JP6751879B2 - 鉛蓄電池再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉛蓄電池の電極に付着した硫酸鉛の不導体皮膜を除去して鉛蓄電池の長寿命化を図る鉛蓄電池再生装置に関する。

充電及び放電を繰り返し行うことが可能な二次電池のうち、鉛蓄電池は、比較的安価で安定した性能を有するため、自動車、船舶、建設機械用や、産業用としての商用電源、住宅用電源が途絶えたときの非常用電源等として幅広く使用されている。しかしながら、鉛蓄電池は、鉛蓄電池の充電と放電を繰り返すことによって、電解液中の硫酸と電極板の鉛が化学反応により、負極表面において、結晶化した硫酸鉛（ＰｂＳＯ_４）の不導体皮膜となって電極板に付着するようになり劣化する（サルフェーション）。

サルフェーションにより形成された不導体皮膜は、電極表面で成長して白色硬化することにより、実効的な電極表面積を減少させる。不導体被膜は、鉛蓄電池の内部抵抗を増大させ、充電容量を大幅に減少させるので、バッテリ性能を著しく低下させる。このような硫酸鉛の不導体皮膜を除去するため、鉛蓄電池の電極にパルス電流を流して電極とその表面に成長した硫酸鉛皮膜との間に電撃ショックを与えることによって、サルフェーションを電極から物理的に剥離する方法が特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特許３９０２２１２号公報 特開２０１１−７１００１号公報

サルフェーションは、鉛蓄電池の放電によって生成する硫酸鉛が負極板上に析出し、次第に成長して白色硬化した不導体皮膜を形成する現象であり、放電条件や当該鉛蓄電池が放置されるときの周囲温度、振動等の諸条件によって影響される。このため、当該諸条件によっては、パルス電流を印加しても、鉛蓄電池を再生できない場合があった。特許文献１及び特許文献２に開示された再生方法は、パルス電流の印加による電極の発熱による悪影響等を考慮して、何れも０．０１〜０．１０Ａ程度の微弱なパルス電流を電極に印加している。このため、サルフェーションの程度の軽い場合では、鉛蓄電池の再生が可能であるが、サルフェーションの程度によっては、鉛蓄電池を再生できない場合があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、パルス電流の印加による電極の発熱による悪影響を軽減しながら、鉛蓄電池の電極に付着したサルフェーションをより確実に除去して、鉛蓄電池の長寿命化を図ることの可能な、新規かつ改良された鉛蓄電池再生装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、鉛蓄電池の電極に付着したサルフェーションを除去する鉛蓄電池再生装置であって、前記電極に放電パルス電流を供給する放電パルス電流供給部と、前記鉛蓄電池の充電時を検知して、前記充電時のみに該鉛蓄電池の電池容量に対応する所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させて、該パルスパワーを前記電極に供給するように前記放電パルス電流供給部を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記電極に供給する前記パルスパワーの基準として、前記電池容量に対する１Ｃ放電電流と前記鉛蓄電池の定格電圧を掛けて算出される電力値以上の大きさのパルスパワーを発生させるように、前記放電パルス電流供給部を制御することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、鉛蓄電池の充電時に放電パルス電流供給部から所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させる放電パルス電流を電極に印加することによって、電極表面に形成されたサルフェーションを電極の内側からの鉛イオン電流衝撃により確実に破壊できる。

このように、電池容量の大きさに対応したパルスパワーを発生させる放電パルス電流を電極から放電させることによって、過剰な電流印加に伴う電極の発熱による悪影響を軽減しながら、電極表面に形成されたサルフェーションを電極の内側からより確実に破壊できる。

以上説明したように本発明によれば、電池容量の大きさに対応したパルスパワーを発生させる放電パルス電流を充電時に電極に印加し、電池放電時には、パルス放電をしないので、過放電を防止しながら、鉛蓄電池の電極表面に付着したサルフェーションがより確実に除去されるようになる。このため、電池の保護の観点からの実用性も高く、かつ、鉛蓄電池の長寿命化を効率よく確実に図れるようになる。

本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置から印加される放電パルス電流のパルス波形図である。 本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置の性能評価試験における電池電圧と経過時間の関係、及び当該鉛蓄電池再生装置から放電パルス電流を印加するタイミングを示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置が放電パルス電流を印加する実施態様を示すブロック図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置によるサルフェーション除去の動作説明図である。 本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置の評価実験における充放電サイクル数とサイクル毎の放電終了電圧との関係を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

