JP5115199B2 - 鉛蓄電池 - Google Patents

Description

本発明は、電解液の逸出を防止しながら、ガスを排出させる排気構造を備えた鉛蓄電池に関するものである。

複数のセルを備えるモノブロック式の鉛蓄電池の排気構造には、大別して、セルごとに排気栓を設けた個別排気方式と、各セルから排出されたガスを一旦排気室に導いてから外部に排出する一括排気方式とがある。
個別排気方式に比べて部品点数が少なくて済むこと、極板の上部空間の容積を小さくすることが可能であって、電池の容量を減らすことなく電池の小型化が図れること、電解液の逸出量の抑制ができることなどの利点を有することから、一括排気方式は車載用の鉛蓄電池に広く採用されるようになった。

従来、一括排気方式を採用する鉛蓄電池に関しては、電解液がミストまたは蒸気の形で電池外へ逸出するのを防ぎ、電池の内圧が上昇しないようにガスを排出させるものが提案されている。
例えば、排気室内で電解液のミストや水蒸気を含んだガスを水平方向に流し、この間に電解液のミストや水蒸気を結露させることによりガスと電解液を分離し、ガスを外部に排出するとともに、結露した電解液をセル内に還流する構造のものが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
米国特許第４４８６５１６号明細書 日本国特開平８−２２８１５号公報

上記以外には、ガスと電解液の分離の効率を高めるために、前記ガスが水平方向に流れる距離を出来るだけ長くした一括排気の構造が提案されている（特許文献３参照）。また、排気室から電池外部に至るガス排出口に多孔性フィルターを配置し、電解液のミストや水蒸気が排出されるのを防ぐとともに、該フィルターが電解液で濡れて目詰まりするのを防止するために排気室の下側に空間を設けた排気構造が提案されている（特許文献４参照）。
日本国特開２００１−８４９８１号公報 日本国特開平６−１７６７４８号公報

これらの一括排気方式の鉛蓄電池は、各セルから逸出する電解液のミストや水蒸気を結露させて各セルに還流させることを前提にしたものであることから、電解液の逸出の抑制という点においては効果的ではある。しかし、例えば、エンジンルームで使用される場合には、エンジンからの発熱の影響を受けやすい両端のセルと、発熱の影響を受けにくい他のセル（以下、中間のセルという）とを比べると、両端のセルの方が中間のセルより液面の低下が生じやすい。

すなわち、セルごとに電解液の逸出量にばらつきがある場合や、電解液のミストや水蒸気の結露量にばらつきがある場合には、セル間での液面の高さにばらつきが発生する。
鉛蓄電池において、セル間における液面の高さのばらつきが発生すると、液面高さが低いセルでは短寿命となり、電池としての寿命性能が低下するという問題があった。

（発明が解決しようとする課題）
従来の一括排気方式を採用した鉛蓄電池において、両端のセルの方が中間のセルより液面の低下が生じやすいという問題が発生するのは、両端のセルはエンジンからの発熱の影響を受けやすいため、そのセルから逸出する電解液のミストや水蒸気の量が増加することが原因であると考えられてきた。

そして、上記問題の原因についてさらに検討した結果、発熱の影響を受けやすいセルから逸出した電解液のミストや水蒸気が、一括排気のための排気室を介して他のセルに移動すると、移動先のセルの温度、特にセルを覆う蓋の温度が低い場合には、電解液のミストや水蒸気がその温度の低いセルで結露して、セル内に還流し、温度の低いセルの液面が発熱の影響を受けやすいセルの液面よりも高くなるということを見出した。
本発明は、上記の問題を解決することができる鉛蓄電池を提供せんとするものである。
（課題を解決するための手段）

本発明の鉛蓄電池は、複数のセルを収納する電槽と、前記電槽を覆う中蓋と、前記中蓋を覆う上蓋とを備え、前記中蓋上面には、前記セル内で発生したガスを排出するガス排出口と、ガスとともに排出される水分をセル内へ還流するための電解液還流口とが各セルに対応して形成され、少なくとも、前記中蓋と前記上蓋とに囲まれた空間には、排気室間隔壁によって分割された複数の排気室が形成されるとともに、前記複数の排気室を連通させることで、前記ガス排出口から排出されるガスを電池外へ一括排気する機構を備え、前記上蓋および／または前記中蓋には、前記排気室の壁面を構成する部材よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材、および／または多孔質材料からなる多孔質部材を備えることを特徴とする。

上蓋および／または中蓋に高熱伝導部材を備える構成とすると、セル間において温度差の生じる環境で電池を使用した場合に上蓋の温度を均一にすることができる。したがって、セルごとの温度差により水蒸気発生量が一定でないときでも、水蒸気発生量が多いセルでは水分の還流量も多く、水蒸気発生量の少ないセルでは、水分の還流量を少なくすることができるので、結果としてセル間での液量のばらつきを抑制することができる。
多孔質部材を備える構成とすると、多孔質部材は表面積の大きい多孔質材料からなり、セル内で発生するガスに含まれる水分が冷却される面積が大きくなっているから、セル内への水分の還流を促進することができる。
したがって、上記構成とすれば、セル間の液面の高さを均等にすることができ、寿命性能を改善することができる。

