JP3039906B2 - 鉛蓄電池と電解液とその活性化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉛蓄電池とその電解液
およびその活性化方法に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】［現状の問題点］ １.環境問題 自動車用の蓄電池に代表される鉛蓄電池はほぼ３年程度
で廃棄されており、廃棄処理業者は処置に困り野積、放
置しているのが実情である。廃硫酸、廃鉛の処理、再生
には費用がかさみ経済的に合わないためである。鉛蓄電
池には電解液に希硫酸、電極に鉛物質が使用されてお
り、これらはすべて公害物質である。野積、放置された
これら公害物質のひきおこす二次公害が問題になってい
る。また、大型船の電池に至っては深海に投棄されてい
るのが現実であり、廃棄された電池による地球規模的な
海洋汚染が進んでいる。現在廃電池を新品並みに再生す
るいわゆる電池の回春技術は存在しない。また、一部使
用されている薬剤は、廃棄までに至っていない性能の落
ちた蓄電池の能力を多少引き伸ばす効果があるだけであ
る。したがって、電池の寿命を大幅に伸ばすことは、環
境保全上極めて有意義なことである。また、使用できな
くなった蓄電池を再生できれば社会的に極めて意義のあ
ることである。 ２.性能上の問題点 また、現実の電池の性能上の問題は、充電時間が長過
ぎる欠点がある（低電流で長時間充電）。大電流で短
時間充電ができない。重量が重たい。高電流、短時間
充電ができれば電気自動車への利用の道が開かれること
になる。重量の軽減は自動車の軽量化に著効がある。

【０００３】

【発明が解決する課題】本発明はかかる問題点に鑑みて
なされたもので、高性能、高寿命で、軽量化でき、高電
流、短時間充電を可能にする新しい鉛蓄電池とその電解
液および併せて新品、中古を問わず、鉛蓄電池の性能を
大幅にアップさせ、また廃棄蓄電池を再生できる新しい
活性化方法を提供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点は次の手段に
よって解決される。すなわち、１.鉛−酸蓄電池の陽極表面にマイナスに帯電した炭素
粉末が電着されてなることを特徴とする鉛蓄電池。 ２.電解液を構成する酸水溶液にマイナスに帯電した炭
素粉末が懸濁されてなることを特徴とする鉛蓄電池の電
解液。 ３.鉛−酸蓄電池の電解液の一部あるいは全部をマイナ
スに帯電した炭素粉末の懸濁液と置換し、該蓄電池の陽
極にプラス電界を印加して該陽極に炭素粉末を電着させ
ることを特徴とする鉛蓄電池の活性化方法。 ４.上記炭素粉末が電解酸化処理された粉末である請求
項３に記載の鉛蓄電池の活性化方法。

【０００５】

【作用】本発明の鉛−酸蓄電池とは、電解液に酸を使用
し、一方の電極に鉛を用いた蓄電池をさすものである。
代表的なものは、いわゆる鉛蓄電池である。［炭素粉末
の帯電］炭素粉末は帯電すると水に懸濁、分散してく
る。マイナスに帯電した炭素粉末は鉛−酸蓄電池の電解
液の中でも懸濁し、陽極にプラス電界を印加すると陽極
表面に炭素粉末が被覆される。この方法はいわゆる電気
泳動現象によるものか、あるいはほかの現象によるもの
か、詳細な機構は不明であるが、陽極表面が炭素粉末で
被覆される。本発明ではこの現象を電着被覆と表現する
こととする。鉛−酸蓄電池の電解液として、このマイナ
スに帯電した炭素粉末が懸濁する電解液を用い、直流プ
ラス電圧を陽極に印加すると、炭素粉末が陽極に電着さ
れ、電池の特性が飛躍的に向上する。一方、帯電してい
ない粉末は電着することはなく、これを物理的に単に被
覆しても特性の向上はない。本発明はこの新しい知見に
もとづく。炭素粉末が電解液に懸濁することで陽極、陰
極間での電気的短絡が危惧されるが、懸濁した炭素粉末
は電圧を印加したときに陽極に吸引されて電着されてし
まい、電解液は可視的には元の清澄な状態になり、電気
的短絡の心配はないのである。