まず、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置の概略構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置の概略構成を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置１００は、鉛蓄電池１０の電極１２に向けて放電パルス電流を流すことによって、当該電極１２（１２ａ、１２ｂ）の表面に付着した硫酸鉛層であるサルフェーションを除去して、当該鉛蓄電池１０の長寿命化を図る装置である。本実施形態の鉛蓄電池再生装置１００は、図１に示すように、電極１２にパルス電流を供給する放電パルス電流供給部１０２と、当該放電パルス電流供給部１０２から供給される放電パルス電流Ｉｐのパルス波形や電流値・タイミング等を制御する制御部１０４を備える。

放電パルス電流供給部１０２は、例えば、図２に示すようなパルス波形を有する放電パルス電流を電極１２に供給する。放電パルス電流供給部１０２は、例えば、不図示の発振器及び放電パルス電流発生器から構成され、当該発振器から出力された信号波により、放電パルス電流発生器に備わるＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の電子スイッチあるいは電磁リレーを駆動させて、図２に示すように、パルス幅Ｔ１、及びパルス周期Ｔのパルス波形を有する放電パルス電流Ｉｐを発生させる。そして、放電パルス電流供給部１０２は、当該放電パルス電流Ｉｐを鉛蓄電池１０の接続端子１５（１５ａ、１５ｂ）を介して電極１２（１２ａ、１２ｂ）に印加する。なお、印加する放電パルス電流Ｉｐは、周期Ｔ毎にパルス状に電流値が変動するような所定の周期を有する電流であればよいので、その波形は、図２に示す矩形波以外にも、レイズドコサイン波、三角波、鋸歯状波等の他の波形形状やその合成である複数の孤立的な波形も適用可能である。なお、実際の装置では、パルス電流の繰り返し周期Tは、必ずしも固定である必要はなく、周期そのものが不規則に変化するものであってもよい。

制御部１０４は、鉛蓄電池再生装置１００に備わる各種構成要素等を制御する。本実施形態では、制御部１０４は、鉛蓄電池１０の充電時を検知して、充電時のみに後述する放電パルス電流Ｉｐ、パルス幅Ｔ１、パルス間隔Ｔ２、及びパルス周期Ｔを調整し、当該放電パルス電流Ｉｐが所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させるように、放電パルス電流供給部１０２を制御することを特徴とする。具体的には、制御部１０４は、鉛蓄電池１０の充電時に当該鉛蓄電池１０の電池容量に対応する所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させて、当該パルスパワーを電極１２に供給するように、放電パルス電流供給部１０２を制御する。なお、制御部１０４における放電パルス電流供給部１０２の制御の詳細については、後述する。

本明細書中で言及する「パルスパワー」とは、放電パルス電流Ｉｐと、定格電池電圧Ｖに対し、Ｉｐ×Ｖで算出される値を言い、卵の殻がある一定値以上の運動量を加えることによって、破壊できるのと同様に、ある閾値以上の放電パワーを電池に投入させる単位時間当たりの電力［ワット］を意味する。すなわち、本発明者は、従来から行われているような微少パルスパワーでは、決して得られない非線形現象によってサルフェーションを効果的に除去できることと、サルフェーション除去は、電池の放電時ではなく、充電時において放電パルス電流を発生させて供給することによって、効果的にサルフェーション除去がなされることを発見し、それを実現する装置として本発明の創作に至った。

また、ここで言及する「パルス幅Ｔ１」とは、図２に示す放電パルス電流Ｉｐの時間幅をいい、「パルス間隔Ｔ２」とは、図２に示す放電パルス電流Ｉｐの時間間隔をいう。すなわち、パルス幅Ｔ１とパルス間隔Ｔ２の和が放電パルス電流Ｉｐの周期Ｔとなる。なお、多少複雑なパルス波形を用いた場合は、その全体を包含するパルス発生時間をもって、パルス幅Ｔ１とみなすことができる。また、「平均パルスパワー」とは、放電パルス電流Ｉｐにより所定の大きさを有する電力［ワット］をいうものとし、放電パルス電流Ｉｐ、パルス幅Ｔ１、パルス周期Ｔ、及び定格電池電圧Ｖを用いて、下記の式（１）により算出される。この放電パルス電流Ｉｐの下限値は、前述した使用する鉛蓄電池１０の電池容量に対応する値である。なお、制御部１０４による放電パルス電流Ｉｐの制御の詳細については、後述する。
（平均パルスパワー）＝Ｖ×Ｉｐ×Ｔ１／Ｔ・・・・・・・・・・・・・・・（１）