また以下のような構成としてもよい。
前記中蓋の上面には凹部が形成され、前記上蓋の一部及び／又は前記中蓋の凹部を取り囲む周縁部に、前記高熱伝導部材を設ける構成とする。
中蓋の上面に凹部が形成されている構成とすることで、中蓋の上面が平坦面の場合よりも、結露した水分の逸出を防ぐことができる。
また、上蓋の一部にその他の部分よりも熱伝導率が高い材料からなる高熱伝導部材を設ける構成とすることにより、上蓋の温度を均一にすることができ、セル間で、上蓋の温度に差が生じることを抑制することができる。
そして、中蓋の周縁部に高熱伝導部材を設ける構成とすることにより、エンジンからの発熱の影響を受けやすい両端のセルから電解液のミストや水蒸気が逸出することを抑制することができる。

前記中蓋の凹部と前記上蓋とに囲まれた空間には前記セル数と同数の排気室が形成されるとともに、前記排気室間隔壁に切欠き又は透孔を設けて、隣接する排気室同士を連通させることで、前記ガス排出口から排出されるガスを集中排気室に集中させて電池外へ一括排気する機構を備える構成とする。

この構成では、隣接する排気室同士が切欠きまたは透孔により連通しており、各セルから排出されるガスが排気室を横断して移動して、集中排気室に集まってから電池外に排気されるから、排気構造の簡素化が図れて好ましい。

前記高熱伝導部材は前記上蓋の一部及び／又は前記中蓋の周縁部の表面に配設されている構成とすれば、例えば表面に貼り付ける方法などにより、簡易に高熱伝導部材を設置することができ、かつ、表面からの放熱性が促進されるから好ましい。

前記高熱伝導部材は前記上蓋の一部及び／又は前記中蓋の周縁部に埋設されている構成とすれば、より電解液還流口に近い位置に高熱伝導部材が配されるから、上蓋の温度差を抑制する効果が高まるので好ましい。

複数のセルを収納する電槽と、前記電槽を覆う中蓋と、前記中蓋を覆う上蓋とを備
え、前記中蓋上面には、前記セル内で発生したガスを排出するガス排出口と、ガスとともに排出される水分をセル内へ還流するための電解液還流口とが各セルに対応して形成され、少なくとも、前記中蓋と前記上蓋とに囲まれた空間には、排気室間隔壁によって分割された複数の排気室が形成されるとともに、前記複数の排気室を連通させることで、前記ガス排出口から排出されるガスを電池外へ一括排気する機構を備え、前記上蓋の一部又は全部が、前記排気室の壁面を構成する上蓋以外の部材よりも熱伝導率の高い材料からなる高熱伝導部材である構成とする。
この構成では、上蓋の一部または全部が高熱伝導部材であるから、高熱伝導部材を別部材として設ける必要がなく、部品点数を減らすことができるので好ましい。

前記上蓋の下面には、隣接する前記排気室間隔壁の間に、突部が形成されている構成とすれば、より上蓋からの放熱が促進されて、上蓋の温度差を抑制できるので好ましい。

前記上蓋の上面には、前記突部が形成されている部分に対応して凹部が形成されるとともに、前記上蓋の凹部と嵌合する嵌合突部が形成された前記高熱伝導部材が配設される構成とすれば、上蓋からの放熱を促進して、上蓋の温度差を抑制でき、かつ、高熱伝導部材は直接電解液と接することがなく、腐食の問題が発生しないので好ましい。

前記上蓋の下面には、前記多孔質部材が、前記セルごとに配設されている構成とすれば、セル内で発生したガスに含まれる水分が他のセルへ移動するのを防ぐことができるので好ましい。
（発明の効果）

本発明によれば、セル間の液面の高さを均等にすることができ、寿命性能を改善することができる。

実施形態１の鉛蓄電池の上蓋を外した状態を斜め上方から見た斜視図である。 実施形態１の鉛蓄電池の中蓋の平面図である。 実施形態１の鉛蓄電池の上蓋の裏面図である。 中蓋の凹部に上蓋を装着した状態の図２および図３のＡ−Ａ線断面図である。 上の図は実施例１の鉛蓄電池の平面図であり、下の図はその正面図である。 上の図は実施例２の鉛蓄電池の平面図であり、下の図はその正面図である。 上の図は実施例３の鉛蓄電池の平面図であり、下の図はその正面図である。 上の図は実施例４の鉛蓄電池の平面図であり、下の図はその正面図である。 実施形態２の鉛蓄電池の上蓋を上面から見た斜視図である。 実施形態２の鉛蓄電池の上蓋を下面から見た斜視図である。 実施形態２の鉛蓄電池の上蓋に嵌合される高熱伝導部材を下面から見た斜視図である。 実施形態２の鉛蓄電池において、高熱伝導部材を嵌合させた状態の上蓋を上面から見た斜視図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 実施形態３の鉛蓄電池の上蓋の裏面図である。 図１１のＹ−Ｙ線断面図である。 発明品（実施例１、実施例５）と従来品について、１セル目と６セル目の温度推移を調べた結果を示した図である。 発明品（実施例６、実施例７）と従来品について、１セル目と６セル目の温度推移を調べた結果を示した図である。 発明品（実施例１、５〜７）と従来品について、１セル目と６セル目の温度差を調べた結果を示した図である。 発明品（実施例１、実施例５）と従来品について、１セル目と６セル目の液面の変化を調べた結果を示した図である。 発明品（実施例６、実施例７）と従来品について、１セル目と６セル目の液面の変化を調べた結果を示した図である。

