JPH11339747A - Gas exhaust device for battery - Google Patents
Gas exhaust device for batteryInfo
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- JPH11339747A JPH11339747A JP10149859A JP14985998A JPH11339747A JP H11339747 A JPH11339747 A JP H11339747A JP 10149859 A JP10149859 A JP 10149859A JP 14985998 A JP14985998 A JP 14985998A JP H11339747 A JPH11339747 A JP H11339747A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリの充放電
時に発生するガスを大気に放出するバッテリのガス排出
装置に関し、一層詳細にはバッテリの充放電時等に発生
するガスに伴われて生ずるおそれのある電解液を捕捉し
該電解液の漏出を阻止することを可能としたバッテリの
ガス排出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery gas discharging device for discharging gas generated at the time of charging and discharging of a battery to the atmosphere, and more particularly to a gas discharging device generated at the time of charging and discharging of a battery. The present invention relates to a battery gas discharge device capable of capturing an electrolytic solution that may be present and preventing leakage of the electrolytic solution.
【０００２】[0002]
【従来の技術】バッテリは、一般的に、過充電または過
放電の際、電解液が消費されて電気分解により各種ガス
が発生する。この過充電または過放電状態が継続する
と、電解液の消費に伴ってバッテリの内部抵抗値が増加
し、発熱を生じるとともに、バッテリの充放電機能を低
下させてしまうという問題が生じる。2. Description of the Related Art Generally, a battery consumes an electrolyte during overcharge or overdischarge, and generates various gases by electrolysis. If the overcharge or overdischarge state continues, the internal resistance value of the battery increases with the consumption of the electrolytic solution, causing heat generation and deteriorating the charge / discharge function of the battery.
【０００３】このため、過放電状態を検出する方法とし
て、バッテリにおける放電中の電圧を監視して、その電
圧が０Ｖ以下であれば過放電状態であると判定する方法
が既に提案されている。本出願人は、これに関連して発
明「密閉型アルカリ２次電池の過放電検出装置」を提案
している（特開平９−４５３７６号公報）。本出願人の
提案した前記装置では、バッテリの内部で過放電または
過充電によって変化するガス圧に着目し、これを圧力セ
ンサで検出し、過放電または過充電状態にあるバッテリ
セルを特定するものである。Therefore, as a method of detecting an overdischarge state, a method of monitoring a voltage during discharge of a battery and determining that the battery is in an overdischarge state when the voltage is 0 V or less has already been proposed. In connection with this, the present applicant has proposed an invention "a device for detecting overdischarge of a sealed alkaline secondary battery" (JP-A-9-45376). The device proposed by the present applicant focuses on the gas pressure that changes due to overdischarge or overcharge inside the battery, detects this with a pressure sensor, and identifies the battery cell in the overdischarge or overcharge state. It is.
【０００４】ところで、ある種のバッテリ、例えば、Ｎ
ｉ−ＭＨ２次電池（ｎｉｃｋｅｌ−ｍｅｔａｌ ｈｙｄ
ｒｉｄｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）等の
アルカリバッテリ、鉛電池等の酸バッテリ、Ｌｉイオン
電池等の有機系バッテリでは、過充放電状態時に、ガス
を発生するのみでなく、バッテリの電解液が気体状ある
いはミスト状になってバッテリの外部へと漏出すること
がある。例えば、電気自動車に搭載されるバッテリでこ
のような現象が生じると、漏出した電解液が車体を腐食
させる原因となる懸念がある。Some types of batteries, for example, N
i-MH secondary battery (nickel-metal hydr
In an alkaline battery such as a lithium secondary battery), an acid battery such as a lead battery, and an organic battery such as a Li-ion battery, not only gas is generated in an overcharged state but also the battery electrolyte is in a gaseous or mist state. And may leak out of the battery. For example, when such a phenomenon occurs in a battery mounted on an electric vehicle, there is a concern that the leaked electrolyte may cause corrosion of the vehicle body.