鉛蓄電池１０は、ケーシング１１内に電極１２として所定の位置に配置された相対向する正極１２ａ及び負極１２ｂがセパレータ１４を介して隔てて設けられ、これら正極１２ａ、負極１２ｂが十分に浸漬されるように、希硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を主成分とする電解液１３が充填されている。正極１２ａは、少なくともその表面に活物質として機能する多孔質の二酸化鉛から構成され、負極１２ｂは、少なくともその表面が活物質として機能する多孔質の鉛から構成されている。

前述した構成の鉛蓄電池１０は、下記の反応式（２）及び（３）に従って放電され、下記の反応式（４）及び（５）に従って充電される。すなわち、正極１２ａ、負極１２ｂの双方から電解液１３中に硫酸イオンが移動することによって充電され、電解液１３中の硫酸イオンが正極１２ａ、負極１２ｂの双方に移動することによって放電が行われる。
（放電時）
正極：ＰｂＯ_２ ＋ ４Ｈ^＋ ＋ ＳＯ_４ ^２− ＋ ２e⁻
→ ＰｂＳＯ_４ ＋ ２Ｈ_２Ｏ・・・ （２）
負極：Ｐｂ ＋ ＳＯ_４ ^２− → ＰｂＳＯ_４ ＋ ２ｅ⁻・・・・・・・・・・ （３）
（充電時）
正極：ＰｂＳＯ_４ ＋ ２Ｈ_２Ｏ
→ ＰｂＯ_２ ＋ ４Ｈ^＋ ＋ ＳＯ_４ ^２− ＋ ２e⁻・・・（４）
負極：ＰｂＳＯ_４ ＋ ２e⁻ → Ｐｂ ＋ ＳＯ_４ ^２−・・・・・・・・・・・ （５）

前述したように、放電及び充電を繰り返したり、経時的な自然放電状態、放電状態が所定期間継続されると、化学反応によって正極１２ａ及び負極１２ｂの表面に硫酸鉛（ＰｂＳＯ_４）が結晶化されたサルフェーションが析出される。特に、鉛蓄電池１０の放電時に析出されたサルフェーションが長期間放置されると、結晶化されたサルフェーションが硬質化し、再び充電しても電解液に戻らなくなってしまい、鉛蓄電池１０の内部抵抗の増大や、充電効率の低下、蓄電能力の低下及び放電パワーの低下を誘発し、バッテリ性能を著しく低下させる。

本実施形態では、鉛蓄電池再生装置１００は、電極１２に付着したサルフェーションを除去するために、電極１２に所定の大きさ以上の大電流となるような放電パルス電流Ｉｐを鉛蓄電池１０の充電時にのみ印加することを特徴とする。本発明者は、前述した本発明の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、鉛蓄電池１０の充電時に鉛蓄電池１０の電池容量に対応する所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させる放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加することによって、電流印加に伴う電極１２の発熱による悪影響を軽減しながら、サルフェーションを確実に除去して、鉛蓄電池１０の長寿命化を図れることを見出した。

また、本発明者は、特に、電解液１３から負極１２ｂに電流が向かう充電時にのみ強大な放電パルス電流Ｉｐを流すことによって、電池充電電流に対して逆向きの電流を発生させられ、負極１２ｂの内部からのイオンによる表面サルフェーションの破壊が一層効果的に行えることを見出した。このため、本実施形態では、図３に示すように、充電期間のみに放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加することによって、負極内部からのイオンによる電極１２の表面に付着したサルフェーションの破壊を効率的に行っている。

本実施形態では、制御部１０４は、鉛蓄電池１０への充電状況の検知結果に基づいて、充電時のみに鉛蓄電池１０に放電パルス電流Ｉｐを印加することによって、鉛蓄電池１０への過放電を防止しながら、効率的なサルフェーション付着を防止できるようにしている。本実施形態の鉛蓄電池再生装置１００は、図４に示すように、電源１６に接続された充電器１８の鉛蓄電池１０への充電状態のオン・オフを検出して、充電器１８の鉛蓄電池１０への充電状態がオンであることを検知すると、制御部１０４は、鉛蓄電池１０の電極１２（図１参照）に放電パルス電流Ｉｐの印加を開始するように、放電パルス電流供給部１０２を制御する。