符号の説明

１…鉛蓄電池
２…電槽
３…中蓋
４…上蓋
１０…高熱伝導部材
３２…排気室間隔壁
３３…電解液還流口
３４…ガス排出口
３７…排気室
４５…集中排気室
５２…切欠き
６３…多孔性フィルター
７０…多孔質部材

（実施形態１）
以下、本発明の一実施形態である実施形態１の鉛蓄電池について、説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、上蓋４を外した状態での本発明の一実施形態に係る６セルモノブロック型の鉛蓄電池１を斜め上方から見た斜視図である。鉛蓄電池１の電槽２の内部は、電池１の短側辺に平行に配置された５個の隔壁（図示せず）によって６セルに分割されており、それぞれのセルに正極板、負極板およびセパレータからなる極板群と希硫酸からなる電解液（図示せず）が収納されている。

中蓋３は、電槽２の上に装着され、上蓋４は、中蓋３の凹部３１に装着されている。電槽２、中蓋３、上蓋４はいずれもポリプロピレン樹脂の成形体である。電槽１は表面に凹部３１が形成された中蓋３が熱融着によって接合され、中蓋３の凹部３１は、その上に上蓋４が熱融着によって接合され、それぞれの接合部の気密が保たれている。
なお、中蓋３の凹部３１の形状と上蓋４の内面（中蓋３側の面）の形状については後述する。中蓋３のうち上蓋４に覆われない部分には、鉛合金製の正極端子５と鉛合金製の負極端子６が設けられている。

図２は、前記中蓋３の平面図、図３は前記上蓋４の裏面図（上蓋４を下面側から見た図）である。図２に示した中蓋３の上面と、図３に示した上蓋４の下面（裏面）とは、上蓋４を中蓋３の凹部３１の上に装着したときに、図２と図３に斜線を施して示した隔壁３７′同士、排気室間隔壁３２同士がそれぞれ重なる位置に配置されており、中蓋３の隔壁３７′の上端は上蓋４の隔壁３７′の下端に、中蓋３の排気室間隔壁３２の上端は上蓋４の排気室間隔壁３２の下端にそれぞれ熱融着によって接合される。 なお、前記排気室間隔壁３２は、電池内を６セルに分割する電槽２内の隔壁（図示せず）に対応する位置に設けられている。

また、図２に示すように、各セルに開いた開口４８を備える注液室４７は、その周囲が隔壁４７′によって排気室３７（排気小室４０）と区画されている。
集中排気室４５は、隔壁３２″によって排気室３７（排気小室３９）と区画され、隔壁３２″の切欠き４６によってのみ排気室３７（排気小室４０）と連通している。前記隔壁４７′，３２″は、これらに対応して上蓋４側にも隔壁４７′，３２″が設けられており、前述したように、それぞれが重なる位置に配置されている。
なお、図４（中蓋３の凹部３１に上蓋４を装着し、中蓋３の凹部３１に設けた隔壁３７′と上蓋４の内面に設けた隔壁３７′を接合させた状態での図２、図３のＡ−Ａ線断面図）に示した如く、中蓋３の隔壁３２″の厚さは上蓋４の隔壁３２″の厚さに比べて大きくすることが好ましい。両者の厚さの比率は特に限定されるものではないが、上蓋４の隔壁３２″の厚さを中蓋３の隔壁３２″の厚さの１．５〜３倍に設定するのが好ましい。

また、図２に示すように、セル連通小室３５はセルで発生したガスを排出するガス排出口３４と、排気室３７で結露した水または電解液をセル内に還流する電解液還流口３３とを有する。ガス排出口３４から排出されたガスは、図３に示した上蓋４の内面に形成された切欠き５４、図２に示した中蓋３の上面に形成された切欠き３６を介して排気室３７に導かれ、排気室３７内で結露して生じた水または電解液は排気室３７から切欠き３６を介して電解液還流口３３からセル内に戻され、結露しなかったガスは排気室３７から集中排気室４５に導かれる。

前記排気室３７は、２つの隔離板４１，４２によって３つの排気小室３８，３９，４０に区画されており、該隔離板４１，４２にそれぞれ１個設けられた切欠き４３，４４によってのみ隣接する排気小室同士が連通している。前記セル連通小室３５の隔壁３２′と隔離板４１，４２も、これらに対応して上蓋４側に隔壁３２′と隔離板４１，４２が設けられており、前述したように、それぞれが重なる位置に配置されている。