【０００５】さらに、圧力センサによってバッテリの過
充電、過放電を検出するシステムでは、漏出した電解液
がセンサの正常な機能を妨げる可能性がある。Further, in a system for detecting overcharge and overdischarge of a battery using a pressure sensor, there is a possibility that the leaked electrolyte may interfere with the normal function of the sensor.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を考慮してなされたものであり、バッテリの使用時に
発生するガスに同伴して生ずる電解液の酸あるいはアル
カリを予め中和させることにより該電解液の漏出を阻止
することを可能としたバッテリのガス排出装置を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and is intended to neutralize an acid or an alkali of an electrolytic solution which accompanies gas generated during use of a battery in advance. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a battery gas discharge device capable of preventing leakage of the electrolytic solution.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るバッテリの
ガス排出装置は、バッテリに接続され、前記バッテリ内
で過充放電時に発生する所定圧力以上のガスを排出する
バッテリのガス排出手段と、前記ガスに同伴する電解液
の酸またはアルカリを捕捉する捕捉手段と、を有するこ
とを特徴とする。ここで、所定圧力以上のガスを排出す
る手段としては、安全弁やリリーフ弁等を適宜選択して
用いることができる（請求項１記載の発明）。A battery gas discharging device according to the present invention is connected to a battery and discharges gas having a predetermined pressure or more generated during overcharging and discharging in the battery. A trapping unit for trapping an acid or an alkali of the electrolytic solution accompanying the gas. Here, a safety valve, a relief valve, or the like can be appropriately selected and used as a means for discharging gas having a predetermined pressure or higher (the invention according to claim 1).
【０００８】また、捕捉手段としては、活性炭等の各種
吸着材を適宜選択して用いることができるが、好適に
は、イオン交換樹脂を用いる。このときのイオン交換樹
脂の種類は、被処理物である電解液の性状に応じて、ア
ルカリバッテリに対しては陽イオン交換樹脂を、酸バッ
テリに対しては陰イオン交換樹脂を、有機系バッテリに
対しては両性イオン交換樹脂を、それぞれ選択して用い
る（請求項２記載の発明）。[0008] As the trapping means, various adsorbents such as activated carbon can be appropriately selected and used. Preferably, an ion exchange resin is used. At this time, the type of the ion exchange resin depends on the properties of the electrolytic solution to be treated, the cation exchange resin for an alkaline battery, the anion exchange resin for an acid battery, and the organic battery. , An amphoteric ion exchange resin is selected and used (the invention of claim 2).
【０００９】この場合、バッテリが陽イオンと陰イオン
の両者を発生するものであれば、陽イオンを捕捉する陽
イオン交換樹脂と陰イオンを捕捉する陰イオン交換樹脂
とをこの順または逆の順で直列に配置すると効率的に電
解液の捕捉ができる（請求項３の発明）。In this case, if the battery generates both cations and anions, the cation-exchange resin for capturing the cations and the anion-exchange resin for capturing the anions are arranged in this order or in the reverse order. When arranged in series, the electrolyte solution can be efficiently captured (the invention of claim 3).
【００１０】また、陽イオンおよび陰イオンの双方を捕
捉する場合には両性イオン交換樹脂を用いる（請求項４
の発明）。In the case of capturing both cations and anions, an amphoteric ion exchange resin is used.
Invention).
【００１１】これにより、バッテリの電解液が気体状あ
るいはミスト状になっている場合に、イオン交換樹脂に
よって中和されバッテリの外部へと漏出することはな
く、従って、車体の腐食の問題を生じることがない。こ
のとき、イオン交換樹脂として、粒状物を用いると、圧
力損失の上昇が殆どみられず好適である（請求項５の発
明）。Thus, when the battery electrolyte is in a gaseous or mist state, the electrolyte is neutralized by the ion exchange resin and does not leak out of the battery, thus causing a problem of corrosion of the vehicle body. Nothing. At this time, if a granular material is used as the ion exchange resin, the pressure loss hardly increases, which is preferable (the invention of claim 5).
【００１２】また、本発明に係るバッテリのガス排出装
置において、前記バッテリと前記ガス排出手段との間に
バッテリ内で発生する前記ガスを検出するガス検出手段
を設け、前記捕捉手段は前記バッテリと前記ガス圧力検
出手段との間に設けられている。ここで、ガス検出手段
は、圧力センサ、ガス成分センサ等の各種センサから選
定して用いることができる（請求項６の発明）。このガ
ス検出手段の出力によって、圧力センサ等のセンサが汚
染されることがなく、該センサの正常な機能を妨げられ
ることがない。Further, in the gas exhaust device for a battery according to the present invention, gas detecting means for detecting the gas generated in the battery is provided between the battery and the gas discharging means, and the capturing means is connected to the battery. It is provided between the gas pressure detecting means. Here, the gas detection means can be selected from various sensors such as a pressure sensor and a gas component sensor and used (the invention of claim 6). The output of the gas detecting means does not contaminate a sensor such as a pressure sensor, and does not hinder the normal function of the sensor.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】図１は、電解液の酸またはアルカ
リの捕捉手段を組み込んだ本発明の一実施形態に係るバ
ッテリのガス排出装置の回路構成図を示す。このガス排
出装置は、電気自動車に搭載されるバッテリ１０の過放
電状態を検出し、インバータ回路１２を介して当該電気
自動車の駆動源であるモータ１４の動作を抑制し、過放
電状態を警告のために表示し、過放電状態となっている
前記バッテリ１０の部分を特定し、過放電の発生を可及
的に抑制する機能を有している。 バッテリ１０には過
放電時に発生する水素ガスの圧力を検出する水素ガスセ
ンサ（ガス検出手段）１６が接続されている。また、前
記バッテリ１０には放電電流および充電電流を検出する
電流計１８が接続されるとともに、切替スイッチＳＷを
介して充電装置２０が接続されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram of a battery gas discharge device according to an embodiment of the present invention, which incorporates an acid or alkali capturing means for an electrolytic solution. This gas discharge device detects an overdischarge state of a battery 10 mounted on an electric vehicle, suppresses the operation of a motor 14 that is a drive source of the electric vehicle via an inverter circuit 12, and warns the overdischarge state. For this purpose, it has a function of identifying the portion of the battery 10 that is displayed and in an overdischarged state and suppressing occurrence of overdischarge as much as possible. A hydrogen gas sensor (gas detection means) 16 for detecting the pressure of hydrogen gas generated during overdischarge is connected to the battery 10. Further, an ammeter 18 for detecting a discharge current and a charge current is connected to the battery 10, and a charging device 20 is connected via a changeover switch SW.