例えば、本実施形態の鉛蓄電池再生装置１００を自動車搭載スターター用鉛蓄電池に適用した場合では、負荷２０となる自動車のエンジンがかかって、充電が行われている場合にのみ放電パルス電流Ｉｐを印加する。これによって、自動車のエンジンが停止した駐車中は、鉛蓄電池１０に放電による負担がかからないようにできる。その他の用途でも、充電が行われた場合のみに、放電パルス電流Ｉｐを印加することによって、過放電を防止しながら、サルフェーションを確実に除去できる実用的な装置とすることができる。

さらに、本発明者は、電極１２に付着したサルフェーションを除去するために印加する適切な放電パルス電流Ｉｐの値は、著しく鉛蓄電池１０の容量に依存する旨を見出した。すなわち、本発明者は、電極１２に付着したサルフェーション除去の効果を奏するパルスパワーの好適値が鉛蓄電池１０の容量に依存する旨を見出した。本実施形態では、当該パルスパワーの好適値として、鉛蓄電池１０の電池容量の大きさに対応したパルスパワーを発生させる放電パルス電流Ｉｐを鉛蓄電池１０に印加することによって、過剰な電流印加に伴う電極１２の発熱による悪影響を軽減しながら、電極１２の表面に形成されたサルフェーションを電極１２の内側からより確実に破壊するようにしている。

また、本実施形態では、鉛蓄電池１０に放電パルス電流Ｉｐを印加する際に、制御部１０４が放電パルス電流Ｉｐ、パルス幅Ｔ１、及びパルス周期Ｔを調整して、鉛蓄電池１０の充電時に当該鉛蓄電池１０の電池容量に対応する所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させるように、放電パルス電流供給部１０２を制御することを特徴とする。具体的には、鉛蓄電池再生装置１００は、制御部１０４が電極１２に供給するパルスパワーとして、鉛蓄電池１０の電池容量に対する１Ｃ放電電流と鉛蓄電池１２の定格電圧を掛けて算出される電力値以上の大きさのパルスパワーを含む放電パルス電流Ｉｐを発生させるように、放電パルス電流供給部１０２を制御する。

すなわち、本実施形態では、使用する鉛蓄電池１０の電池容量（Ａｈ、アンペアアワー）に対する１Ｃ放電電流と当該鉛蓄電池１０の定格電圧を掛けた電力値をＰ０（Ｗ）と定義したとき、その電力値Ｐ０以上のパルスパワーＰが含まれる放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加する。

例えば、交渉電圧１２Ｖで電池容量２０Ａｈの鉛蓄電池１０を使用した際に、４０Ａのパルス放電をすれば、パルスパワーＰは、４８０Ｗが放電印加されたことになる。一方、１Ｃ放電での電流は、２０Ａであることから、当該電力値Ｐ０は、２４０Ｗとなる。この場合では、鉛蓄電池１０の電池容量（Ａｈ）に対する１Ｃ放電電流と当該鉛蓄電池１０の定格電圧を掛けた電力値Ｐ０以上の大きさとなるパルスパワーＰを発生させる放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加したことになる。なお、放電パルス電流Ｉｐは、図２においては、簡単にピーク値として決められるが、前述したように、より複雑な波形の場合には、その平均値あるいは実効値をもって、ほぼＩｐと置き換えてみなし、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置１００に含まれるものとする。

このように、鉛蓄電池１０の電池容量の大きさに対応したパルスパワーＰを発生させる放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加することによって、過剰な電流印加に伴う電極１２の発熱による悪影響を軽減しながら、電極１２の表面に形成されたサルフェーションを電極１２の内側からより確実に破壊できるようになる。

前述したように、従来では、電極１２に付着したサルフェーションを除去するために印加するパルス電流は、０．０１〜０．１０Ａ程度の微弱なパルス電流のものが多かった。このため、鉛蓄電池１０の使用条件やサルフェーションの進行程度によっては、サルフェーションが十分に除去されずに、鉛蓄電池１０を再生できない場合があった。

これに対して、本実施形態では、鉛蓄電池１０に放電パルス電流として、鉛蓄電池１０の充電時に鉛蓄電池１０の電池容量の大きさに対応した所定の大きさ以上の放電パルス電流を電極１２に繰り返し印加して、電極１２、特にサルフェーションによる劣化が顕著にみられる負極１２ｂの活性化を行って、サルフェーションを除去するようにしている。