なお、排気室３７の床面はセル連通小室３５に近い側ほど低く、セル連通小室３５からの距離が大きくなるほど高くなるように、中蓋３の短側辺に沿って傾斜させている（図４を参照すれば、中蓋３の凹部３１の床壁６２は、セル連通小室３５に近い程低く、セル連通小室３５から遠い位置になる程高くなるように傾斜していることがわかる）。

また、図２からわかるように、前記隔離板４１，４２も床壁６２の傾斜に対して斜行させ、かつ、隔離板４１，４２の切欠き４３，４４を前記傾斜した床面の最も低い位置に配置して、電池が通常の状態（水平に配置された状態）で、排気室３７内で結露した電解液が排気室３７の床壁６２の傾斜に沿って電解液還流口３３側に容易に移行するようにしている。

また、前記隔離板４１，４２に設けた切欠き４３，４４は、排気室３７の床壁６２の傾斜に対して平行な直線上に重ならないように配置（図ではジグザグの位置に配置）して、排気室３７を通過するガスの流路を長くして、ガスが排気室３７を通過する間にガスに混入する電解液のミストや水蒸気を効率良く結露してセル内に戻すことができるようにしている。

さらに、集中排気室４５の隔壁３２″に設けた切欠き４６は３つの排気小室３８，３９，４０のうち、セル連通小室３５から最も離れたところに位置する排気小室４０に連通するようにして集中排気室４５に導かれるガスから、できるだけ多くの水分を除去できるようにしている。

次に、一括排気の構造について説明する。前記集中排気室４５は両端のセルに対応する排気室３７と連通していることは、これまでに説明したとおりであるが、中間のセルの排気室３７と集中排気室４５とは、上蓋４の内面の排気室間隔壁３２に設けた切欠き５２を介して連通するようにして、各セルから排出されるガスが他のセルに対応する排気室３７を横断的に移動して集中排気室４５に導かれるようにしている。

しかしながら、セル間で電解液量の差が生じないようにするためには、ガスは他のセルに対応する排気室３７を横断的に移動しても、各セルに対応する排気室３７内で結露して生じた水は横断的に移動しないようにして、対応するセルに還流させる必要がある。そのため、前記排気室間隔壁３２の集中排気室４５側に邪魔板５３を配置しておくことが好ましい。同様に、セル連通小室３５のガス排出口３４と電解液還流口３３とを連通させる切欠き５４にも、電解液還流口３３側に邪魔板５５を配置しておくことが好ましい。

なお、セルから排出されたガス中に混入した電解液のミストや水蒸気は排気室３７を通る過程で結露し、そのほとんどが集中排気室４５に至るまでに除去されるが、微量の水や電解液が含まれる場合がある。このような微量の水や電解液の各セルへの還流を促進するため、図４に示したように、集中排気室４５を囲む上蓋４の隔壁３２″の内側にポリプロピレン製やセラミックス製の多孔体からなる多孔性フィルター６３を嵌合させ、ガスが多孔性フィルター６３の厚さ方向に通過するようにしておくことが好ましい。
そのため、多孔性フィルター６３と上蓋４の内壁面との間には、空間が形成できるように、上蓋４の内面に凸部５６を設けるのがよい。これにより、中蓋３側の集中排気室４５に移動したガスは、多孔性フィルター６３内を下から上に、その厚さ方向に移動して前記空間に至り、上蓋４の内面に形成された排出路５９を通って外部に排出される。

なお、前記凸部５６の形状や数量は特に限定されるものではないが、多孔性フィルター６３と上蓋４の内壁面の間隔を平行にするには、集中排気室４５の内周部分に環状の段差として設けるか、少なくとも３つの凸部５６を等間隔に配置することが好ましい。
また、集中排気室４５の床面には、集中排気室４５と排気小室４０を連通させるための隔離板４２に設けた切欠き４６に近い程低く、切欠き４６から遠くなるほど高くなるような傾斜を設けることが好ましい。

また、ガスを電池外へ排出するための排出路５９は切欠き４６に近い位置に設けることが好ましい。これは、セルから排出されるガスによって排気室３７内の圧力が上昇した状態では、前記排気室３７内のガス圧によって排気室３７から集中排気室４５にガスが移行する際、ガスの流れは集中排気室４５への入口（切欠き４６）から離れた奥の部分に集中しやすいので、排気室３７で結露せずに微量の電解液のミストや水蒸気がガスに混入していると、その流れも集中排気室４５の奥の方に集中しやすく、この部分で電解液が結露して多孔性フィルター６３が目詰まりを起こさないようにするためである。
集中排気室４５の床面の傾斜、集中排気室４５から電池の外へ通じるガス排出路５９の配置を前記の構成とすることによってガスが均等に多孔性フィルター６３を通過するようにすることができる。