【００１４】前記電流計１６により検出された電流信号
および前記水素ガスセンサ１４により検出された水素検
出信号は、過放電状態判定部２２に供給される。この過
放電状態判定部２２は、前記バッテリ１０が過放電状態
にあるか否かを判定し、該バッテリ１０が放電中であれ
ば、モータ１４の出力をダウンさせる信号をインバータ
回路１２に対して出力し、該バッテリ１０が充電中であ
れば、充電電流値をダウンさせる、あるいは充電を停止
させる信号を充電装置２０に対して出力する。さらに、
前記過放電状態判定部２２は、水素検出信号に基づき過
放電警告表示部２４に対して過放電状態を表示させる表
示指令信号を出力する。The current signal detected by the ammeter 16 and the hydrogen detection signal detected by the hydrogen gas sensor 14 are supplied to an overdischarge state determination section 22. The overdischarge state determination unit 22 determines whether or not the battery 10 is in an overdischarge state. If the battery 10 is discharging, a signal for lowering the output of the motor 14 is sent to the inverter circuit 12. If the battery 10 is being charged, a signal to reduce the charging current value or stop charging is output to the charging device 20. further,
The overdischarge state determination unit 22 outputs a display command signal for displaying the overdischarge state to the overdischarge warning display unit 24 based on the hydrogen detection signal.
【００１５】ここで、前記バッテリ１０と前記水素ガス
センサ１６との間には電解液の酸またはアルカリの捕捉
手段としてのイオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹
脂装置２６が設けられ、該イオン交換樹脂装置２６は図
示しないガス排出手段に接続されている。Here, between the battery 10 and the hydrogen gas sensor 16, there is provided an ion-exchange resin device 26 filled with an ion-exchange resin as a means for capturing acid or alkali of the electrolytic solution. The device 26 is connected to gas exhaust means (not shown).
【００１６】ところで、図２に示すように、バッテリ１
０は、密閉型のＮｉ−ＭＨバッテリからなる複数のセル
２８により構成されており、１２個の１２Ｖ用セル２８
毎にモジュール３０を構成している。各セル２８には、
内部のセル電槽で発生する水素ガスおよび酸素ガスを外
部に放出するための図示しないガス放出弁が設けられて
いる。前記ガス放出弁は連通カバー３２に接続され、該
連通カバー３２は導管３４に接続され、該導管３４は前
記イオン交換樹脂装置２６に接続されている。さらに、
前記イオン交換樹脂装置２６は前記水素ガスセンサ１６
を有する図示しない過放電検出機構に接続されている。
前記イオン交換樹脂装置２６は、例えば、図４に示すよ
うに、陽イオン交換樹脂装置２６ａあるいは陰イオン交
換樹脂装置２６ｂを単独で、さらに、図３に示すよう
に、前記陽イオン交換樹脂装置２６ａと陰イオン交換樹
脂装置２６ｂとをこの順で、あるいは逆の順に接続して
もよい。さらに、有機系バッテリに対しては両性イオン
交換樹脂装置を用いると好適である。By the way, as shown in FIG.
0 is composed of a plurality of cells 28 made of a sealed Ni-MH battery, and includes 12 12V cells 28.
Each module constitutes a module 30. In each cell 28,
A gas release valve (not shown) for releasing hydrogen gas and oxygen gas generated in the internal cell container to the outside is provided. The gas release valve is connected to a communication cover 32, which is connected to a conduit 34, which is connected to the ion exchange resin device 26. further,
The ion exchange resin device 26 is connected to the hydrogen gas sensor 16.