このように、本実施形態では、鉛蓄電池１０の充電時に鉛蓄電池１０の電池容量の大きさに対応した所定の大きさ以上の放電パルス電流を電極１２に印加して、サルフェーションを除去して、バッテリ性能を向上させて鉛蓄電池１０の長寿命化を図っている。すなわち、鉛蓄電池１０の充電時に電極１２に鉛蓄電池１０の電池容量の大きさに対応した所定の大きさ以上のパワーを持つ放電パルス電流Ｉｐを印加して、そのパルスパワーを発生させることによって、サルフェーションの除去に必要最小限となる衝撃を電極１２に与えられるようになる。

このため、過剰な電流印加に伴う電極１２の発熱による悪影響を軽減しながら、電極１２の表面の活性化を図って、電極１２に付着したサルフェーションをより確実に除去できるようになる。また、電極１２に付着したサルフェーションの除去に必要最小限のパルスパワーを含む放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加して、確実にサルフェーションを除去するので、過剰電流を電極１２に印加するリスクを低減して、鉛蓄電池再生装置１００によるサルフェーション除去の省電力化も図れるようになる。

次に、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置１００によるサルフェーション除去の動作について、図面を使用しながら説明する。図５（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置１００によるサルフェーション除去の動作説明図である。

図５（ａ）に示すように、鉛蓄電池１０の放電時に電極１２の表面１２ｃに非伝導性の硫酸鉛の結晶皮膜であるサルフェーションＳｕが発生する。サルフェーションＳｕは、発生時点では、極めて柔らかい物質であるため、柔軟な態様で電極１２の表面１２ｃに付着しているが、時間と共に強固な結晶に成長していく。

しかしながら、鉛蓄電池１０の放電と充電を繰り返すことによって、図５（ｂ）に示すように、電極１２の表面１２ｃに付着したサルフェーションＳｕが硬質化して、電極１２の表面１２ｃを被覆してしまう。特に、鉛蓄電池１０に析出されたサルフェーションＳｕが自己放電状態で長期間放置されると、結晶化されたサルフェーションＳｕが著しく硬質化し、再び充電しても電解液１３に戻らなくなってしまう。

このため、本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、サルフェーションＳｕが電極１２の表面１２ｃに析出された後の充電時において、定期的に所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させる放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加して、電極１２の表面１２ｃに付着したサルフェーションＳｕを当該表面１２ｃから浮遊させるようにしている。このとき、電極１２に印加する放電パルス電流Ｉｐを所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させるように、大きな放電パルス電流Ｉｐを電解液１３から負極１２ｂに電流が向かう充電時のタイミングに印加するので、逆向きの電流を発生させて、負極１２ｂの内部からのイオンによるサルフェーションＳｕの破壊が効率的に行えるので、電極１２の表面１２ｃから確実にサルフェーションＳｕを除去することができる。

すなわち、鉛蓄電池１０の充電時に所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させるような大きさの放電パルス電流Ｉｐを電極１２に印加することによって、硬質化したサルフェーションＳｕを容易に破壊して除去することができる。このため、硬質化したサルフェーションＳｕによる電極１２の劣化を解消して、鉛蓄電池１０がより確実にバッテリ性能を回復させることができるので、鉛蓄電池１０の長寿命化が図れるようになる。

次に、前述した本発明の一実施形態における効果を実証する実験結果について説明する。本実施例では、本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置１００で試験体となる鉛蓄電池１０の電極１２に印加する放電パルス電流Ｉｐ、パルス幅Ｔ１、パルス周期Ｔを調整して、パルスパワーを変えた場合における充放電サイクル数とサイクル毎の放電終了電圧との関係を調べた。そして、放電パルス電流Ｉｐの電流値Ｉ、パルス幅Ｔ１、パルス周期Ｔ、及びパルスパワーを変えた場合におけるサイクル数の増加に伴う放電終了電圧の経時変化を調べて、当該放電終了電圧の変動を解析して、放電パルス電流Ｉｐの印加による鉛蓄電池１０のサルフェーションの除去による鉛蓄電池１０の寿命延伸効果を確認した。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

本実施例では、試験体となる鉛蓄電池１０として、電池容量が１２Ｖ２０Ａｈのもの５つを使用して、鉛蓄電池１つに対して日本スタビライザー工業製の充電器（ＳＢ−１５）、及びパルス発生器となる本発明の一実施形態に係る鉛蓄電池再生装置１００を取り付けて試験を行った。また、本実施例における鉛蓄電池１０の充電・放電のサイクルは、充電が１６時間、放電が８時間の計２４時間を１サイクルとして、かかるサイクルを１日あたり１回行った。