このような構成にすることにより、中蓋３の凹部３１を上蓋４によって覆うと、セル連通小室３５と排気室３７、隣接する排気小室４０同士、排気室３７と集中排気室４５はそれぞれの隔壁に設けた切欠きのみによって連通するようにできる。
なお、切欠き３６，４３，４４は水または電解液を流通させる場合には、中蓋３側に設け、切欠き５２，５４のようにガスを流通させる場合には上蓋４側に設けるのが好ましい。なお、注液室４７を取り囲む隔壁には切欠きを設けず、上蓋４の隔壁と中蓋３の隔壁とが接合された際に、注液室４７と排気室３７あるいは電池外とが気密に隔離できるようにする。

なお、図２、図３において、４９は中蓋３の凹部３１に上蓋４を装着するときの位置合わせ用のピンで、上蓋４に設けた筒状穴６０と嵌合させる。また、中蓋３の５０、上蓋４の６１は中蓋３と上蓋４との接合を強固にするための接合用凸部である。

さて、本実施形態の鉛蓄電池においては、図１、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、上蓋４の一部及び／又は凹部３１が形成された中蓋３の周縁部に、排気室３７の壁面を構成する部材よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材１０が配設されている。
なお、本発明において排気室３７の壁面を構成する部材とは、排気室３７の床面、天上面および側面を構成する壁のことをいう。
高熱伝導部材１０としては、上蓋４又は中蓋３の材料にはポリプロピレンが使用されていることから、これより熱伝導率が高い材料を使用するのがよく、具体的には、ステンレス、銀、銅、金、アルミニウムなどを使用することができるが、コストや重量の点から、ステンレスまたはアルミニウムが好ましい。

本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の電池を温度差の生じる環境下で使用した場合、上蓋４および／または中蓋３の周縁部に高熱伝導部材１０を備えているから、上蓋４の温度を均一にすることができる。したがって、セルごとの温度差により水蒸気発生量が一定でないときでも、水蒸気発生量が多いセルでは、水分の還流量も多く、水蒸気発生量が少ないセルでは水分の還流量を少なくすることができるので、結果としてセル間での液量のばらつきを抑制することができる。
また、中蓋３の上面には凹部３１が形成されているから、結露した水分の逸失を防止できる。
また、排気室間隔壁３２に切欠き５２を設けることで隣接する排気室３７同士が連通しており集中排気室４５にガスを集中させて電池１外へ一括排気する構成となっているから、排気構造の簡素化を図ることができる。

次に、高熱伝導部材１０を設けた具体例（実施例１〜５）について説明する。
（実施例１）
図１および図５Ａに示した如く、上蓋４の上面に高熱伝導部材１０を配設したものである。配設する位置は特に限定するものではないが、セル連通小室３５の上方に設けるのが好ましい。
これにより、ガス排出口３４から排出されたガスに含まれる電解液のミストや水蒸気を早期に結露させて電解液還流口３３からセル内に戻すことができるので、排気室３７から集中排気室４５に移動するガス中の電解液のミストや水蒸気を低減することができ、多孔性フィルター６３の目詰まり防止にも寄与することができる。

なお、上蓋４の一部に設けるとしたのは、コストや重量の点から、上面の最も効果のある部分に設けることを意図したものであり、上面の全面に設けることを除外しようというものではない。

本実施例によれば、例えば表面に貼り付ける方法などにより、簡易に高熱伝導部材を配設することができ、かつ、上蓋の上面からの放熱性が促進される。

（実施例２）
図５Ｂに示した如く、凹部３１が形成された中蓋３の周縁部（電池の長側辺側）に高熱伝導部材１０を配設したものである。この場合も、配設する位置は特に限定するものではないが、図１から明らかなように、構造的に電池１の短側辺側に配設するのが困難であることから、長側辺側に配設しただけであり、構造的に短側辺側に配設できるものであれば、両方又は短側辺側のみに配設してもよい。
本実施例によれば、電池の外部からの熱が凹部に伝わるのを抑えることができ、各セルに対応する凹部の温度を均等にすることができ、一つのセルから流出したガスが他のセルで結露してそのセルに還流するといった問題の発生を防止することができる。

（実施例３）
図５Ｃに示した如く、上蓋４の上面と中蓋３の周縁部（電池の長側辺側）に高熱伝導部材１０を配設したものである。本実施例によれば、前記実施例１、２の鉛蓄電池１が有する作用効果を奏することができる。

（実施例４）
図５Ｄに示した如く、上蓋４に高熱伝導部材１０を埋設したものである。具体的には、上蓋４を２層構造にして、２つの層の間に高熱伝導部材１０を介在させるようにするか、上蓋４の内面に配設するようにしてもよい。後者の場合は埋設とは言い難いかもしれないが、上蓋４を取り付けた状態の電池１を外部から見れば、高熱伝導部材１０は視認できないので、本発明においてはこのような形態も「埋設」に含める。

高熱伝導部材１０を埋設する方法としては、インジェクション成型により高熱伝導部材１０を上蓋４に埋没させる方法や、予め上下に二分割構成とした上蓋４の部品の間に高熱伝導部材１０を挟みこみ、二分割構成の上蓋４の部品を熱溶着や接着剤の使用などにより一体とする方法などがある。なお、高熱伝導部材１０は外気から完全に密封されている必要はない。

