JPH11339747A - バッテリのガス排出装置 - Google Patents
バッテリのガス排出装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- battery
- exchange resin
- ion exchange
- gas exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】過充放電の際に発生ガスに同伴して生ずる電解
液の漏出を防止するバッテリのガス排出装置を提供す
る。 【解決手段】バッテリ１０からの発生ガスは導管３４に
よりイオン交換樹脂装置２６に導入される。イオン交換
樹脂装置２６において、発生ガスに同伴した電解液の酸
またはアルカリの気体またはミストが捕捉除去され、清
浄ガスが導管３６により導出される。導管３６は水素ガ
スセンサ１６に接続されるとともに、清浄ガスは防爆フ
ィルタ３８またはガス排出弁４０を介して大気に放出さ
れる。
液の漏出を防止するバッテリのガス排出装置を提供す
る。 【解決手段】バッテリ１０からの発生ガスは導管３４に
よりイオン交換樹脂装置２６に導入される。イオン交換
樹脂装置２６において、発生ガスに同伴した電解液の酸
またはアルカリの気体またはミストが捕捉除去され、清
浄ガスが導管３６により導出される。導管３６は水素ガ
スセンサ１６に接続されるとともに、清浄ガスは防爆フ
ィルタ３８またはガス排出弁４０を介して大気に放出さ
れる。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
回路構成図である。
【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。
ある。
【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。
るガス排出装置の概略斜視図である。
【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。
周辺装置の斜視図である。
【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。
ある。
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
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
Claims (6)
- 【請求項１】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バッテリのガス排出装置。 - 【請求項２】請求項１記載のバッテリのガス排出装置に
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。 - 【請求項３】請求項２記載のバッテリのガス排出装置に
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。 - 【請求項４】請求項２記載のバッテリのガス排出装置に
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。 - 【請求項５】請求項２乃至４のいずれか１項に記載のバ
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。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10149859A JPH11339747A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | バッテリのガス排出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10149859A JPH11339747A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | バッテリのガス排出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11339747A true JPH11339747A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15484220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10149859A Pending JPH11339747A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | バッテリのガス排出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11339747A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001283803A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電動車輌に用いる組電池システム |
| WO2006004145A1 (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ニッケル水素蓄電池 |
| JP2007018983A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Denso Corp | 二次電池システム |
| EP2056375A1 (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Battery System |
| WO2009150965A1 (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
| JP2009301888A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電池の圧力調整装置 |
| CN101867029A (zh) * | 2010-06-18 | 2010-10-20 | 北京普莱德新能源电池科技有限公司 | 电池防爆排气结构 |
| JP2010251004A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | 電池装置 |
| JP2010287514A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源装置及びこれを備える車両 |
| JP2011253817A (ja) * | 2011-07-13 | 2011-12-15 | Panasonic Corp | 電動車輌に用いる組電池システム |
| JP5050845B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2012-10-17 | 三菱化学株式会社 | 試験装置およびその利用 |
| JP2015153493A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 日産自動車株式会社 | 電源装置 |
| CN110492048A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 安徽理士电源技术有限公司 | 侧装极性端子型铅酸蓄电池 |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP10149859A patent/JPH11339747A/ja active Pending
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6541151B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Battery assembly system used for electric vehicle |
| JP2001283803A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電動車輌に用いる組電池システム |
| US7758994B2 (en) | 2004-07-02 | 2010-07-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nickel metal hydride storage battery with a safety valve for relieving excess gas pressure in the battery when the safety valve is open, the safety valve having a hydrogen-permeable valve member for allowing hydrogen-gas leakage therethrough when the safety valve is closed |
| WO2006004145A1 (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | ニッケル水素蓄電池 |
| KR100800533B1 (ko) * | 2004-07-02 | 2008-02-04 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 니켈수소축전지 |
| JP5050845B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2012-10-17 | 三菱化学株式会社 | 試験装置およびその利用 |
| JP2007018983A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Denso Corp | 二次電池システム |
| EP2056375A1 (en) * | 2007-10-25 | 2009-05-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Battery System |
| US8394519B2 (en) | 2007-10-25 | 2013-03-12 | Honda Motor Co., Ltd | Battery system |
| CN102056757A (zh) * | 2008-06-12 | 2011-05-11 | 丰田自动车株式会社 | 电动车辆 |
| WO2009150965A1 (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
| US8563151B2 (en) | 2008-06-12 | 2013-10-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
| JP4582205B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2010-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
| JP2009303364A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Toyota Motor Corp | 電動車両 |
| EP2289720A1 (en) * | 2008-06-12 | 2011-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
| EP2289720A4 (en) * | 2008-06-12 | 2011-10-19 | Toyota Motor Co Ltd | ELECTRIC VEHICLE |
| JP2009301888A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電池の圧力調整装置 |
| JP2010251004A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | 電池装置 |
| JP2010287514A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源装置及びこれを備える車両 |
| CN101867029A (zh) * | 2010-06-18 | 2010-10-20 | 北京普莱德新能源电池科技有限公司 | 电池防爆排气结构 |
| JP2011253817A (ja) * | 2011-07-13 | 2011-12-15 | Panasonic Corp | 電動車輌に用いる組電池システム |
| JP2015153493A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 日産自動車株式会社 | 電源装置 |
| CN110492048A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 安徽理士电源技术有限公司 | 侧装极性端子型铅酸蓄电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11339747A (ja) | バッテリのガス排出装置 | |
| CA2897468C (en) | Battery monitoring device, power storage system, and control system | |
| US9136564B2 (en) | Battery pack system and liquid leakage detection method thereof | |
| WO2011081303A2 (ko) | 배터리 팩 관리 장치 및 방법 | |
| KR102358433B1 (ko) | 배터리 팩 | |
| CN101379655A (zh) | 电池组 | |
| US10656043B2 (en) | Battery pack for electric vehicles and method of detecting cooling water leakage in battery pack for electric vehicles | |
| EP4195387A1 (en) | Battery pack frame, and battery rack and energy storage system comprising same | |
| WO2017221378A1 (ja) | 蓄電装置 | |
| KR101383599B1 (ko) | 배터리 셀 전해액의 누출을 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법 | |
| JP2009032550A (ja) | 電源装置 | |
| CN109994687B (zh) | 镍氢电池的再生装置和再生方法 | |
| KR101204118B1 (ko) | 전원제어방법 및 장치 | |
| JPH0945376A (ja) | 密閉型アルカリ２次電池の過放電検出装置 | |
| KR101094028B1 (ko) | 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치 | |
| CN206907878U (zh) | 一种新型电动汽车蓄电池 | |
| US5128600A (en) | Method for removing excess electrolyte from a nickel-cadmium cell | |
| KR102492363B1 (ko) | 리튬이온 이차전지용 관리모듈장치 | |
| CN216563281U (zh) | 动力电池及两轮电动车 | |
| CN211576411U (zh) | 一种新能源动力汽车动力电池自动化检测设备 | |
| EP4020663A1 (en) | Solution discharges of cells and modules for battery recycling | |
| CN114062929B (zh) | 锂电池膨胀空间的设计方法和设计锂电池膨胀空间的设备 | |
| CN217954482U (zh) | 便携式动力电池检测设备 | |
| CN213212255U (zh) | 一种具有防水功能的锂电池外壳 | |
| EP4333186A1 (en) | Battery pack comprising firefighting water storage tank |