铅蓄电池以及搭载有该铅蓄电池的摩托车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及铅蓄电池以及搭载有该铅蓄电池的摩托车。铅蓄电池具备：具有收容空间的电槽；覆盖电槽的一侧的电槽盖；收容在收容空间内的电极组和电解液；以及形成在电槽盖上用于将在收容空间的内部产生的气体向外部排出的排气流路，在排气流路形成有用于将收容空间内所产生的气体导入至排气流路的导入口，导入口的开口的面积与电极组所具有10小时率的容量的比值为5mm2/Ah以下，或者为4.4mm2/Ah以下。
【专利说明】铅蓄电池以及搭载有该铅蓄电池的摩托车
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种铅蓄电池以及搭载有该铅蓄电池的摩托车。
【背景技术】
[0002] 对于铅蓄电池而言，其以电解液为工作液，在铅蓄电池的工作过程中，特别是在其 过充电过程中会产生气体。为了将所产生的气体排出至外界，设置有将所产生的气体排出 的排气流路。然而，在气体排出到外界的过程中，电解液会以酸雾的形式随着气体一起排出 到外界。
[0003] 现在，随着人们环保意识的逐渐增强，为了抑制电解液向外界的排出，在排出气体 的排气流路中设置多孔质部件，从而使气体在排出至外界前被该多孔质部件过滤，以使一 部分的酸雾滞留在蓄电池内部而不被排出至外界。作为通常的考虑，只要在具备基本的排 气能力的前提下，多孔质部件的孔径越致密、或多孔质部件的过滤厚度越大，则抑制电解液 排出的效果越好。
[0004] 然而，本实用新型的实用新型人通过长期的仔细观察，发现在铅蓄电池经过一段 时间的使用后，有时会出现从多孔质部件上滴出酸液滴的情况。滴出酸液滴会污染铅蓄电 池的周围。
[0005] 本实用新型人通过研究发现排出酸液的原因在于多孔质部件的内部的细孔被酸 液堵塞。具体地讲，在气体通过多孔质部件时，其中所夹带的酸雾具有较高的粘性，而容易 在多孔质部件中凝结成为较大的液滴而被液化。也就是说，酸雾在多孔质部件中会出现结 露现象而被液化，液化而成的酸液会附着在多孔质部件内，当液化而成的酸液量达到一定 的量，就会形成酸液滴从多孔质部件滴出。
[0006] 本实用新型人通过进一步的研究发现，酸雾在多孔质部件内部的结露现象与多孔 质部件的细孔的孔径有着密切的关系。由此，通过对多孔质部件的细孔的孔径的优化，可以 抑制酸雾在多孔质部件中结露而形成酸液滴而滴出的问题。 实用新型内容
[0007] 本实用新型技术方案1提供一种铅蓄电池，其具备：具有至少一个收容空间的电 槽；覆盖电槽的一侧的电槽盖；收容在收容空间内的电极组和电解液；以及形成在电槽盖 上用于将在收容空间的内部产生的气体向外部排出的排气流路，在排气流路形成有用于将 收容空间内所产生的气体导入至排气流路的导入口，铅蓄电池的特征在于，导入口的开口 的面积与电极组所具有的10小时率的容量的比值为5mm2/Ah以下,或者为4. 4mm2/Ah以下。
[0008] 根据上述方案，能够通过简单的结构有效地抑制由电解液形成的酸雾、飞沫进入 排气流路，从而能够抑制经过排气流路向外部排出的酸雾。
[0009] 本实用新型技术方案2的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，铅蓄电池还具备导 入筒部，该导入筒部从电槽盖的朝向收容空间的内侧面上以立起的方式设置，导入口形成 于导入筒部的周面。
[0010] 本实用新型技术方案3的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，导入筒部具备排气 口，排气口与排气流路连通，排气口朝向重力方向投影而得的形状，相对于导入口朝向重力 方向投影而得的形状位于外侧。
[0011] 本实用新型技术方案4的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，开口的面积与电极 组所具有的10小时率的容量的比值为lmm2/Ah以上或者3mm2/Ah以上。
[0012] 本实用新型技术方案5的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，在普通使用状态 下，开口的下端与收容空间内的电解液的液面之间的距离为5mm以上、7mm以上或者10mm以 上。
[0013] 本实用新型技术方案6的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，开口的宽度为3mm 以下。
[0014] 本实用新型技术方案7的铅蓄电池，其在技术方案2的基础上，在普通使用状态 下，导入筒部的延伸方向为朝向电解液的液面的方向，并且，导入筒部至少具有在延伸方向 上截面积逐渐变小的渐缩部。