本実施例によれば、高熱伝導部材１０が上蓋４の一部に埋設されることで、より電解液還流口に近い位置に高熱伝導部材１０が配されるから、上蓋の温度差を抑制する効果が高まる。
なお、この実施例４は、上蓋４に高熱伝導部材１０を埋設したものであるが、実施例２と同様に、中蓋３の周縁部に埋設してもよく、実施例３と同様に、上蓋４と中蓋３の周縁部に埋設してもよい。

（実施例５）
実施例１〜４においては、上蓋４の一部及び／又は凹部３１が形成された中蓋３の周縁部に、排気室３７の壁面を構成する部材よりも熱伝導率が高い材料からなる高熱伝導部材１０を別部材として配設したものであった。本実施例では、上蓋４の全部を、上蓋以外の部分よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材１０としたものである。

たとえば、上蓋４を成型する樹脂中にアルミナを主成分とするフィラーを混合させておくことで、上蓋４を高熱伝導部材１０とすることができる。このようなフィラーを、樹脂に対して１５±５体積％混合することにより、たとえば、後述するＢ２４電池の場合、上蓋の熱伝導率を約２倍にすることができる。

なお、フィラーの混合量を１５±５体積％としたのは、フィラーの量を多くすると熱伝導率の向上は大きくできるが、成型性の点で問題になり、少なくすると成型性は良好であるが、熱伝導率が向上できないことから定めた。
本実施例によれば、高熱伝導部材１０を別部材として設ける必要がなく、部品点数を減らすことができるので好ましい。

（実施形態２）
実施形態２の鉛蓄電池１を図６〜１０を参照しながら説明する。以下の説明において実施形態１と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

本実施形態の鉛蓄電池１においては、図９に示すように、上蓋４の一部として高熱伝導部材１０が配設されるとともに、図７に示すように上蓋４の下面に、突部２２が突出形成されている点で実施形態１と相違している。
上蓋４の一部に配設される高熱伝導部材１０の下面（裏面）には、図８に示すように、高熱伝導部材１０の長手方向に対して平行に６個ずつ２列に並んだ嵌合突部２３が形成されている。

そして、この高熱伝導部材１０は、図６に示すように、上蓋４の一部を、高熱伝導部材１０の形状に合わせてくりぬいた部分（以下、配設部２０という）に配設される。
この上蓋４に形成されている配設部２０には、１２個の凹部２１が、長手方向に対して平行に６個ずつ、２列に並んで形成されており、前記高熱伝導部材１０の嵌合突部２３が嵌合されるようになっている。

図１０に示すように、高熱伝導部材１０を上蓋４に嵌合させた状態では、高熱伝導部材１０の嵌合突部２３は上蓋４に形成された凹部２１に嵌合されており、高熱伝導部材１０とセル内から排出される電解液とが接触しない構造となっている。

次に本実施形態の作用効果について説明する。
上蓋４の配設部２０に形成されている凹部２１を上蓋４の下面（裏面）側から見ると（図７を参照）、凹部２１は、隣接する排気室間壁３２の間に突出形成され、上蓋４の熱を放出する突部２２として機能している。
すなわち、上蓋４の上面に形成された凹部２１は、下面側に突出して上蓋４の熱を放出する突部２２として機能し、かつ、高熱伝導部材１０の嵌合突部２３が嵌合する嵌合凹部２１として機能している。
本実施形態によれば、上蓋４の熱を放出する突部２２を備えるから、上蓋４からの放熱が促進されるとともに、高熱伝導部材１０の嵌合突部２３は上蓋４の凹部２１に嵌め込まれて、セル内から排出される電解液が接触しない構造となっているから、電解液との接触による腐食を防ぐことができる。

（実施形態３）
本実施形態の鉛蓄電池１を図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１は上蓋４の裏面図、図１２は、図１１のＹ−Ｙ線断面図である。
本実施形態の鉛蓄電池１は、上蓋４の下面に、多孔質材料からなる多孔質部材７０が５個配設されている点で、実施形態１の電池１と相違している。

多孔質部材７０は、中間のセル（本実施形態では４個）の注液室４７に隣接する位置に１個ずつと、中央の排気室間隔壁３２に１個、配設されている（図１１を参照）。
なお、本実施形態においては、中間のセルの排気室３７と集中排気室４５とを連通するために設けられる切欠き５２は、排気室間隔壁３２のセル連通小室３５側の端部に形成されている。

そして、両端のセルに対しては、実施形態１と同様に、注液室４７に隣接する集中排気室４５に多孔性フィルター６３が配設されている。この多孔性フィルター６３は従来防爆機能を有するものであるが、本発明においては、多孔質部材７０と同じ機能（セル内で発生するガスに含まれる水分を冷却する機能）を併せ持っていてもよい。
多孔質部材７０の材料としては、不織布、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、ガラス繊維、発泡フェノール樹脂、アクリル繊維、樹脂製焼結フィルター、フッ素系樹脂フィルター、セラミックス製の多孔体、図４中に示す多孔質フィルター６３のようなもの、および、綿状をなすもの、例えば制御弁式鉛蓄電池（ＶＲＬＡ）などのセパレータに用いられるガラス繊維を抄紙したものなどを用いることができる。なお、多孔性フィルター６３と多孔質部材７０とは同じ材質である必要はない。