【０００６】炭素粉末を電着させるためには帯電させる
ことが必要となるが、有効な手段として酸化処理や分散
剤（あるいは解こう剤）等による表面改質があるが、中
でも酸化処理が有効である。一般的に炭素粉末は酸化処
理すると帯電（マイナス）して水に懸濁するようにな
る。酸化の方法としては、代表的には次のような方法が
ある。 １.酸素の存在する雰囲気で機械的に粉砕する方法 ２.水中でのアーク放電 ３.オゾン雰囲気に晒す方法 ４.過酸化水素水に浸す方法 ５.酸化剤溶液に浸せきする方法 ６.酸化性酸に浸せきする方法 ７.電解酸化する方法 本発明ではこれらの方法の中でとくに電解酸化法が最も
好ましい。この方法による炭素粉末は粒度が細かく、帯
電性、鉛電池の電解液中での懸濁性が最も優れており、
また炭素材料から直接粉末の製造と電解酸化を同時にお
こなうことができる特徴がある。

【０００７】電解酸化炭素の電解酸化とは、炭素材料を
電極にして水中で直流電圧を印加して徐々に電流を大き
くしていくと、ある電流値を境にして（電圧は電極間の
距離によって変わってくる）陽極に霧のように炭素粉末
が析出されてくる。析出した粉末は水に懸濁する。懸濁
液に金属電極をさしこんで直流電圧を印加すると、析出
した炭素粉末が陽極に電着する現象によって、析出粉末
はマイナスに帯電していることが判る。この電解的に析
出させた粉末を本明細書では、電解酸化粉末あるいは電
析粉末と呼ぶことにする。また、この処理を電解酸化処
理あるいは電析処理と呼ぶことにする。本発明では炭素
粉末の電析が可視的に認められる電流値を便宜的に臨界
電流と呼ぶことにする（厳密にはもっと小さな電流で目
に見えない程度に電析は起こっているものと推察される
が）。臨界電流は炭素陽極の面積、陽極、陰極間の距
離、電解質の有無、また、その量によって変化してく
る。電解液に水道水を使用し、陽極、陰極間の距離３mm
以下、陽極面積２００cm^２の場合で、３〜５Ａが臨界電
流である。

【０００８】上記したように酸化処理した炭素粉末はお
しなべてマイナスに帯電する性質があるが、とくにこの
中の電解酸化粉末は粒度が小さく懸濁分散性に優れ、液
に懸濁したままで沈降し難い性質を有する。また、鉛蓄
電池の電解液に混ぜても極めてよく分散し、長時間放置
しても沈降し難い性質がある。この懸濁液に電極を浸漬
して直流電圧を印加すると陽極に炭素粉末が電着して、
表面が炭素粉末でコーティングされる。鉛バッテリーの
電解液にこの炭素粉末を混ぜて懸濁させ、直流電圧を印
加すると、同じ様に陽極表面が炭素粉末でコーティング
される。

【０００９】陽極をマイナスに帯電した炭素粉末でコー
ティングすると、バッテリーは著しく活性化される。な
お、この活性化とは、具体的には １.使用できなくなったバッテリーの再生ができるこ
と、 ２.急速充電できること、 ３.定格電流以上の電流を引き出せること、 ４.バッテリーの電解液の比重が基準値以下になっても
使用できること、 ５.寿命を延ばすことができること、等を意味する。

【００１０】陽極コーティングの際に使用する懸濁液と
しては、電解酸化処理によるもののほかに、上記したよ
うに化学的、物理的に処理して懸濁させたものも有効で
あり、基本的には、陽極にプラス電圧を印加したとき、
陽極に炭素粉末が電着するものであればいかなる懸濁液
でも使用できるが、電池の特性上、電解酸化処理による
ものが最も好ましい。

【００１１】懸濁液の液媒は、水が最も好ましく、水単
独でよいが、目的に応じて水の中に電池の電解液の酸成
分、その他の電解質を添加してもよい。電解液に純水を
使用する場合、導電性をよくするために上記した電解液
の酸成分、その他の電解質を添加してもよい。水道水を
使用した場合、存在する微量のミネラル成分で導電性が
確保され、薬剤を何等添加することなく良質の炭素粉末
分散液が得られる。