Is connected to an over-discharge detection mechanism (not shown) having
For example, as shown in FIG. 4, the ion exchange resin device 26 includes a cation exchange resin device 26a or an anion exchange resin device 26b alone, and further, as shown in FIG. And the anion exchange resin device 26b may be connected in this order or in the reverse order. Further, it is preferable to use an amphoteric ion exchange resin device for an organic battery.
【００１７】次に、図４に示すように、前記イオン交換
樹脂装置２６の一端部には、該イオン交換樹脂装置２６
に発生ガスを導入するための導管３４が接続されるとと
もに、その他端部には該イオン交換樹脂装置２６により
処理された清浄ガスを導出するための導管３６が接続さ
れている。前記導管３６は、水素ガスセンサ１６に接続
されるとともに、ガス排出手段である減圧機構の設けら
れた防爆フィルタ３８およびガス排出弁４０にそれぞれ
接続され、大気に連通されている。Next, as shown in FIG. 4, one end of the ion-exchange resin
A conduit 34 for introducing generated gas is connected to the other end, and a conduit 36 for extracting clean gas treated by the ion exchange resin device 26 is connected to the other end. The conduit 36 is connected to the hydrogen gas sensor 16 and connected to an explosion-proof filter 38 and a gas discharge valve 40 provided with a decompression mechanism, which is a gas discharge means, and is connected to the atmosphere.
【００１８】前記イオン交換樹脂装置２６、水素ガスセ
ンサ１６、防爆フィルタ３８およびガス排出弁４０は、
１枚の基盤４２に一体的に取り付けられ、また、これら
の機器を接続する各導管３４、３６は伸縮自在な接続部
材４４により接続されており、メンテナンスの際の各機
器の脱着操作を容易に行うことができる構造とされてい
る。The ion exchange resin device 26, the hydrogen gas sensor 16, the explosion-proof filter 38 and the gas discharge valve 40
The conduits 34, 36 which are integrally attached to one base 42 and connect these devices are connected by a telescopic connecting member 44, so that the detaching operation of each device at the time of maintenance can be easily performed. It is a structure that can be performed.
【００１９】前記した各機器の材質は、前記イオン交換
樹脂装置２６の容器４８（図５参照）として合成樹脂
を、前記各導管３４、３６としてＳＵＳ材を、前記接続
部材４４としてゴムをそれぞれ用いている。前記イオン
交換樹脂装置２６の容器４８として合成樹脂を用いるの
は、前記導管３４により該イオン交換樹脂装置２６に導
入されたガス中に同伴する電解液が容器４８の壁面を伝
わって前記導管３６側へリークする、いわゆる、クリー
プ現象が発生することを抑制するためであり、各導管３
４、３６およびそれらを接続する接続部材４４にＳＵＳ
材やゴムを用いるのは、酸あるいはアルカリ性の電解液
による腐食を防止するためである。The materials of the above-mentioned devices are made of synthetic resin as the container 48 (see FIG. 5) of the ion exchange resin device 26, SUS material as the conduits 34 and 36, and rubber as the connection member 44. ing. The reason why the synthetic resin is used as the container 48 of the ion exchange resin device 26 is that the electrolytic solution entrained in the gas introduced into the ion exchange resin device 26 by the conduit 34 is transmitted along the wall surface of the container 48 and the conduit 36 side. This is to prevent the so-called creep phenomenon from occurring,
4, 36 and the connecting member 44 connecting them are made of SUS.
The reason why the material or rubber is used is to prevent corrosion due to an acid or alkaline electrolyte.
【００２０】図５に示すように、前記イオン交換樹脂装
置２６は、容器ホルダ４６内に内部空間が直方体の容器
４８が収容されており、該容器４８はビス止めされた上
蓋５０により密閉されている。前記容器４８にはイオン
交換樹脂が内部空間に十分に充填されてイオン交換樹脂
層５２を形成し、該イオン交換樹脂層５２は上部に設け
られた金網５４により押圧、固定されている。したがっ
て、寿命に至った前記イオン交換樹脂の入れ替えは、前
記上蓋５０を外して前記容器４８を出し入れすることに
より簡易に行うことができる。前記イオン交換樹脂とし
ては、電解液がＫＯＨであることに対応して、陽イオン
交換樹脂、例えば、オルガノ社製の商品名アーバンライ
ト（ＩＲＣ−７６）等の粒径が０．３〜０．６ｍｍ程度
の巨大網目構造を有する粒状品を用いると好適である。
このアーバンライトは、化学的および物理的安定性に優
れているからである。As shown in FIG. 5, in the ion exchange resin device 26, a container 48 having a rectangular parallelepiped internal space is accommodated in a container holder 46, and the container 48 is sealed by a screw-covered upper lid 50. I have. The container 48 is sufficiently filled with an ion exchange resin in an inner space to form an ion exchange resin layer 52, and the ion exchange resin layer 52 is pressed and fixed by a wire net 54 provided on an upper portion. Therefore, the replacement of the ion exchange resin which has reached the end of its life can be easily performed by removing the upper lid 50 and taking the container 48 in and out. As the ion-exchange resin, the particle size of a cation-exchange resin, for example, Urbanlite (IRC-76) manufactured by Organo Co., Ltd. has a particle size of 0.3 to 0.1, corresponding to the fact that the electrolytic solution is KOH. It is preferable to use a granular product having a giant mesh structure of about 6 mm.
