液箱的密封阀。
而且，本发明所涉及的电池槽化学转化方法，在上述储液箱的各腔室中填充预定量的电解液，在进行向单元内的电解液注液的同时，进行电池的化学转化，在化学转化工序中全量注入上述预定量的电解液。
如以上详细说明的那样，根据本发明能够在化学转化工序中准确地注入预定量的电解液，提供具有偏差小的特性优良的铅蓄电池。根据本发明在化学转化工序中，能够防止由外部气体的侵入所引起的负极板的氧化，能够提供特性优良的铅蓄电池。
图1是表示把本发明所涉及的电池槽化学转化用注液装置联结在铅蓄电池上的状态的透视图；图2是本发明所涉及的电池槽化学转化用注液装置的局部切开截面图。
具体实施例方式
图1是把本发明所涉及的电池槽化学转化用注液装置1装在密闭型铅蓄电池2上的图。电池槽化学转化用注液装置1由电解液储液箱3和用于液密地联结该箱与电池2的管4所构成。在图示的例子中，电池2是由6个单元构成的单块型的电池。6个单元分别设置注液口9，把各个单元的内部空间通过上述管4与储液箱3的内部空间相联结。
电池槽化学转化用注液装置1的储液箱3是例如聚丙烯制的容器，通过间壁而分隔成与电池的单元数相同的腔室。在各腔室中分别填充预定量的电解液。
而且，如上所述，在储液箱3的各腔室中配置用于与铅蓄电池的注液口相联结的管4。该管4的材料、尺寸没有特别的限制。可以是例如合成橡胶制的管。该管4的一方的端部液密性地联结在设在储液箱3的下表面上的排液口8(在图1中，被隐藏而见不到，在后述的图2中表示)上，另一端液密性地联结在铅蓄电池2的单元的注液口9上。而且，使设在上述储液箱3的下表面上的排液口8筒状地向下方突出，成为能够与注液口9相嵌合的形状，由此，能够使储液箱3和管4成为一体。该管4的内径为3～10mm，长度为10～100mm程度，在储液箱3的各腔室的上壁设置开口6，该开口用后述的密封阀7闭塞。
图2是表示储液箱3的一个腔室的内部构造的截面图。在储液箱3的下表面设置排液口8，暂时与管4相嵌合。该管4的另一端与电池2的注液口9相嵌合。在本发明所涉及的电池槽化学转化用注液装置1的储液箱3中，如图2所示，在管4的内部配置从单元内空间上部到达储液箱的腔室内空间的上部的细管5。把该细管5固定在上述管4的内壁上。该细管5是例如外径为2～5mm，内径为0.5～3nm的聚丙烯制或者聚四氟乙烯制的管。
联结填充了电解液的储液箱的单元的内部空间是密闭状态的。这样，为了使电解液从储液箱转移到单元内，必须使单元内的气体被排出。在上述现有的注液装置的情况下，不设有排出单元内的气体的功能，因此，存在单元内的气体同填充在储液箱中的电解液的置换不能流畅地进行的缺点。
在本发明所涉及的注液装置的情况下，上述细管5在向单元内注入电解液之时，成为单元内的气体转移到储液箱内空间中时的通路。为了使气体的排出容易实现，最好把上述细管的上端10设在填充在储液箱中的电解液11的液面的上方。
如上所述，由于单元内空间和储液箱被液密性地联结起来，在化学转化的过程中，即使在单元内产生气体而顶起单元内的电解液，由于被顶起的液体仅转移到储液箱内，而不会漏出。这样，在化学转化工序中，不会损失填充的电解液，在化学转化结束时，完成了全部的注液，由此，能够高精度地注入预定的液量。
而且，在把本发明所涉及的注液装置联结在单元上的状态下，单元内和储液箱内的空间是密闭系统。即，在储液箱的各腔室的上壁上设置开口6，用密封阀7闭塞该开口。在单元内和储液箱内的内压变高时，密封阀打开，从储液箱向外部放出气体，而抑制内压上升。另一方面，当外部气体将要侵入时，阀闭合，来防止外部气体的侵入。通过装有该密封阀，能够在化学转化工序中防止外部气体侵入单元内。
上述密封阀的构造并不仅限于此。可以使用铅蓄电池的排气阀。作为简单的构造，如图2所示，在穿过储液箱的上壁的筒状的开口6的上部嵌入帽子状的柔软的橡胶的阀7，来闭塞开口。在橡胶阀的内壁与筒状开口的外壁之间填充硅油等密封剂，来确保气密。根据需要，把上述橡胶板周边部分的一部分固定到储液箱上，使一部分作为自由的，当储液箱的内压变高时，自由的部分上升，离开储液箱的壁而能够产生间隙。另一方面，当气体将要从外部侵入时，通过由外部气体产生的压力，橡胶阀紧贴在储液箱的壁上，防止了外部气体的侵入。该阀的开阀压并没有特别限制，最好设定为不会对电池和储液箱产生不良影响的范围的0.1～0.5Kg/cm2。
下面根据一个实施例来说明本发明的详细内容。