[0015] 本实用新型技术方案8的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，电槽具有多个收容 空间，对应于每个收容空间分别配置导入口。
[0016] 本实用新型技术方案9的铅蓄电池，其在技术方案2的基础上，电槽具有多个收容 空间，对应于每个收容空间分别配置导入筒部。
[0017] 本实用新型技术方案10的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，在排气流路中还 设置有供气体通过的多孔质部件，多孔质部件的通气阻力系数α为460以下或者391以 下。
[0018] 本实用新型技术方案11的铅蓄电池，其在技术方案10的基础上，多孔质部件的通 气阻力系数α为100以上或者198以上。
[0019] 本实用新型技术方案12的铅蓄电池，其在技术方案10的基础上，在排气流路的末 端形成有将气体排出至外部的气体导出部，多孔质部件设置在该气体导出部，对于气体导 出部的设置多孔质部件的部分而言，其对气体进行导出的方向为沿着水平方向或相对于水 平部朝下方的方向。
[0020] 本实用新型技术方案13的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，铅蓄电池是开放 型的铅蓄电池。
[0021] 本实用新型技术方案14的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，至少一个收容空 间的截面积为900mm2以上2500mm2以下，或者为940mm2以上1900mm 2以下。
[0022] 本实用新型技术方案15的铅蓄电池，其在技术方案1的基础上，电槽具有多个分 别收容有电池单元的收容空间，导入口以分别与所对应的收容单元连通的方式设置有多 个，排气流路经由多个导入口分别与多个收容空间相连通。
[0023] 本实用新型技术方案16涉及一种摩托车，其搭载有技术方案1?15中任一项所 述的铅蓄电池。本技术方案的摩托车通过搭载有所述技术方案1?15中任一项的铅蓄电 池，也能取得所述方案的铅蓄电池的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1本实用新型所涉及的铅蓄电池的整体立体图。
[0025] 图2是本实用新型所涉及的铅蓄电池的俯视图。
[0026] 图3是沿着图2的A-A线的剖视图。
[0027] 图4是表示导入筒部的结构以及导入筒部与电解液上表面的关系的示意图。
[0028] 图5是用于表示通过多孔质部件前后的压力损失的测定的图。
【具体实施方式】
[0029] 以下参照附图对本实用新型的试验例进行说明。
[0030] 图1为作为本实用新型的一个实施例的铅蓄电池100的整体立体图，图1中，铅蓄 电池100处于通常被安装使用或进行充电的普通使用状态。在以下的说明中，所涉及的方 向是以该普通使用状态为基准的。图2是本实用新型所涉及的铅蓄电池100的俯视图。图 3是沿着图2的A-A线的剖视图。
[0031] 铅蓄电池100是搭载于摩托车上来使用的，如图1?图3所示，其主要包括大致呈 一侧开放的箱型的电槽10、收容于电槽10中的电池单元20以及覆盖电槽10的开放的一侧 的电槽盖30。其中电槽10的内部空间被划分成六个排列成一排的收容空间，各收容空间中 分别收容有一个电池单元20。各电池单元20包括由正极板、负极板以及介在于正极板和 负极板之间的隔板反复层叠而成的电极板(未图示)、分别与正极板和负极板导通的正负极 电导通的正、负极子端子(未图示)以及充满在收容空间中的作为电池单元20的工作液的电 解液(未图示)。另外，铅蓄电池单元100还具有分别与各电池单元20的正极子端子导通的 正极端子50以及分别与各电池单元20的负极子端子导通的负极端子60。正极板例如可 以由在Pb-Sb的合金格栅上附着或填充作为正极活性物质的二氧化铅构成，负极板例如可 以由在Pb-Sb的合金格栅上附着或填充作为负极活性物质的铅构成。也就是说，铅蓄电池 100是六单元型的开放型铅蓄电池。
[0032] 这里，电槽中所收容的电池单元数并不限于六个，也可以为一个或多个。另外，各 电池单元的收容空间也不限于排列成一排，也可以排列为多排。另外，对于电池单元中的电 池极板的材料和结构以及电解液的构成等，并没有特别的限定，可以为本领域内的各种可 能的构成。