【００１２】炭素粉末の電着は、上記した炭素の電析粉
末の懸濁液に陽極を浸漬して、直流を印加し、電着さ
せ、これをバッテリーに装着することのほかに、電解液
として最初から炭素粉末が分散した液を使用し、これに
直流電解をかけて電着させるようにしてもよい。この場
合は、バッテリーの電解液の一部を懸濁液と置き換える
場合と、あらかじめ炭素粉末が分散した電解液を全量調
合しておき、これを全量バッテリーの電解液として使用
する場合がある。とくに廃棄バッテリーの活性化には後
二者が適している。

【００１３】なお、陽極を炭素粉末で被覆すると、なぜ
バッテリーが活性化されるか。現在のところ、理由は不
明であるが、表面組織の観察では、陽極の活物質表面は
微細な細孔に至るまで炭素粉末でぎっしり埋められてい
る。また、活物質と陽極格子のミクロ的な隙間にも炭素
粉末が侵入してこの隙間を埋めている。しかもこの炭素
粉末は物理的に被覆したものと違い、電気的吸引力で陽
極に被着されているので脱落することがない。このこと
が、活物質相互および格子と活物質間の電気抵抗の減少
をもたらし、電池の内部抵抗を下げることに大きく寄与
しているものと推察される。また陽極の不動態化は陽極
の活物質の細孔を硫酸鉛が塞いだり、あるいは活物質の
表面を覆ってしまうことが主因といわれているが、この
炭素粉末の被膜が活物質への硫酸鉛の付着を阻止して陽
極の不動態化を阻止しているものと推察される。また逆
に充電時硫酸鉛の剥離、分解に有効に作用しているもの
と推察される。これらの現象がバッテリーの活性化現象
に大きく関与しているものと推察される。

【００１４】すなわち、本発明の活性化処理したバッテ
リーは、電解液に希硫酸を使用する従来の鉛蓄電池より
も内部抵抗が著しく小さい特徴がある。従来の蓄電池は
放電と共に内部抵抗が急速に増加するが、本発明の活性
化処理したバッテリーは内部抵抗の上昇が穏やかで、放
電末期の抵抗は１／２〜１／３程度になる。炭素粉末の
被膜が硫酸鉛の被膜の生成、分解に何等かの影響を及ぼ
していることがうかがえる。一方高電流（定格電流の１
０倍の電流）で充電した時、従来の蓄電池は電解液の昇
温が大きくなり、夏場で六十数度まで上昇し、現実この
様な電流での充電は蓄電池の寿命を早めることとなる
が、本発明電池では、温度上昇が少なく（四十数度）、
従来電池の定格電流での充電に相当する温度上昇程度で
あり、十分高速充電に耐えることができる。このことも
炭素粉末の被膜が硫酸鉛の被膜の生成、分解に何等かの
影響を及ぼしたものと推察される。

【００１５】懸濁液（炭素粉末の水懸濁液）をバッテリ
ー液に添加する場合、バッテリー液の一部と置換するよ
うにして電解液の液面は変化させない方がよい。置換量
は、バッテリー液の数％〜全量の範囲で置き換えてよい
が、置換後の電解液の酸成分濃度は定格濃度の４０％以
下にならないようにしたほうがよい。酸濃度が下がると
充電容量が下がる。ただし９５％程度懸濁液で置換して
も電池としての機能は保持される。この場合、必然的に
酸濃度が低くなるので電池の容量（ＡＨ）は落ちる。し
たがって、酸濃度が同程度の懸濁液と置換すると電気容
量は落とさずに活性化できる。しかしながら自動車のバ
ッテリーは始動時の放電能力が問題であるので、自動車
のバッテリーとして使用する限りに置いては必ずしも酸
濃度に拘る必要はない。電解液を６０％程度まで懸濁液
（炭素粉末の水懸濁液）で置換しても自動車のバッテリ
ーとしての性能は十分に保有し、定格電流放電できる。
懸濁液（炭素粉末の水懸濁液）の炭素濃度は、電解時の
電流値や電解時間等によって変化し、本発明で使用する
濃度には特別な制約はないが、おおむね０.１〜５％
（重量％）のものを一つの目安とするとよい。要は電解
液に注入する際、薄い場合は多量注入する必要がある
し、濃い場合は少なくて済むということである。電解液
に添加される炭素粉末の量は、電解液に対して重量％で
０.０１〜２％程度の添加で十分効果がある。