次に本実施形態の作用効果を説明する。
各セルから排出されたガス中に混入した電解液のミストや水蒸気のほとんどは、排気室３７を通過する課程で結露するが、温度が高くなる傾向のあるセルでは、温度の低いセルよりも多くのガスなどが発生するため、電解液のミストや水蒸気などの水分が結露せずにガス中に残ることがある。

電解液のミストや水蒸気などの水分を含むガスが排気室間隔壁３２に形成された切欠き５２などを介して温度の低い他のセルに移動すると、水分が他のセルで結露し、電解液還流口３３を介してそのセル内へ還流する場合がある。
しかし、本実施形態の電池には表面積の大きい多孔質材料からなる多孔質部材７０または多孔性フィルター６３が各セルに対応して配設されているから、セル内で発生するガスに含まれる水分は、表面積の大きい多孔質部材７０および多孔性フィルター６３を通過する際に、冷却される。
したがって、本実施形態によれば、セル間の液面の高さを均等にすることができる。

（評価試験１）
実施例１に示した鉛蓄電池（高熱伝導部材１０として厚さが２ｍｍ、幅が２０ｍｍ、長さが２５６ｍｍのステンレス板を、中蓋と上蓋とを有する電池（Ｂ２４）のセル連通小室３５がある位置の上方に配設したもの）と、実施例５の鉛蓄電池、実施形態２の鉛蓄電池（以下、実施例６とする）、実施形態３の鉛蓄電池（以下、実施例７とする）および従来品（前記部材を配設しない点以外は実施例１と同様のもの）について以下の評価試験を行った。

実施例１の電池、実施例５〜７の電池、従来品をそれぞれ、２５℃の恒温槽に収容し、電池の短側面から３５ｃｍの位置にヒーターを置き、６０分間放置し、ヒーターに最も近い側のセル（以下、１セル目という）と、最も遠い側のセル（以下、６セル目という）の上蓋内面に熱電対を貼付して、６０分間の温度変化を調べた。それぞれの電池の１セル目と６セル目の温度の推移を図１３および図１４に示し、１セル目と６セル目の温度差の推移を図１５に示した。

図１３および図１４から、発明品（実施例１、実施例５〜７の鉛蓄電池）は従来品によりも、１セル目の温度上昇を抑制することができるということがわかった。
なお、実施例１、実施例５〜７間では、１セル目の温度上昇を抑制する効果はほぼ同等であった。

図１５に示す試験結果のうち、実施例１の電池と従来品とについて６０分経過後の１セル目と６セル目の温度とその温度差を比較すると、１セル目の温度は実施例１の電池で６１．３℃、従来品で６９．５℃、６セル目の温度は実施例１の電池で４５．１℃、従来品で４７．０℃、温度差は実施例１の電池で１６．２℃、従来品で２２．５℃であり、実施例１の電池は従来品よりも、１セル目と６セル目の温度差が小さかった。
実施例５〜７の電池においても、実施例１の電池と同様に、従来品よりも１セル目と６セル目の温度差が小さかった。このことから、本発明によれば、上蓋の温度のばらつきを抑制する効果があることがわかった。

（評価試験２）
ヒーターによる加熱を連続にする以外は評価試験１と同じ条件とし、２５Ａの放電を４分間、１４．８Ｖの定電圧充電（最大電流２５Ａ）を１０分間のサイクルを１サイクルとする反復試験に供し、それぞれの電池について、１セル目と６セル目の液面の推移を調べ、結果を図１６および図１７に示した。

なお、試験開始時には、発明品も従来品も、１セル目の液面は上限レベル（Ｕ．Ｌ．）にあったものを使用して、液面が下限レベル（Ｌ．Ｌ．）に達したときのサイクル数を調べた。
図１６および図１７においては、従来品の１セル目の液面が下限レベル（Ｌ．Ｌ．）に達したときのサイクル数を１００とした比率として発明品の寿命サイクルを表示した。
図１６および図１７から、発明品（実施例１、実施例５〜７）の寿命サイクルはおよそ１５０という結果となり、従来品に対して約５０％の寿命延長が可能であることがわかった。

（他の実施形態）
（１）本発明の鉛蓄電池においては、隔壁３２，３２′，３２″及び／又は隔離板４１，４２の表面にアルミラミネートシールを貼付することにより、隔壁３２，３２′，３２″及び／又は隔離板４１，４２の熱伝導率が上蓋よりも高くなるようにすることもできる。
また、これに加えてアルミラミネートシールを上蓋４の内面に貼付してもよい。
なお、実施例５に示したアルミナを主成分とするフィラーの混合、上記隔壁３２、３２′、３２″及び／又は隔離板４１、４２の表面にアルミラミネートシールの貼付、上蓋４の内面にアルミラミネートシールの貼付は、個々に採用してもよいが、併用しても良い。