[0033] 在这里将电槽盖30覆盖电槽10后朝向电池单元的一侧面称为内侧面，而将与内 侧面相反而朝向外界的一侧面称为外侧面。如图1?图3所示，电槽盖30的盖主体32呈 与电槽10的开放侧的形状大致相同的矩形。在盖主体32上形成有与各电池单元20分别 对应的六个注液孔32a，各注液孔32a分别与电槽10的各收容空间相连同，由此可以通过各 注液孔32a向各收容空间内注入电解液。在各注液孔32a上分别安装有从盖主体32的外 侧面阻塞注液孔32a的柱塞34。另外，在盖主体32上还形成有分别使正极端子50和负极 端子60露出的端子孔32c。并且在盖主体32上还分别对应于正极端子50和负极端子60 标注有极性标记32e。
[0034] 如图3所示，在电槽盖30上还形成排气流路（37)，用于将在电池的使用或充电过 程中产生的气体排出至外界。排气流路（37)按气体的排出流向自上游向下游依次包括分 别对应于各电池单元20所形成的导入筒部36、将各导入筒部36连通起来的主流路37以及 将主流路37中的气体导出至外界的导出筒部38。如图3所示，该主流路37经由各导入筒 部36与铅蓄电池100的各电池单元20连通。导入筒部36形成在盖主体32的内侧面，大 致呈沿与盖主体32的垂直的中空的圆筒状。导入筒部36的下端朝向于电池单元20开口， 导入筒部36的上端开口于盖主体32的外侧面而形成排气口 36b。
[0035] 在盖主体32的外侧面上形成有将各排气口 36b连通的凹槽37a，并且在该凹槽37a 上设置有封闭该凹槽37a的不可拆装的上盖39,从而由凹槽37a和上盖39形成了主流路 37。通过这样的构造形成封闭的主流路37而防止气体从主流路37泄漏。另外，对于无需 在使用过程中补充电解液的免维护型铅蓄电池而言，也可以在初次注液后将上盖39粘合 在凹槽37a上。
[0036] 另外，在排气流路34的末端形成有作为将气体导出至外部的气体导出部的导出 筒部38。为了便于形成导出筒部38,主流路37以沿主流路37的长度方向从盖主体32的 一端（图1?图3中的右侧端）伸出的方式形成。导出筒部38以朝下的方式形成在该主流 路37的伸出部分的底面上。导出筒部38为朝下开口的中空圆筒形，朝下开口的端部形成 排出口 38a。这里，排出口 38a优选为朝向重力方向的下方。但是，本实用新型并不局限于 此，可以使排出口 38a朝相对于水平方向向上倾斜的方向、水平方向或者朝相对于水平方 向向下倾斜的方向。
[0037] 但是，优选气体导出部的排出口 38a朝水平方向或者朝相对于水平方向向下倾斜 的方向。其原因在于，当酸雾在多孔质部件80内结露而液化后，液化而得到的酸液会在重 力作用下流动。如果排出口 38a的朝向为水平或朝相对于水平方向向下倾斜的方向，则酸 液会向从多孔质部件80流向外部的方向流动。在这种情况下，酸液滴滴出的问题会更为突 出，因而本实用新型的效果更明显。
[0038] 图4是表示导出筒部38的局部放大图。如图4所示，在导出筒部38的上端形成 有圆形的锪孔部38b，在锪孔部38b中安装有多孔质部件80。具体地讲，多孔质部件80呈 圆盘状，其周面大致与锪孔部38b具有相同的直径，其底面与抵接锪孔部38b的底面抵接。 通过这样的构成，使得主流路37中的气体在通过导出筒部38时基本上必须经过多孔质部 件80。
[0039] 这里，导入筒部38的形状并不仅限于圆筒状，也可以为方筒状或其他各种形状， 只要在其内部形成导出气体的通路即可。中空多孔质部件80的形状也并不仅限于圆盘状， 可以对应于导出筒部38的中空形状来进行设计，例如也可以是矩形或多边形，只要能使通 过导出筒部38的气体通过多孔质部件80即可。另外，为了更好的固定或密封，也可以通过 粘接剂将多孔质部件80的周面或底面粘接在锪孔部38b上。另外，为了安装多孔质部件80 也不一定非要形成锪孔部38b，也可以将导出筒部38的中空部形成为锥形，而将多孔质部 件80卡合于锥形的周面上，总之，只要能将多孔质部件80安装在导入筒部38内即可。
[0040] 如图4所示，当多孔质部件80被安装到导出筒部38并在盖主体32上安装上盖39 而形成主流路37后，在当多孔质部件80的上表面和上盖39的内侧表面（即排气流路34的 内侧表面）之间保持间隙h。关于该间隙h的设定会在后面详述。
[0041] 另外，对于多孔质部件80的安装位置和数量而言，也不仅限于此。例如，多孔质部 件80也可以设置在导出筒部38的中间或到末端。另外，也可以在在导出筒部38的外周套 装有排气管而对排出到排出口 38a的气体进行进一步的引导，在这种情况下，多孔质部件 80也可安装在排气管中。另外，也可以同时在多个位置安装多孔质部件80。另外，多孔质 部件80也可以为由多个分体的多孔质部件层叠而成。