This is because this urban light has excellent chemical and physical stability.
【００２１】直方体状に充填された前記イオン交換樹脂
層５２の長尺方向の一端部には、前記上蓋５０を貫通し
て、発生ガスを導入する前記導管３４の一端部がその下
部近傍まで挿入され、一方、該イオン交換樹脂層５２の
長尺方向の他端部には、該上蓋５０を貫通して、清浄ガ
スを排出する前記導管３６の一端部がその表層近傍に挿
入されている。At one longitudinal end of the ion-exchange resin layer 52 filled in a rectangular parallelepiped shape, one end of the conduit 34 through which the upper lid 50 is introduced and through which the generated gas is introduced is inserted to the vicinity of its lower part. On the other hand, the other end of the ion-exchange resin layer 52 in the longitudinal direction is inserted into the vicinity of the surface of the conduit 36 that passes through the upper lid 50 and discharges the clean gas.
【００２２】ここで、電解液のＫＯＨを、前記陽イオン
交換樹脂としてスルホン酸交換樹脂（Ｒ−ＳＯ3 −Ｈ）
を用いて捕捉するときのイオン交換反応式は以下のとお
りである。Here, KOH of the electrolytic solution is replaced with a sulfonic acid exchange resin (R-SO 3 -H) as the cation exchange resin.
The ion exchange reaction formula when capturing using is as follows.
【００２３】 ＫＯＨ＋Ｒ−ＳＯ3 −Ｈ→Ｒ−ＳＯ3 −Ｋ＋Ｈ2 Ｏ 上記反応式中、Ｒはアルキル基を示す。この陽イオン交
換樹脂に代えてカルボキシル交換樹脂（Ｒ−ＣＯＯ−
Ｈ）等を用いてもよい。KOH + R—SO 3 —H → R—SO 3 —K + H 2 O In the above reaction formula, R represents an alkyl group. In place of this cation exchange resin, a carboxyl exchange resin (R-COO-
H) or the like may be used.
【００２４】なお、酸バッテリ（例えば、鉛電池）に対
して陰イオン交換樹脂としてアンモニウム交換樹脂（Ｒ
−ＮＨ3 −ＯＨ）を用いるときのイオン交換反応式は以
下のとおりである。In addition, for an acid battery (eg, a lead battery), an ammonium exchange resin (R) is used as an anion exchange resin.
Ion exchange reaction formula when using -NH 3 -OH) are as follows.
【００２５】Ｈ2 ＳＯ4 ＋２（Ｒ−ＮＨ3 −ＯＨ）→
（Ｒ−ＮＨ3 ）2 −ＳＯ4 ＋２Ｈ2 Ｏ また、有機系バッテリ（例えば、Ｌｉイオン電池）に対
して両性イオン交換樹脂を用いるときのイオン交換反応
式は以下のとおりである。H 2 SO 4 +2 (R—NH 3 —OH) →
(R—NH 3 ) 2 —SO 4 + 2H 2 O The ion exchange reaction formula when an amphoteric ion exchange resin is used for an organic battery (for example, a Li ion battery) is as follows.
【００２６】 Ｌｉ+ ＋Ｒ- ＳＯ3 −Ｈ→Ｒ- ＳＯ3 −Ｌｉ＋Ｈ+ ＰＦ6 - ＋Ｒ- ＮＨ3 −ＯＨ→Ｒ- ＮＨ3 −ＰＦ6 ＋Ｏ
Ｈ- Ｈ+ ＋ＯＨ- →Ｈ2 Ｏ 上記のように構成される本実施の形態に係るバッテリの
ガス排出装置の作用について、以下に説明する。[0026] Li + + R- SO 3 -H → R- SO 3 -Li + H + PF 6 - + R- NH 3 -OH → R- NH 3 -PF 6 + O
H − H + + OH − → H 2 O The operation of the battery gas discharge device according to the present embodiment configured as described above will be described below.