【００１６】電解電析処理の電極に使用する炭素材料は
結晶質、非晶質、天然、人工をとわず全ての炭素質材料
全般を使用でき、これらは焼結、あるいは未焼結いずれ
の形でも使用することができる、中でも黒鉛質のものが
最も好ましい。

【００１７】電極の形状も、塊状、板状、棒状、繊維
状、シート状、フェルト状等いかなる形でも、あるいは
粉末のままの形でも使用できる。

【００１８】粉末で使用する場合は、そのまま電極には
し難いので粉末をメッシュ状の籠の中に充填してこれで
電極を形成してもよい。あるいは圧粉して用いてもよ
い。

【００１９】電池の再生 古くなって能力の劣化した電池の電解液の一部（５〜６
０％の量）を懸濁液（炭素粉末の水懸濁液）と置換し、
あるいは定格濃度の４０〜１００％の酸濃度を持つ懸濁
液で全量置換すると、電池の充電特性、放電特性が回復
する。充電特性は急速充電（約十倍）ができるようにな
る。放電特性は定格電流の約２.５倍の高電流放電でき
る。また、廃棄されたバッテリーの電解液を全量炭素粉
末の懸濁した、定格濃度の４０〜１００％の酸濃度を持
つ電解液と置換すると、電池の充電特性、放電特性が回
復する。バッテリーの損傷度にもよるが、おおむね８〜
１０割能力が回復し、自動車のバッテリーとしては十分
使用できる。

【００２０】本発明は高電流充電、高電流放電、長時間
寿命、廃棄電池の再生、回春、電池の軽量化という従来
の技術に無い大きな特徴がある。 充電特性 従来の１０倍以上の電流値で充電しても際立った温度上
昇が無く、従来電池並みの温度上昇である。したがって
短時間（１／１０の時間）で充電できる。 放電特性 定格値の２.５倍以上の高電流放電できる。したがって
通常の軽自動車（５５０cc）のバッテリーで３０００cc
クラスのディーゼル車に使用できる。 長時間寿命 自動車のバッテリーは約３年が寿命であるが、本発明の
バッテリーは倍以上使った現在、依然として使用できて
いる。電池の軽量化 鉛蓄電池の陽極にプラス電界を印加するのは、いわゆる
充電操作で行うのであるが、これにより陽極に炭素懸濁
液中の炭素粉末が電着し、活性化する。この活性化は電
池が新品、中古を問わず性能を大幅にアップさせ、高性
能、高寿命、軽量化が達成される。すなわち、鉛蓄電池
の化成化が更に進行し、定格値以上の性能が得られるた
め、容量対電池重量比（ＡＨ/kgもしくはＷ/kg）が改善
され、電池の軽量化が達成できるのである。例えば、後
述する実施例でも明らかなように、高電流充電や高電流
放電が定格値の2.5倍以上できるので、通常の軽自動車
用のバッテリー（ＧＳ28）が普通乗用車用のバッテリー
（ＧＳ38）の代わりに十分実用化できたり、2400cc級の
ディーゼル車に搭載している90ＡＨ（ＧＳ90）のもの
が、38ＡＨの（ＧＳ38）で十分ということになるのであ
る。

【００２１】

【実施例】実施例１（懸濁液の製造１） 水を電解液にして、直径２０mm、長さ１００mmの黒鉛の
棒を陽極にし、ステンレスのメッシュ板を折り曲げて作
った直径１０cmの円筒状の陰極の中に、直径２０mm、長
さ１００mmの黒鉛の棒を陽極にしていれ、直流電流３Ａ
を２４時間流して炭素の電析粉末の懸濁液を作った。こ
の懸濁液は１０日間放置しても粉末の沈降は無く、粉末
が分散していた。炭素粉末の量（重量％）は３％であっ
た。

【００２２】実施例２（懸濁液の製造２） 直径２０mm、長さ１００mmで底のある円筒状のステンレ
スのメッシュ（３２５＃アンダー）フィルターの中に平
均直径１mmの炭素の粉を充填したものを陽極にして、陰
極には５０×１００mmのステンレスの板を使用し、これ
を水をいれたビーカーに浸漬して直流電流３Ａを３０時
間流して炭素粉末の懸濁液を作った。この懸濁液は実施
例１と同じく１０日間放置しても粉末の沈降は無かっ
た。炭素粉末の量（重量％）はおおむね５％であった。