本実施例における各試験体Ｐ１乃至Ｐ５へのパルスパワー印加条件となる放電パルス電流Ｉｐの態様を下記の表１に示す。

表１に示すように、試験体Ｐ１は、放電パルス電流Ｉｐを２０Ａ、パルス幅Ｔ１を０．０１秒、パルス周期Ｔを９００秒としたので、発生するパルスパワーが２４０Ｗ、パルス毎のエネルギーが２．４Ｊ、平均パルスパワーが０．００２７Ｗとなった。一方、試験体Ｐ２は、放電パルス電流Ｉｐを２０Ａ、パルス幅Ｔ１を０．２秒、パルス周期Ｔを３００秒としたので、発生するパルスパワーが２４０Ｗ、パルス毎のエネルギーが４８Ｊ、平均パルスパワーが０．１６０Ｗとなった。また、試験体Ｐ３は、放電パルス電流Ｉｐを２０Ａ、パルス幅Ｔ１を０．２秒、パルス周期Ｔを３６００秒としたので、発生するパルスパワーが２４０Ｗ、パルス毎のエネルギーが４８Ｊ、平均パルスパワーが０．０１３Ｗとなった。また、試験体Ｐ４は、放電パルス電流Ｉｐを６０Ａ、パルス幅Ｔ１を０．０１秒、パルス周期Ｔを３００秒としたので、発生するパルスパワーが７２０Ｗ、パルス毎のエネルギーが７．２Ｊ、平均パルスパワーが０．０２４Ｗとなった。さらに、試験体Ｐ５は、放電パルス電流Ｉｐの印加を行わなかったので、放電パルス電流Ｉｐが０Ａ、パルス幅Ｔ１が０秒、パルス周期Ｔが０秒であり、発生するパルスパワーが０Ｗ、パルス毎のエネルギーが０Ｊ、平均パルスパワーが０Ｗであった。

また、各試験体Ｐ１乃至Ｐ５への充放電サイクル数とサイクル毎の放電終了電圧との関係のグラフを図６に示す。図６に示すように、パルスパワーを電極に印加しない試験体Ｐ５では、サイクル数の増加に伴い放電終了電圧の着実な低下が見られるのに対して、パルスパワーを電極に印加した試験体Ｐ１乃至Ｐ４は、何れもサイクル数が増加しても、放電終了電圧の低下が見られずに、所定の数値範囲内に収まった状態となっていた。

このことから、電極に供給するパルスパワーの基準として、電池容量に対する１C放電電流と鉛蓄電池の定格電圧Ｖを掛けて算出される電力値以上の大きさのパルスパワーを印加することによって、電極に生成されたサルフェーションを破壊するので、放電終了電圧の降下を抑制していることが分かった。すなわち、使用する鉛蓄電池の電池容量に対する１Ｃ放電電流と当該鉛蓄電池の定格電圧Ｖを掛けた電力値Ｐ０以上のパルスパワーＰが含まれる放電パルス電流Ｉｐを電極に印加することによって、鉛蓄電池の放電終了電圧の降下を抑制できるので、鉛蓄電池の延命化が図れることが分かった。

なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、鉛蓄電池再生装置の構成、動作も本発明の各実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１０ 鉛蓄電池、１１ ケーシング、１２ 電極、１２ａ 正極、１２ｂ 負極、１２ｃ 表面、１３ 電解液、１４ セパレータ、１５ 端子、１６ 電源、１８ 充電器、２０ 負荷、１００ 鉛蓄電池再生装置、１０２ 放電パルス電流供給部、１０４ 制御部、Ｓｕ サルフェーション、Ｉｐ 放電パルス電流、Ｉ 電流値、Ｔ１ パルス幅、Ｔ２ パルス間隔、Ｔ パルス周期

Claims (1)

1. 鉛蓄電池の電極に付着したサルフェーションを除去する鉛蓄電池再生装置であって、
   前記電極に放電パルス電流を供給する放電パルス電流供給部と、
   前記鉛蓄電池の充電時を検知して、前記充電時のみに該鉛蓄電池の電池容量に対応する所定の大きさ以上のパルスパワーを発生させて、該パルスパワーを前記電極に供給するように前記放電パルス電流供給部を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記電極に供給する前記パルスパワーの基準として、前記電池容量に対する１Ｃ放電電流と前記鉛蓄電池の定格電圧を掛けて算出される電力値以上の大きさのパルスパワーを発生させるように、前記放電パルス電流供給部を制御することを特徴とする鉛蓄電池再生装置。