[0042] 本实用新型中，导入筒部36形成为上端开口的有底圆筒状。具体地说，导入筒部 36在与作为排气流路的主要部分的主流路37连接的部位形成排气口 36b，通过该排气口 36b与主流路37连通，并且，该导入筒部36的与该排气口 36b相反的一端侧即下端侧封闭。
[0043] 图3是沿着图2的A-A线的剖视图。如图3所示，在导入筒部36的侧壁部上形成 有导入口 36a，从而通过该导入口 36a与电池单元20连通。图4中示意性地表示了导入筒 部36的结构。在图3以及图4中，示出了导入口为矩形形状的例子。但是，本实用新型中， 只要能够将导入筒部36与电池单元20连通即可，导入口 36a也可以是圆形、椭圆形、菱形、 多边形等其他任意形状。另外，在图3以及图4中，导入筒部36形成为随着趋向下方直径 减小的圆锥台形，但是，本实用新型并不局限于此，只要是排气口 36b朝重力方向投影而得 的形状比导入口 36a朝重力方向投影而得的形状位于外侧即可，可以是方筒形状、多边形 筒状等各种形状。换句话说，只要导入筒部36至少具有在延伸方向上截面积逐渐变小的渐 缩部即可。通过形成为排气口 36b朝重力方向投影而得的形状比导入口 36a朝重力方向投 影而得的形状位于外侧的结构，容易进行电槽盖的制造，因此能够提高制造的精度，即，能 够精密地设计导入部的形状。其结果，能够可靠地获得本实用新型的效果。另外，能够提高 制造精度的理由在于：这种结构能够采用利用铸模的树脂成型法，采用该树脂成型法时，能 够容易地进行从铸模取下成品的操作。
[0044] 以下对气体的排出流动进行说明。在铅蓄电池100的使用或充电过程中，特别是 过充电过程中，各电池单元20会产生气体，并且在所产生的气体中会夹带作为电池单元20 的电解液成分的酸雾。首先，在各电池单元20中产生的气体分别从各导入筒部36的各导 入口 36a被导入各导入筒部36,然后从分别通过各排气口 36b而进入主流路37。进而，从 各排气口 36b进入主流路37的气体朝着导出筒部38 -侧在主流路37中流动。进而，流动 至导出筒部38的气体通过多孔质部件80而被过滤，一部分的酸雾被滞留在多孔质部件80 内。最后，通过多孔质部件80的气体在导出筒部38的中空部引导下从导出口 38b被排出 至外界。
[0045] 如上所述，酸雾的粒子较大而易于结露成液滴，当该酸雾的液滴从导出筒部38滴 下时，会污染环境并且导致电池周围的部件被腐蚀。因此，需要尽量减少气体中的酸雾。根 据上述内容可知，酸雾是由于蓄电池工作时电解液蒸发或飞溅而形成的，为了减少抑制电 池工作时在电池单元20中产生的气体中所含有的酸雾的量，考虑对穿过导入口 36a、排出 口 36b而进入主流路37的酸雾的量进行抑制。
[0046] 为此，本实用新型的实用新型者们针对不同容量的铅蓄电池中的导入口 36a，尤其 是每lAh的开口的面积（mm2/Ah)、即开口的面积与电极组所具有的容量的比值进行了具体 设计，并进行了大量试验。
[0047] 其中，10小时率容量是指，通过10小时率电流与成为放电终止电压为止的时间的 乘积而得的电气量（Ah)。10小时率电流是放电开始后到成为放电终止电压为止的时间为 10小时的电流（A)。放电终止电压平均每电池单元为1. 75V。满充电后静置1小时之后是 开始放电的时期。满充电是指，在液体式铅蓄电池的情况下，以10小时率电流充电至每15 分钟测定的充电中的端子电压3次连续表示恒定值的状态，或者以10小时率电流充了放电 电气量的130%?150%之后的状态。但是，在阀控式铅蓄电池中，满充电是指，以10小时率 电流充电至充电中的端子电压为14. 4V之后再充电4小时的状态，或者以10小时率电流充 了放电电气量的120%?130%之后的状态。
[0048] 在铅蓄电池的充电过程中产生的气体以及气体中含有的酸雾的量与电极组的10 小时率的容量相关。例如，随着10小时率容量增大，气体的量也有增多的倾向。因此，在下 面的说明中，每10小时率容量lAh的开口面积的值、即开口的面积与电极组所具有的容量 的比值进行说明。另外，该比值通过将设于一个收容空间的导入口的开口面积的合计值除 以设于盖收容空间的电极组的10小时率放电容量而算得。另外，在本说明书中，该比值有 时也写作每10小时率容量lAh的开口面积。
[0049] 实施方式一
[0050] 分别使每10小时率容量lAh的开口面积（mm2/Ah)为(λ 2、1、L 4、L 6、3、3· 3、3· 9、 4. 4、5、6,制造铅蓄电池。对铅蓄电池在0. 1C的条件下进行2小时的过充电试验，观察是否 在排出口产生酸液滴滴出的现象。