实施例实施例1把本发明所涉及的在管内的细管和储液箱上壁的开口部上设有密封阀的注液装置用于6单元构成的容量5Ah的密闭型铅蓄电池。把储液箱的6个腔室分别联结在电池的各单元上，然后，暂时开启储液箱的开口，在储液箱的各腔室中分别填充50ml的作为电解液的稀硫酸，在充液后，通过上述密封阀闭塞开口，来实施化学转化。
比较例1除了在管内未设有细管之外，把与实施例1相同结构的注液装置用于与实施例1相同类型的铅蓄电池，来实施化学转化。
在温度40℃下，实施电池槽化学转化。充电条件设定为以下三种在电流2.5A{速率0.5It(A)}下充电时间20小时的A模式；在电流1.5A{速率0.3It(A)}下充电时间30小时的B模式；在电流1.2A{速率0.24It(A)}下充电时间40小时的C模式。在化学转化结束后，分析残存在储液箱的腔室内的电解液量。
在表1和表2中表示了分析化学转化后在储液箱内残存的电解液量的结果。在表1中表示6单元总的每个电池的残存液量，在表2中表示了通过A模式进行化学转化时的每个单元的残存液量。
表1
如表1所示，在实施例1的情况下，在全部电池中完成了在储液箱中填充的电解液的全量的注液。与此相反，在比较例1的情况下，在全部电池中，在储液箱中残存了未注入的电解液。而且，随着在化学转化工序中的充电时间变短，在储液箱内残留的残存液量变多。
表2
在表2中，表示了在化学转化工序中的充电时间最短的A模式的结果，替换为在实施例1情况下的全部单元中注液完成的情况，在比较例1中，在几乎所有单元中，在储液箱内残存了电解液，而且，在每个单元的残存液量的偏差较大。
而且，在表3中表示了分析表2所示的无管内细管的化学转化后的储液箱内残存的电解液的比重的结果。
表3
如表3所示，在储液箱内残存的电解液的比重中，每个单元的偏差较大。电解液比重反映了化学转化的进行的程度，因此，表3的结果表示了在各单元的化学转化的进行中存在偏差。该偏差是由于在电解液的注液中存在偏差而引起的，除了电池的初始特性之外，也对循环性能产生不良影响。
把化学转化后的电池放置在常温下，通过电流5A{速率1It(A)}来进行放电试验。在表4中表示了各电池的放电持续时间。
表4
如表4所示，使用实施例1的注液装置进行化学转化的电池的放电容量与使用比较例1的注液装置进行化学转化的电池的放电容量相比，都呈现较高的值。在比较例1的情况下，放电容量差是因为注液量不足以及如上所述随单元不同，在化学转化中存在偏差。
比较例2未在设在储液箱的上壁上的开口上安装密封阀，使用开放型的注液装置，除此之外实施与实施例1相同的化学转化。化学转化中的充电条件与上述B模式相同。在比较例2的情况下，在化学转化结束后，分析在储液箱中剩余的残存电解液量为0。把在比较例2中进行化学转化的电池在与上述相同的条件下进行放电试验。在表5中表示了结果。
表5
如表5所示，在比较例2的情况下，与注入了预定量的电解液无关，与上述表3所记载的实施例1的情况相比，放电容量较低。这是考虑到在比较例2的情况下，在化学转化工序中，外部气体侵入到单元内，负极板被氧化，因此，产生了该不良影响。当负极板受到空气氧化时，生成硫酸铅。该硫酸铅的生成除了使初始容量降低之外，还提高了浮动电流，使电池的寿命降低。由空气氧化而生成的硫酸铅难于通过化学转化而恢复为铅。本发明所涉及的电池槽化学转化用注液装置具有阻止化学转化中的空气侵入到单元内的功能，因此，有效地防止了极板的空气氧化。
权利要求
1.一种铅蓄电池的电池槽化学转化用注液装置，由储液箱和用于液密性地联结该储液箱与铅蓄电池的单元的管构成，其特征在于，配置通过上述管的内部而联结单元的内部空间与储液箱的内部空间的细管。
2.根据权利要求1所述的铅蓄电池的电池槽化学转化用注液装置，其特征在于，在上述储液箱上设有用于防止外部气体侵入的密封阀。
全文摘要
本发明涉及一种电池槽化学转化用注液装置和电池槽化学转化方法。在使用外带的储液箱的铅蓄电池的化学转化中，实现电解液注液流畅、注液量精度高的电池槽化学转化。而且，实现了在化学转化中没有外部气体侵入的电池槽化学转化。由此，能够提供电气特性优良的铅蓄电池。本发明的电池槽化学转化用注液装置，由设有密封阀的储液箱和用于液密地联结该储液箱和电池的注液口的管所构成，设有通过该管的内部来联结单元的内部空间和储液箱的内部空间的细管，并且，通过阀来密封设在上述储液箱的上壁的开口。本发明的铅蓄电池的电池槽化学转化方法，使用该电池槽化学转化用注液装置，在化学转化工序中，把填充在储液箱中的预定量的电解液全部注入到单元中。
文档编号H01M2/36GK1395329SQ0212442
公开日2003年2月5日 申请日期2002年6月26日 优先权日2001年6月28日
发明者川部佳照 申请人:株式会社汤浅