（２）図７においては、上蓋の熱を放出する突部が排気室間隔壁に対して略垂直に形成されたものを示したが、上蓋の熱を放出する突部の形状はこれに限定されない。

（３）上記実施形態においては、上蓋の熱を放出する突部が形成されている部分に対応する上蓋の上面に、突部に対応する位置に凹部が形成されているものを示したが、上蓋上面の高熱伝導部材の配設部は凹部のない平坦面をなしていてもよい。

（４）上記実施形態においては、各セルに対して１個ずつと中央の隔壁に１個の多孔質部材が配設されたものを示したが、多孔質部材の大きさや数や形状は個々のセルに対して同じでなくてもよい。
電池の使用場所や使用状況により、高温となる傾向のあるセルに他のセルよりも多数の多孔質部材が配設されていたり、大きい多孔質部材が配設されていてもよい。
例えば、エンジンルームにおいて使用される鉛蓄電池においては、端側のセルには、中央のセルよりも多数の前記多孔質部材が配設されていたり大きいものが配設されている構成であってもよい。このような構成とすれば、エンジンからの発熱の影響を受けやすい両端のセルから電解液のミストや水蒸気が逸出することを有効に抑制することができるから好ましい。
そして、例えば、短時間に充放電が繰り返されるような条件で使用する電池の場合には、端側のセルは外気により冷却され易いが、中間のセルは冷却され難いため、中間のセルのほうが端側のセルと比較して高温になる傾向にある。このような場合には、中央のセルに、端側のセルよりも多数の多孔質部材を配設したり大きいものを配設するのが好ましい。

（５）上記実施形態においては、隣接する排気室を連通させるために切欠きを設けたが、透孔を設けてもよい。

（６）上記実施形態においては、上蓋と中蓋との間の空間に排気室が形成されているものを示したが、本発明においては。少なくとも上蓋と中蓋との間に排気室が形成されていればよく、別部材を配設することで排気室を構成したり、上蓋や中蓋の一部を分割して排気室を構成したものであっても本発明の効果を得ることができる。

（７）一括排気の構造は上記実施形態に記載した構成に限定されず、複数のセルを備え、排気室を有する構成であれば、本発明の効果を得ることができる。

Claims (9)

1. 複数のセルを収納する電槽と、前記電槽を覆う中蓋と、前記中蓋を覆う上蓋とを備
   え、
   前記中蓋上面には、前記セル内で発生したガスを排出するガス排出口と、ガスとと
   もに排出される水分をセル内へ還流するための電解液還流口とが各セルに対応して形成され、
   少なくとも、前記中蓋と前記上蓋とに囲まれた空間には、排気室間隔壁によって分割された複数の排気室が形成されるとともに、
   前記複数の排気室を連通させることで、前記ガス排出口から排出されるガスを電池外へ一括排気する機構を備え、
   前記上蓋および／または前記中蓋には、前記排気室の壁面を構成する部材よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材、および／または多孔質材料からなる多孔質部材を備えることを特徴とする鉛蓄電池。
2. 前記中蓋の上面には凹部が形成され、
   前記上蓋の一部及び／又は前記中蓋の凹部を取り囲む周縁部に、前記高熱伝導部材を設けたことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の鉛蓄電池。
3. 前記中蓋の凹部と前記上蓋とに囲まれた空間には前記セル数と同数の排気室が形成されるとともに、
   前記排気室間隔壁に切欠き又は透孔を設けて隣接する排気室同士を連通させることで、前記ガス排出口から排出されるガスを集中排気室に集中させて電池外へ一括排気する機構を備えたことを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の鉛蓄電池。
4. 前記高熱伝導部材は前記上蓋の一部及び／又は前記中蓋の周縁部の表面に配設されていることを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。
5. 前記高熱伝導部材は前記上蓋の一部及び／又は前記中蓋の周縁部に埋設されていることを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。
6. 複数のセルを収納する電槽と、前記電槽を覆う中蓋と、前記中蓋を覆う上蓋とを備
   え、
   前記中蓋上面には、前記セル内で発生したガスを排出するガス排出口と、ガスとと
   もに排出される水分をセル内へ還流するための電解液還流口とが各セルに対応して形成され、
   少なくとも、前記中蓋と前記上蓋とに囲まれた空間には、排気室間隔壁によって分割された複数の排気室が形成されるとともに、
   前記複数の排気室を連通させることで、前記ガス排出口から排出されるガスを電池外へ一括排気する機構を備え、
   前記上蓋の一部又は全部が、前記排気室の壁面を構成する上蓋以外の部材よりも熱伝導率の高い材料からなる高熱伝導部材であることを特徴とする鉛蓄電池。
7. 前記上蓋の下面には、隣接する前記排気室間隔壁の間に、突部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。
8. 前記上蓋の上面には、前記突部が形成されている部分に対応して凹部が形成されるとともに、
   前記上蓋の凹部と嵌合する嵌合突部が形成された前記高熱伝導部材が配設されることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の鉛蓄電池。
9. 前記上蓋の下面には、前記多孔質部材が、前記セルごとに配設されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第８項のいずれか1項に記載の鉛蓄電池。

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