[0051] 为了提高实验的精度，对于每种情况各试制10个铅蓄电池进行实验，如果其中10 个铅蓄电池都没有出现酸液滴滴出的情况，则认定完全没有酸液滴滴出。如果其中8?9 个没有酸液滴滴出，则认定基本无酸液滴滴出。如果其中6?7个没有酸液滴滴出，则认定 无明显酸液滴滴出。而5个以上有酸液滴滴出，则认定有明显酸液滴滴出。
[0052] 针对以上各种情况的铅蓄电池的试验结果如表1所示。
[0053]【表1】
[0054]
【权利要求】
1. 一种铅蓄电池，其具备：具有至少一个收容空间的电槽；覆盖上述电槽的一侧的电 槽盖；收容在上述收容空间内的电极组和电解液；以及形成在所述电槽盖上用于将在所述 收容空间的内部产生的气体向外部排出的排气流路， 在所述排气流路形成有用于将所述收容空间内所产生的气体导入至所述排气流路的 导入口， 所述铅蓄电池的特征在于， 所述导入口的开口的面积与所述电极组所具有的10小时率的容量的比值为5mm2/Ah 以下，或者为4.4mm2/Ah以下。
2. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述铅蓄电池还具备导入筒部，该导入筒部从所述电槽盖的朝向所述收容空间的内侧 面上以立起的方式设置， 所述导入口形成于该导入筒部的周面。
3. 根据权利要求2所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述导入筒部具备排气口， 所述排气口与所述排气流路连通，所述排气口朝向重力方向投影而得的形状，相对于 所述导入口朝向重力方向投影而得的形状位于外侧。
4. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述开口的面积与所述电极组所具有的10小时率的容量的比值为lmm2/Ah以上或者 3mm2/Ah 以上。
5. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 在普通使用状态下，所述开口的下端与所述收容空间内的所述电解液的液面之间的距 离为5謹以上、7謹以上或者10謹以上。
6. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述开口的宽度为3mm以下。
7. 根据权利要求2所述的铅蓄电池，其特征在于， 在普通使用状态下，所述导入筒部的延伸方向为朝向所述电解液的液面的方向， 并且，所述导入筒部至少具有在所述延伸方向上截面积逐渐变小的渐缩部。
8. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述电槽具有多个所述收容空间，对应于每个所述收容空间分别配置所述导入口。
9. 根据权利要求2所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述电槽具有多个所述收容空间，对应于每个所述收容空间分别配置所述导入筒部。
10. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 在所述排气流路中还设置有供气体通过的多孔质部件， 所述多孔质部件的通气阻力系数α为460以下或者391以下。
11. 根据权利要求10所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述多孔质部件的通气阻力系数α为100以上或者198以上。
12. 根据权利要求10所述的铅蓄电池，其特征在于， 在所述排气流路的末端形成有将气体排出至外部的气体导出部，所述多孔质部件设置 在该气体导出部， 对于所述气体导出部的设置所述多孔质部件的部分而言，其对气体进行导出的方向为 沿着水平方向或相对于水平部朝下方的方向。
13. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述铅蓄电池是开放型的铅蓄电池。
14. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 至少一个所述收容空间的截面积为900mm2以上2500mm2以下，或者为940mm 2以上 1900mm2 以下。
15. 根据权利要求1所述的铅蓄电池，其特征在于， 所述电槽具有多个分别收容有电池单元的收容空间，所述导入口以分别与所对应的收 容单元连通的方式设置有多个， 所述排气流路经由所述多个导入口分别与所述多个收容空间相连通。
16. -种摩托车，其特征在于，搭载有权利要求1?15中任一项所述的铅蓄电池。
【文档编号】B62M6/90GK203850350SQ201420103976
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】石原幸二, 刘承, 石卉, 阿部崇 申请人:株式会社杰士汤浅国际