【００２３】実施例３ 縦１００mm、横１００mm、厚さ１０mmの黒鉛の板を陽極
にし、両面に２mmの間隔でステンレスのメッシュ板（陰
極）を配置した。このとき、陽極、陰極が短絡しないよ
うに、また、間隔を一定に保つために厚さ２mmの樹脂の
メッシュシートを間に挟んだ。電解液は水道水を使用し
た。直流電流３Ａを２４時間流した。懸濁した炭素粉末
の量（重量％）は５％であった。

【００２４】実施例４ 普通乗用車の使えなくなったバッテリー（ＧＸ８０Ｄ２
６）から電解液を抜き出し、中を洗浄した後、実施例１
の炭素粉末の懸濁液を中に入れ、陽極に直流プラス電圧
１５Ｖを１２時間印加した。陽極は炭素粉末で被覆され
ていた。次に懸濁液をバッテリーから抜き、再び抜きと
った電解液をバッテリーの中に返し、次に１５Ｖ、３Ａ
で２４時間充電した。充電前の電圧は９Ｖ、バッテリー
液の比重は１.１８であった。充電後電圧は１４Ｖに復
帰し、エンジンは始動できた。以後１０日間放置して再
びエンジンを始動させたが、同じ様に始動できた。以後
これを繰り返して６ケ月経過したが性能の変化は無かっ
た。因みに炭素粉末を被覆しないバッテリー（使用でき
なくなった）では、充電後、比重は１.２０に変化した
だけで、エンジン始動はできなかった。

【００２５】実施例５ 実施例１の懸濁液を実施例４と同じ使えなくなったバッ
テリー（ＧＸ８０Ｄ２６）液に、そのバッテリー液の約
１０％を添加して１４Ｖ，３Ａで２４時間充電した。充
電前の電圧は９Ｖ，バッテリー液の比重は１.１７であ
った。充電後電圧は１４Ｖに復帰、比重は１.２４に回
復し、エンジン始動できた。以後１０日間放置して再び
エンジン始動させたが、同じ様に始動できた。以後これ
を繰り返して６ケ月経過したが性能の変化は無かった。

【００２６】実施例６ 実施例２の懸濁液を同じく使用できなくなったバッテリ
ー（３８Ｂ２０Ｒ）に１セルあたり５０cc添加して１４
Ｖ、３Ａで１２時間充電した。充電前のバッテリー液の
比重は１.２０であった。充電後電圧は１４Ｖに復帰、
比重は１.２６に回復し、エンジン始動できた。以後１
０日間放置して再びエンジン始動させたが、同じ様に始
動できた。以後これを繰り返して６ケ月経過したが性能
の変化は無かった。因みに炭素懸濁液を添加しないバッ
テリー（使用できなくなった）では、充電しただけでは
比重は１.１２０と変わらず、エンジン始動はできなか
った。

【００２７】実施例７ 普通乗用車の使えなくなったバッテリー（ＧＳ３８Ｂ２
０Ｌ）の急速充電を試みた。充電前：電圧５Ｖ、比重
１.１１０、通常の充電電圧は、１４Ｖ、３.８Ａである
が、１５Ｖ、１０Ａで急速充電した。液温のみ上昇し、
電解は進行しなかった。充電は不可能であった。次にこ
のバッテリーに各セル当り２１〜３０cc注入し、上記電
圧を印加したところ電解が始まった。次にさらに電圧を
上げて２０Ａ流しても液温の上昇が見られず、スムース
に充電できた。２時間後エンジンを作動させたところ、
順調に作動させることができ、そのまま３時間走行後、
バッテリー電解液の比重を計ったところ、基準値１.２
５０以下で、１.２０であったが、放電には何等問題は
なかった。通常充電には５〜１０時間程度必要である
が、本例では、わずか２時間で充電できた。日立４６Ｂ
２５Ｌ、ユアサ５５Ｂ２４Ｌ等のバッテリーについても
同じテストを行い、１００％の回復を見た。その後４か
月放置しても起電力には何等問題はなかった。本来４か
月も放置すると自然放電が発生するが、何等問題なくそ
のまま使用できたのである。