【００２７】バッテリ１０のセル２８間に充放電量のば
らつきがある場合、過充放電状態が発生する。このよう
な充放電量のばらつきは、前記各セル２８の量産工程に
おいて電解液の組成や電極重量にばらつきがあったり、
充放電時の各セル２８の環境温度が異なっている場合、
また、セル２８に液漏れやショート等の異常がある場合
に生じる。このようなばらつきのある状態で各セル２８
を同一条件で充放電すると、前記した異常のあるセル２
８が過充放電状態に至る。If there is a variation in charge / discharge amount between the cells 28 of the battery 10, an overcharge / discharge state occurs. Such variations in the charge / discharge amount include variations in the composition of the electrolytic solution and the electrode weight in the mass production process of each of the cells 28,
When the environmental temperature of each cell 28 at the time of charging and discharging is different,
Further, this occurs when the cell 28 has an abnormality such as liquid leakage or short circuit. In such a state of variation, each cell 28
Is charged and discharged under the same conditions, the abnormal cell 2
8 reaches an overcharge / discharge state.
【００２８】過充放電状態にあるセル２８は、正極側で
は、 Ｈ2 Ｏ＋ｅ- →１／２Ｈ2 ＋ＯＨ- の反応が生じ、負極側では、 ＯＨ- →１／４Ｏ2 ＋１／２Ｈ2 Ｏ＋ｅ- の反応が生じ、結果的には、 １／２Ｈ2 Ｏ→１／２Ｈ2 ＋１／４Ｏ2 となって、水素ガスと酸素ガスとが発生する。このと
き、前記水素ガスと酸素ガスからなる発生ガスに電解液
であるＫＯＨがミスト状で同伴してセル２８から流出す
る。In the cell 28 in the overcharge / discharge state, a reaction of H 2 O + e − → １ ／ H 2 + OH − occurs on the positive electrode side, and OH − → １ ／ O 2 + 1 / 2H 2 O + e − on the negative electrode side. reaction occurs, and the result, 1 / 2H 2 O → 1 / 2H 2 + 1 / 4O becomes 2, is generated hydrogen gas and oxygen gas. At this time, KOH, which is an electrolytic solution, accompanies the generated gas composed of the hydrogen gas and the oxygen gas in the form of mist and flows out of the cell 28.
【００２９】前記セル２８から発生した電解液のミスト
を含むガスは、前記ガス排出弁４０を介して前記連通カ
バー３２に流入し、前記導管３４を経由して前記イオン
交換樹脂装置２６に流入する。前記ミストは前記イオン
交換樹脂装置２６内のイオン交換樹脂層５２と接触し、
該ミスト中の酸あるいはアルカリが前記した反応により
該イオン交換樹脂層５２に捕捉される。このようにイオ
ン交換樹脂層５２により捕捉されて酸あるいはアルカリ
が除去されてガスおよび水蒸気のみとなった清浄ガス
は、前記イオン交換樹脂装置２６を出て、前記導管３６
に流入する。ここで、前記イオン交換樹脂装置２６の前
記導管３４の端部と前記導管３６の端部とは前記イオン
交換樹脂層５２内で最も離間した位置に設けられている
ことから（図５参照）、該イオン交換樹脂層５２の全て
の部分が有効に活用されてイオン交換反応が効率的に行
われるとともに、前記したように、電解液の酸あるいは
アルカリが前記容器４８の壁をクリープして前記導管３
６側にリークするおそれがない。したがって、電解液中
の酸あるいはアルカリが確実に除去された清浄ガスが排
出される。The gas containing the mist of the electrolytic solution generated from the cell 28 flows into the communication cover 32 through the gas discharge valve 40 and flows into the ion exchange resin device 26 through the conduit 34. . The mist contacts the ion exchange resin layer 52 in the ion exchange resin device 26,
The acid or alkali in the mist is captured by the ion exchange resin layer 52 by the above-described reaction. The clean gas trapped by the ion-exchange resin layer 52 to remove the acid or alkali and become only gas and water vapor exits the ion-exchange resin device 26 and passes through the conduit 36
Flows into. Here, since the end of the conduit 34 of the ion exchange resin device 26 and the end of the conduit 36 are provided at the most distant position in the ion exchange resin layer 52 (see FIG. 5), All parts of the ion-exchange resin layer 52 are effectively used, and the ion-exchange reaction is efficiently performed. As described above, the acid or alkali of the electrolytic solution creeps the wall of the container 48, and 3
There is no risk of leaking to the 6 side. Therefore, the clean gas from which the acid or alkali in the electrolytic solution has been reliably removed is discharged.
