JPH11307115A - 鉛蓄電池用強化剤 - Google Patents

鉛蓄電池用強化剤

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JPH11307115A
JPH11307115A JP10116725A JP11672598A JPH11307115A JP H11307115 A JPH11307115 A JP H11307115A JP 10116725 A JP10116725 A JP 10116725A JP 11672598 A JP11672598 A JP 11672598A JP H11307115 A JPH11307115 A JP H11307115A
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JP
Japan
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lead
tourmaline
battery
reinforcing agent
acid battery
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Pending
Application number
JP10116725A
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English (en)
Inventor
Keiichi Yagishita
啓一 八木下
Shigeru Yagishita
茂 八木下
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BIO TECHNO KK
Original Assignee
BIO TECHNO KK
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛蓄電池の電解液の比重を上げ、サイクル寿
命特性、充電受入性を向上させ、充電時間の短縮化を図
る。 【解決手段】 鉛蓄電池の電解液にトルマリンを有効成
分とする強化剤を添加するか、またはトルマリン微粉末
を塗料に混ぜて鉛蓄電池の電漕2、隔離板9などに塗布
したり、あるいは極板6、8の活物質ペーストに含有さ
せて通常の方法により極板を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用、ポータブ
ル機器用、防災用などに用いられる鉛蓄電池の強化剤、
この強化剤を使用した鉛蓄電池、および鉛蓄電池の強化
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉛蓄電池は、電漕、ふた、陽極板、陰極
板、隔離板、電解液などで構成されているが、電解液は
精製希硫酸又はこれと同等以上の品質でその比重は、鉛
蓄電池が完全充電状態にあるとき、20℃において1.
280±0.010が標準とされている(JIS規
格)。しかし、実際に店頭で新品として売られているも
のは、1.23程度の比重である。これは、鉛蓄電池放
置中の自己放電によるものであるが、電解液の比重が下
がると鉛蓄電池のサイクル寿命が短くなるという問題が
ある。
【0003】また鉛蓄電池は、放電により水を生じ充電
により硫酸を生ずるので、電解液の比重は放電で小さく
なり充電で元に戻る。しかし放電しすぎたり、あまり長
く充電せずに放置しておくと両極活物質がほとんど硫酸
鉛となり、この硫酸鉛はそれ自体に導電性がないため充
電が困難となる。さらに、この硫酸鉛が活物質中に蓄積
していくと極板中に未充電部分が残存しているにもかか
わらず、すでに充電された部分において副反応である水
の電気分解に電気量が使われ、充電効率の低下を引き起
こす。これによりさらに硫酸鉛の蓄積速度が増大し、加
速的に劣化が進行する。
【0004】一方鉛蓄電池は、自動車用をはじめ小容量
の一般消費者(ユーザ)用から大容量の据置用まで、多
くの用途で使用されているが、従来これらの用途におい
ては、電池は常時過充電状態に保たれ電源として必要な
時に備えられている。この過充電により極板劣化現象が