【００２８】実施例８ バッテリー液から電解液を半分程度抜き出し、かわりに
実施例１の懸濁液をいれた。したがってバッテリー液の
濃度は半分に希釈されている。正確な内訳は、ＧＳ３８
を使い、バッテリー液１.２リットルから５５０cc抜き
取り、代わりに炭素懸濁液をいれた。 １５Ｖ、２Ａで２時間充電 充電後比重 ：１.１５ 車に取り付けテストした。スターターは普通の状態で始
動できた。１日あたり２時間で２日間、延べ４時間走
り、電圧は１２.６Ｖ、比重は１.２００であった。バッ
テリー液の硫酸濃度が半分に希釈されても十分に機能す
ることが判明した。

【００２９】実施例９ 軽車両用のバッテリー（ＧＳ２８）の中古を再生して２
０００ccクラスの車に使ってみた。電解液の約１０％を
実施例３の懸濁液と置換。スターターは普通の状態で始
動できた。

【００３０】実施例１０ トヨタ２４００ccのディーゼル車は９０ＡＨ容量の大き
いサイズのバッテリーが標準であるが、３８ＡＨ容量の
バッテリーを再生したもので十分であることが確認でき
た。つまり定格容量以上の能力を引き出せることが判明
した。バッテリーの小型化が可能になった。

【００３１】実施例１１（輸入車のバッテリーの再生） ドイツより船積みされて日本に上陸したベンツのバッテ
リーは、輸送中赤道下を通過する際に外気温の影響で完
全に深放電が進み、使用不可、充電不可に陥る。深放電
で使用不可になったバッテリーの再生を試みた。充電不
可になったベンツの４.５リッターエンジンのバッテリ
ー（９０ＡＨ）の各セルに総量２５０cc補給して８０Ａ
で１５分充電し、これを完全放電させ、ついで８０Ａで
１０分充電した。ベンツに乗せて始動させたところ、一
発で始動できた。なお、ここで８０Ａで１５分充電し、
これを完全放電させるのは、深放電で形成された硫酸鉛
の被膜を破壊するためである。また、このバッテリーは
５Ａで３６時間かけて充電したが始動させることができ
なかったものである。

【００３２】実施例１２ 平成２年式三菱パジェロディーゼル３０００cc用標準バ
ッテリー９５ＡＨ（寒冷地仕様）の代りに実施例９で使
用した再生した軽車両用のバッテリー（ＧＳ２８）２８
ＡＨを使用してエンジン始動したところ、問題なく始動
できた。ディーゼル車の初期始動に必要な電流は３００
Ａで、最低２００Ａは必要である。軽自動車用の２８Ａ
Ｈのバッテリーで始動できたことは、本発明の蓄電池は
本来の能力の数倍の能力が発揮できることを証明するも
のである。また、バッテリーの軽量化ができることを意
味するものである。

【００３３】実施例１３ ＜電解液温度の変化＞ 急速充電時の液温の変化について調べた。 バッテリーの銘柄： ＧＳ６Ｎ４−２Ａ 従来の希硫酸液のものに１０倍の電流（４Ａ）で１時間
充電した。充電後の温度は６４℃であった。次にこの電
解液５０％を抜き取り、実施例３で作った炭素分散液を
充填し、同じく１０倍の電流（４Ａ）で１時間充電し
た。充電後の温度は４７℃であった。なお、従来の希硫
酸液のものを正規の条件（０.４Ａ×１０時間）で充電
したものは４５〜５０℃であり、本発明のものはこれに
匹敵できることが判明した。

【００３４】実施例１４ ＜内部抵抗の変化＞ 実施例１３のバッテリーについて内部抵抗を調べた。 従来の希硫酸液のもの ： ６９１ Ω 電解液５０％を実施例３ ： ３１６ Ω で作った炭素分散液で置換したものこれにより、本発明
のバッテリーが急速充電可能であるのは、炭素分散液の
注入によって内部抵抗が小さくなることが大きく寄与し
ていることがうかがえる。

【００３５】実施例１５ 懸濁炭素粉末の解析 炭素粉末が水に分散するメカニズムを解明するため炭素
表面に存在する他の元素の存在状況をＥＳＣＡ（化学分
析用電子分光法）によって調べた。結果を図１、２に示
す。図１は電解酸化処理する前の炭素表面の状態を示す
図である。図２は電解酸化後の炭素表面の状態を示す図
である。この図から電解酸化によってＯ１ｓのピークが
異常に高くなることが判る。Ｏ１ｓはＯＨ基のピークで
あり、炭素粉末が懸濁するのはこのＯＨ基によってもた
らされるものと推察される。