【００３０】前記導管３６に流入した前記清浄ガスは、
該導管３６の途中に設けられた水素ガスセンサ１６によ
りガスの圧力が検出される。ここで、前記水素ガスセン
サ１６のセンサ部に接触する前記清浄ガスは前記電解液
の酸あるいはアルカリを含んでいないことから、該セン
サ部を汚損、腐食することがないため、長期間にわたっ
てメンテナンスフリーで高精度に圧力検出を行うことが
できる。また、前記イオン交換樹脂装置２６のイオン交
換樹脂は、充填時の空隙率が高く、長期間にわたる使用
によっても前記イオン交換樹脂層５２の圧力損失の上昇
が殆ど見られないことから、前記水素ガスセンサ１６に
対し悪影響を及ぼすことがない。前記清浄ガスの圧力が
所定値を超えると、図示しない過放電検出機構の作用に
より前記水素ガスセンサ１６に接続された前記過放電警
告表示部２４からの過放電状態を表示させる表示を受け
て、人手により過充放電状態にあるセル２８の検査、メ
ンテナンスが行われ、あるいは、前記水素ガスセンサ１
６からの信号を受けた過放電状態判定部２２の判定結果
により充放電量が制御される。The clean gas flowing into the conduit 36 is
The gas pressure is detected by a hydrogen gas sensor 16 provided in the middle of the conduit 36. Here, since the clean gas contacting the sensor portion of the hydrogen gas sensor 16 does not contain the acid or alkali of the electrolytic solution, the sensor portion does not stain or corrode, so that it is maintenance-free for a long period of time. Pressure detection can be performed with high accuracy. In addition, the ion exchange resin of the ion exchange resin device 26 has a high porosity at the time of filling, and the pressure loss of the ion exchange resin layer 52 hardly increases even after long-term use. No adverse effect on 16 When the pressure of the clean gas exceeds a predetermined value, the overdischarge detection display unit 24 connected to the hydrogen gas sensor 16 receives a display indicating the overdischarge state by the action of an overdischarge detection mechanism (not shown). Inspection and maintenance of the cell 28 in an overcharged / discharged state are performed, or the hydrogen gas sensor 1
The charge / discharge amount is controlled based on the determination result of the overdischarge state determination unit 22 that has received the signal from 6.
【００３１】さらに、前記清浄ガスは前記防爆フィルタ
３８に流入し、図示しないデフューザで減圧されて大気
中に排出される。これにより、可燃性ガスである水素を
含む清浄ガスを安全に排出することができる。一方、バ
ッテリ１０の種類や状態によって、発生ガス中に可燃性
ガスをほとんど含まない状態であることが明らかな場合
は、該発生ガスは前記ガス排出弁４０により減圧されて
大気中に排出される。Further, the clean gas flows into the explosion-proof filter 38, is decompressed by a diffuser (not shown), and is discharged into the atmosphere. As a result, a clean gas containing hydrogen, which is a combustible gas, can be safely discharged. On the other hand, when it is clear that the generated gas contains almost no flammable gas depending on the type and state of the battery 10, the generated gas is reduced in pressure by the gas discharge valve 40 and discharged to the atmosphere. .
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るバッ
テリのガス排出装置は、バッテリに接続され、前記バッ
テリ内で過充放電時に発生する所定圧力以上のガスを排
出するバッテリのガス排出手段と、前記ガスに同伴する
電解液の酸またはアルカリを捕捉する捕捉手段とを有
し、前記捕捉手段は、好適には、イオン交換樹脂であ
る。また、前記イオン交換樹脂は、バッテリの電解液の
性状に応じて、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂と
をこの順または逆の順で直列に設け、また、両性イオン
交換樹脂を用いる。これらイオン交換樹脂は、好適に
は、粒状物を用いる。As described above, the battery gas discharging device according to the present invention is connected to a battery and discharges gas at a predetermined pressure or higher generated during overcharging and discharging in the battery. And capturing means for capturing the acid or alkali of the electrolytic solution accompanying the gas, wherein the capturing means is preferably an ion exchange resin. As the ion exchange resin, a cation exchange resin and an anion exchange resin are provided in series in this order or in the reverse order, and an amphoteric ion exchange resin is used, depending on the properties of the electrolyte solution of the battery. Preferably, these ion exchange resins are in the form of granules.
【００３３】このため、バッテリの気体状あるいはミス
ト状の電解液がバッテリの外部へと漏出することがなく
車体の腐食の問題を生じることがない。また、長期間使
用しても圧力損失の上昇を生じることがない。Therefore, the gaseous or mist-like electrolyte of the battery does not leak out of the battery, and the problem of corrosion of the vehicle body does not occur. Further, even when used for a long time, the pressure loss does not increase.