生じるという問題がある。この劣化現象は、活物質の保
持を兼ねる集電体の酸化腐食に関係するものであり、集
電体の合金の種類で多少は改善されるものの基本的には
避けられない状況にある。この結果、鉛蓄電池のサイク
ル寿命が短くなるという問題があった。
【0005】また鉛蓄電池は使用後、放電状態で長期間
放置されたり、過放電の状態で放置されたりすると、内
部インピーダンスが高くなるため、このような電池を改
めて充電しようとすると電圧制御の充電方式において
は、制御電圧に達しやすく充電受入性が悪いという問題
を有していた。
【0006】さらにまた、鉛蓄電池は0℃以下の低温時
における放電容量が常温の場合と比べて小さいため、冬
季あるいは寒冷地でのエンジン始動用、防災用などのた
めに低温下における鉛蓄電池の性能の向上が望まれてい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の鉛蓄電
池に添加するなどの簡単な方法をとるだけで電解液の比
重を上げることができ、さらに過充電時の極板劣化を抑
制し、鉛畜電池のサイクル寿命特性の向上を図ることが
できる鉛蓄電池用強化剤の提供を目的とするものであ
る。
【0008】また、本発明は充電器の改善によらず、電
池自身の過放電放置後の充電受入性の向上をはかり、短
時間で充電完了を実現でき、さらに低温時の放電時間の
増加を図ることのできる鉛蓄電池用強化剤の提供を目的
とするものである。
【0009】さらにまた、本発明は上記の鉛蓄電池用強
化剤を用いた鉛蓄電池の強化法、および鉛蓄電池用強化
剤を用いた鉛蓄電池の提供を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の鉛蓄電池強化剤
は、トルマリンを有効成分とすることを特徴とするもの
である。「トルマリン」(Tourmaline)とは一般には淡
緑色の宝石として知られているが、「電気石」といわれ
る鉱物と同一のものである。本願発明でいう「トルマリ
ン」は、ショールトルマリン(Schorltourmaline 化学
組成NaFe3Al6(BO33Si618(OH)4)と
呼ばれる黒、ドラバイト(Dravitetourmaline 化学組成
NaMg3Al6(BO33Si618(OH)4)と呼
ばれる褐色、不透明石のエルバアイト(Elbaitetourmal
ine 化学組成 Na(Li,Al)3Al6(BO33
618(OH)4リチアトルマリンともいう)と呼ばれ
る白、ピンク、赤といった宝石としての価値がないトル
マリン、一般的にはトルマリン鉱石と呼ばれているもの
であり、宝石用として用いられるトルマリンである必要
はない。「強化剤」とは鉛蓄電池の低下した電解液の比
重を上げて、鉛蓄電池のサイクル寿命特性の改善を図
り、さらに充電時間の短縮と低温時の放電時間の増加を
図ることができる添加剤を意味する。
【0011】また本発明による鉛蓄電池用強化法は、こ
の「トルマリン」を鉛蓄電池の電解液に接触させること
を特徴とするものである。ここで「接触」とは電解液と
トルマリンが何らかの形で接触すればよく、たとえばト
ルマリンを粉末状として、電解液に添加してもよいし、
鉛蓄電池の電漕、極板、隔離板の少なくとも1つの電解
液に接触する表面に担持させてもよい。「担持」とは、
たとえば鉛蓄電池の電漕、隔離板などの電解液と接触す
る表面に塗料に混ぜて塗布してもよいし、あるいは極板
の活物質ペーストに含有させて通常の方法により極板を
作製してもよい。
【0012】本発明の鉛蓄電池用強化剤の有効成分トル
マリン鉱石は、硬度7〜7.5(モース硬度)、比重
3.0〜3.3程度の珪酸塩鉱物であり極性結晶体であ
る。トルマリン鉱石の結晶は原石であっても粉末であっ
ても、その1つずつにプラス電極とマイナス電極を自然
に永久的に発生させる特性をもっている。このトルマリ
ン鉱石のプラス電極とマイナス電極は必ずしもバランス
がとれていないため電位があり、このために電子の流れ
(静電気)が生じる。その電流は0.06ミリアンペア
の微弱電流である。トルマリン鉱石の結晶体の粉末は小
さければ小さいほど静電圧は高まる。従ってトルマリン
鉱石は粉末状として用いた方がよい。