【００３６】実施例１６ 放電曲線 バッテリー銘柄： ＧＳ６Ｎ４−２Ａ 充電方法 ： ０.４Ａ×１０時間 放電方法 ： ６オームのヘッドランプを点灯して放電さ
せた。 テスト方法 従来の希硫酸電解液そのままのものと、電解液の１０％
を実施例３で作成した炭素粉末懸濁液で置換したものに
ついて比較した。結果を図３に示す。（イ）は従来電
池、（ロ）は本発明電池である。本発明品は従来電池に
比較して放電時間が伸びることがうかがえる。また本発
明の放電曲線の特徴は、通電直後、図に示すように異常
に高い電流が流れることである。これは電解液に炭素粉
末が懸濁しているために液の抵抗が小さくなり、この結
果、図のような高電流が流れるものと推察される。この
高電流も、炭素粉末が陽極に吸着される結果、数分で通
常の電流に落ち着く。

【００３７】実施例１７ 電解液の置換量と始動性 軽車両用のバッテリー（ＧＳ２８）２８ＡＨの電解液の
５％、１０％、３０％、５０％、７０％、９０％を実施
例３の懸濁液と置換し、これを実施例１２の三菱パジェ
ロディーゼル３０００cc用標準バッテリー９５ＡＨ（寒
冷地仕様）のかわりに使用してエンジンの始動性をテス
トしたところ、問題なく始動できた。

【００３８】実施例１８ 懸濁液の濃縮 軽車両用のバッテリー（ＧＳ２８）２８ＡＨの電解液の
約１０％を実施例２の炭素懸濁液を２倍、４倍、６倍、
８倍、１０倍に濃縮した液でそれぞれ置換して懸濁液の
濃縮度と始動性をテストした。テストは上記実施例１７
の三菱パジェロディーゼル３０００ccで行った。いずれ
の濃縮度でもエンジンは問題なく始動できた。

【００３９】以上１〜１８の実施例で次のような事実が
判明した。 １.本来鉛バッテリーというのは、電解液の希硫酸濃度
が薄くなると、性能が低下して使用不能になるが、本発
明では、希硫酸濃度が半分に薄められても十分に機能す
る。また、これは周辺部材の耐蝕性に有利に作用する。 ２.充電時間も従来の鉛電池の数分の一に短縮でき、電
気自動車に対して新しい可能性を暗示するものである。 ３.従来の定格電流の２倍以上の電流を取り出すことが
でき、バッテリーの小形化が可能になった。 ４.陽極活物質の不動態化を防止できる。 ５.内部抵抗が小さくなる。 ６.充電時の温度上昇が少ない。

【００４０】本発明は次のような効果を有する。 １.使用できなくなったバッテリーを安価に再生でき
る。 ２.性能の低下したバッテリーの能力アップができる。 ３.急速充電できる。 ４.定格電流以上の電流を取り出すことができ、バッテ
リーの小形化ができる。 ５.電解液の希硫酸濃度を薄くできる。 ６.寿命を延ばすことができる。 ７.有害な薬品を使用することがないので無害、無公害
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】炭素表面のＥＳＣＡチャート（電解酸化前）

【図２】炭素表面のＥＳＣＡチャート（電解酸化後）

【図３】従来電池と本発明電池を比較した放電曲線であ
る。（イ）は従来電池、（ロ）は本発明電池である。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉛−酸蓄電池の陽極表面にマイナスに帯電
   した炭素粉末が電着されてなることを特徴とする鉛蓄電
   池。
2. 【請求項２】電解液を構成する酸水溶液にマイナスに帯
   電した炭素粉末が懸濁されてなることを特徴とする鉛蓄
   電池の電解液。
3. 【請求項３】鉛−酸蓄電池の電解液の一部あるいは全部
   をマイナスに帯電した炭素粉末の懸濁液と置換し、該蓄
   電池の陽極にプラス電界を印加して該陽極に炭素粉末を
   電着させることを特徴とする鉛蓄電池の活性化方法。
4. 【請求項４】上記炭素粉末が電解酸化処理された粉末で
   ある請求項３に記載の鉛蓄電池の活性化方法。