【００３４】また、本発明に係るバッテリのガス排出装
置において、前記バッテリと前記ガス排出手段との間に
バッテリ内で発生する前記ガスを検出するガス検出手段
を設け、前記捕捉手段は前記バッテリと前記ガス圧力検
出手段との間に設けられていると、このガス検出手段の
出力によって、圧力センサ等のセンサが汚染されること
がなく、該センサの正常な機能を妨げられることがな
い。In the gas discharge device for a battery according to the present invention, gas detecting means for detecting the gas generated in the battery is provided between the battery and the gas discharging means, and the capturing means is connected to the battery. When provided between the gas pressure detecting means and the gas pressure detecting means, the output of the gas detecting means does not contaminate a sensor such as a pressure sensor and does not hinder the normal function of the sensor.
【図１】本実施の形態に係るバッテリのガス排出装置の
回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a battery gas discharge device according to the present embodiment.
【図２】図１のバッテリのガス排出装置の概略斜視図で
ある。FIG. 2 is a schematic perspective view of the battery gas exhaust device of FIG.
【図３】図２のガス排出装置とは異なる実施の形態に係
るガス排出装置の概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of a gas discharge device according to an embodiment different from the gas discharge device of FIG. 2;
【図４】本実施の形態のイオン交換樹脂装置およびその
周辺装置の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the ion exchange resin device of the present embodiment and peripheral devices thereof.
【図５】本実施の形態のイオン交換樹脂装置の断面図で
ある。FIG. 5 is a sectional view of the ion exchange resin device of the present embodiment.
１０…バッテリ １６…水素ガスセン
サ（ガス検出手段） ２６、２６ａ、２６ｂ…イオン交換樹脂装置 ２８…セル ３２…連通カバー ３４、３６…導管 ３８…防爆フィルタ ４０…ガス排出弁 ４２…基盤 ４８…容器 ５２…イオン交換樹
脂層DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery 16 ... Hydrogen gas sensor (gas detection means) 26, 26a, 26b ... Ion exchange resin device 28 ... Cell 32 ... Communication cover 34, 36 ... Conduit 38 ... Explosion-proof filter 40 ... Gas discharge valve 42 ... Base 48 ... Container 52 ... Ion exchange resin layer
Claims (6)
充放電時に発生する所定圧力以上のガスを排出するバッ
テリのガス排出手段と、 前記ガスに同伴する電解液の酸またはアルカリを捕捉す
る捕捉手段と、 を有することを特徴とするバッテリのガス排出装置。1. A gas discharging means for a battery connected to a battery for discharging a gas having a predetermined pressure or more generated during overcharging and discharging in the battery, and a capturing device for capturing an acid or an alkali of an electrolytic solution accompanying the gas. A gas exhaust device for a battery, comprising:
おいて、 前記捕捉手段はイオン交換樹脂であることを特徴とする
バッテリのガス排出装置。2. The gas exhaust device for a battery according to claim 1, wherein said capturing means is an ion exchange resin.
おいて、 前記捕捉手段は電解液の陽イオンを捕捉する陽イオン交
換樹脂と陰イオンを捕捉する陰イオン交換樹脂とを有
し、 前記陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とをこの順ま
たは逆の順で直列に配置していることを特徴とするバッ
テリのガス排出装置。3. The gas exhaust device for a battery according to claim 2, wherein the trapping means has a cation exchange resin for trapping cations of the electrolyte and an anion exchange resin for trapping anions. A gas exhaust device for a battery, wherein an ion exchange resin and an anion exchange resin are arranged in series in this order or in the reverse order.
おいて、 前記捕捉手段は陽イオンおよび陰イオンの双方を捕捉す
る両性イオン交換樹脂であることを特徴とするバッテリ
のガス排出装置。4. The battery gas discharge device according to claim 2, wherein said capturing means is an amphoteric ion exchange resin that captures both cations and anions.
ッテリのガス排出装置において、 前記イオン交換樹脂は粒状物であることを特徴とするバ
ッテリのガス排出装置。5. The gas exhaust device for a battery according to claim 2, wherein the ion exchange resin is a granular material.
ッテリのガス排出装置において、 前記バッテリと前記ガス排出手段との間にバッテリ内で
発生する前記ガスを検出するガス検出手段を設け、 前記捕捉手段は前記バッテリと前記ガス検出手段との間
に設けられていることを特徴とするバッテリのガス排出
装置。6. The gas exhaust device for a battery according to claim 1, further comprising: a gas detection unit that detects the gas generated in the battery between the battery and the gas exhaust unit. Wherein the capturing means is provided between the battery and the gas detecting means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10149859A JPH11339747A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Gas exhaust device for battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10149859A JPH11339747A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Gas exhaust device for battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11339747A true JPH11339747A (en) | 1999-12-10 |
Family
ID=15484220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10149859A Pending JPH11339747A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Gas exhaust device for battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11339747A (en) |
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- 1998-05-29 JP JP10149859A patent/JPH11339747A/en active Pending
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