KR20180045448A - 납축전지 전해액의 순환성을 향상시킨 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해액 내부의 황산의 층화현상을 방지하기 위한 구조물을 적용한 납축전지에 관련된 것으로 각 셀 내부의 전해액 표면보다 위에 위치하게 되는 전해액 순환 장치를 통해 외력의 힘이 가해질 때 황산 상면(3)의 저비중의 황산이 아래에서 액 이동통로(4)를 거쳐 올라온 고비중의 황산과 황산 혼합공간(9)에서 섞여 황산 배출구(10)를 통해 다시 황산 상면(3)으로 돌아와서 전해액을 순환시키는 구조를 특징으로 한다. 황산을 순환시켜서 층화를 개선하게 되면 납축전지에 생길 수 있는 가전압 현상을 제거하여 납축전지의 수명 및 성능을 개선할 수 있게 한다.

Description

납축전지 전해액의 순환성을 향상시킨 장치 {A lead-acid battery improve electrolyte circulation}

본 발명은 납축전지 전해액에 생기는 층화 현상을 제거하기 위한 장치이며, 납축전지 사용시 비중이 고비중과 저비중으로 분리되는 층화현상을 제거하기 위해 외력에 의한 유동시에 황산을 순환시키는 납축전지 전해액 순환 장치에 관한 것이다.

납축전지는 2차전지로써 납과 황산의 화학 반응을 통하여 충전과 방전을 반복하는 것이 가능한 에너지원이다. 납축전지의 충전은 차량의 알터네이터를 통해 이루어지며 알터네이터에서는 일반적으로 정전압 충전을 실시한다. 실제 차량의 주행조건에서는 정전압 충전이 이루어지는데, 해당 정전압 충전은 납축전지의 전압이 높을수록 충전량이 적어지며, 전압이 낮을수록 전류가 높아 충전특성이 높아진다. 충전특성이란 짧은 시간에 많은 양의 전류가 충전될수록 높아지며, 납축전지의 방전 후 충전특성이 높으면 납축전지의 수명을 길게 할 수 있다.

하지만, 납축전지 전해액의 층화 현상이 생기면 이에 따른 가전압에 의해 배터리의 충전 상태가 원만하지 못하여 전해액은 사용기간이 지날수록 저비중은 위로 뜨고, 고비중은 가라앉게 되는 층화 현상이 발생한다. 이러한 가전압에 의한 배터리 충전은 납축전지의 수명 저하를 초래한다.

또한 납축전지에 층화 현상이 발생되면 배터리 내부의 납에 산화가 더욱 빠르게 일어나며, 제 기능을 100% 발휘하기 어렵게 되어 성능저하 또한 발생 시킬 가능성이 커진다. 이에 따라 황산을 순환시키는 구조를 통하여 배터리의 성능 및 내구성을 향상 시킬 수 있는 것이다.

이에 본 발명은, 납축전지 내의 황산분자의 확산이 원활하게 하여 납축전지 전해액의 비중차이에 의한 고비중과 저비중의 층화 현상을 해결하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상부의 저비중 황산과 하부의 저비중 황산이 외력에 의해 유동될 때 단일 방향으로 황산이 유동할 수 있도록 통로가 형성된 축전지를 제공한다.

납축전지 내부에 장착되는 통로가 형성된 본 발명의 납축전지는, 저비중의 황산과 고비중의 황산이 만나서 반응할 수있는 공간이 형성되고 고비중의 황산이 저비중의 황산과 공간을 이동해서 섞이게 되면 상면의 저비중 황산이 그 공간에 유입될 수 있도록 해야하는데 저비중의 황산이 통로를 통해 내려가기 위해서는 통로 상단에 입구가 형성된다. 이 입구를 통해 저비중의 황산은 아래로 고비중 황산은 상면으로 전달되어 배터리 내부의 황산을 유동시켜 비중을 균일하게 유지시킬 수 있다.

또한, 해당 반응을 조금 더 효율적으로 반응시키려면 혼합될 수 있는 공간을 만들어 이 공간에서 저비중과 고비중의 황산이 순환되도록 고이게 되며, 그 공간 아래에 작은 구멍을 만들러 다시 황산 상면으로 떨어져 순환하게 된다. 이는 순환을 빠르게 할 뿐만아니라. 황산이 고여있지 않게 할 수 있기 때문에 액 부족 현상도 막을 수 있다.

황산의 비중차이에 의한 층화 현상 제거를 통해 극판 전체에 고르게 전압을 형성하여 배터리 충전기능을 향상시킴으로써 내구 성능을 향상한다.

도1은 납축전지의 단면도이며, 납축전지 내에 층화제거 장치가 삽입되어 적용된 배터리의 측면도이다
도2는 납축전지 전해액의 순환 장치의 시각도와 장치를 배터리에 적용한 배치도
도3은 층화 제거 장치를 앞면에서 본 시각도 이며
도4는 납축전지에 층화제거장치가 적용된 것을 위에서 아래로 내려본 상면도이다

해당 장치는 배터리 각 셀의 전후면에 액 이동통로(4)벽면이 배터리 내부 케이스의 벽인 전조벽(12)에 근접하게 수평으로 설치한다. 황산 차단벽(11) 디자인을 채용 했기 때문에 좌우 마지막 두개의 셀에서도 스풀(1)에 걸리지 않으면서 내부 부품에도 간섭받지 않고 장착된다. 외력에 의해 배터리 내부의 황산이 유동될 때 저비중의 황산이 저비중 황산 유입구(7)를 통과하여 액 이동통로(4) 와 측벽(5)으로 둘러싸인 황산 입출구(8)을 지나 황산 혼합공간(9)으로 이동한다. 고비중의 황산은 고비중 황산유입구(6)를 통과하여 액 이동통로(4)로 이동하며 황산 혼합공간(9)에서 저비중과 고비중의 황산이 혼합되어 황산 배출구(10)를 통해 다시 황산 상면(3)으로 떨어져 혼입된다. 이렇게 혼입되어 황산이 배터리 내부의 황산 상면(3)으로 떨어져 섞이게 되는 과정을 반복해서 하게 되면, 배터리 전체적으로 고른 비중 분포를 가질 수 있게되어 배터리의 가전압 상태를 억제하고 차량의 알터네이터를 통한 정전압 충전시에 빠른 충전특성을 지닐 수 있어 높을 충전특성을 띄게 되고, 배터리의 수명을 증대 시키는 것이 가능하다.

1. 스풀
2. 극판군
3. 황산 상면
4. 액 이동통로
5. 측벽
6. 고비중 황산 유입구
7. 저비중 황산 유입구
8. 황산 입출구
9. 황산 혼합공간
10. 황산 배출구
11. 황산 차단벽
12. 전조 벽

Claims (2)

1. 납축전지의 내부에 전조 벽(12)은 하나의 셀을 구성하고 있고 6개로 구분되며, 한개의 셀당 극판군(2)과 황산이 들어 있는 납축전지에 있어서, 상기의 각 셀은 전조 벽(12) 에 붙여서 끼우는 황산 배출구(10)와 황산 입출구(8) 및 황산 혼합공간(9)을 지니며 그 사이에 액 이동통로(4)를 형성해서 황산의 순환을 강제로 유도하는 것을 특징으로 하는 납축전지 전해액의 순환성을 향상시킨 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   저비중 황산 유입구(7)와 고비중 황산 유입구(6)를 통하여 황산 상면(3)의 저비중 황산과 하부 고비중 황산을 혼합하여 순환시키는 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 납축전지 전해액의 순환성을 향상시킨 장치.

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