【0013】
【発明の作用および効果】トルマリン鉱石やその粉末は
水分に触れると水分に放電される。これによって周囲の
水分は軽い電気分解を起こし、水分子(H2O)は水素
イオン(H+)と水酸イオン(OH-)に分離する。水酸
イオン(OH-)は、周囲の水分子と結合してヒドロキ
シルイオン(H32 -)という界面活性物質であるマイ
ナスイオンになる。このヒドロキシルイオンが単分子膜
を作り、これによって界面活性効果が発生する。この界
面活性効果により、電解液と硫酸鉛の界面張力を下げる
ことができるため、そのままでは濡れ性の悪い硫酸鉛の
結晶間に電解液が入り込んで、充電時の電流密度を小さ
くし、鉛蓄電池のサイクル寿命の向上を図ることが可能
となり、過放電放置後の充電受入性の向上を図ることが
でき、充電時間を短縮することができると考えられる。
【0014】本発明の鉛蓄電池用強化剤はトルマリンの
上記作用により、電解液の比重を上げることができ、さ
らに過充電時の極板劣化を抑制し、鉛畜電池のサイクル
寿命特性の向上を図ることができる。さらに充電器の改
善によらず、電池自体の過放電放置後の充電受入性の向
上をはかり、短時間で充電完了を実現でき、さらに低温
時の放電時間の増加を図ることができる。
【0015】特に、本発明の鉛蓄電池用強化剤を電解液
に添加するようにした場合には、従来の鉛蓄電池構造に
変更を加えることなく上記の効果が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】鉛蓄電池の構造を図1に示す。鉛
蓄電池はふた1、電漕2、陽極板ストラップ5、陽極板
6、陰極板ストラップ7、陰極板8、隔離板9、電解液
などから構成され、ふた1と電漕2を溶着または封口用
材料によって接着密封し、単電池間を接続したもので、
陽極端子3と陰極端子4を各1個備えたものである。
【0017】本発明の最も基本となる実施の形態は、ト
ルマリンとして、トルマリン鉱石の粉末を電解液に添加
することである。添加の方法は電解液に通常添加される
ような界面活性剤と同様の方法で添加することができ
る。トルマリン粉末は電解液には溶けないので、電解液
である希硫酸に溶かすためにあらかじめ熱水に溶解させ
るといった手順をとる必要はない。トルマリン粉末は最
終的には電解液に沈殿するが、このような形態において
も本発明の効果はなんら損なわれることはない。
【0018】一方、トルマリン粉末を電解液に添加する
かわりに、電漕2の内面、隔離板9といった電解液と接
触する部分に上記トルマリン粉末を塗料に混ぜて塗布し
てもよい。塗料は特別のものである必要はなく、鉛蓄電
池内に通常用いられるものでよい。この場合には、トル
マリン粉末が電池内上部の電解液とも接触するため、電
池内上部の電解液比重が下部の電解液比重よりも低くな
る、いわゆる電解液の成層化という問題の起こりやすい
低アンチモン化あるいはアンチモンフリー化した鉛蓄電
池においても本発明の効果が確認できる。
【0019】さらに本発明は、鉛蓄電池の陽極板6又は
/及び陰極板8の活物質ペーストに用いられる鉛粉原料
の中に、トルマリン粉末を添加して、通常の方法によっ
て陽極板6、陰極板8を作製してもよい。
【0020】(実施例)以下の実施例においてはトルマ
リンとして、トルマリン鉱石中の、NaFe3Al6(B
33Si618(OH)4で示される化学組成からなる
ショールトルマリン、径20μの粉末を使用した。
【0021】普通乗用車の、電解液の比重が1.0まで
下がった中古品の鉛蓄電池をトルマリン鉱石を添加しな
いで4時間充電したところ、比重は1.12までしか回
復しなかった。一方、電圧12V、5時間率容量40A
hの鉛蓄電池の電解液に対し、トルマリン粉末を5g添
加して同様に4時間充電したところ1.27にまで回復
させることができた。これは、鉛蓄電池の新品の電解液
とほぼ同様の比重である。
【0022】また電解液の比重が1.14まで下がった
普通自動車の中古品の鉛蓄電池を、上記と同様のトルマ
リン粉末を同量添加して約6時間充電をおこなったとこ
ろ、比重は1.27まで回復し、その後何ら異常なく6
ヶ月間使用することができた。なお、その間に−18℃
で一晩放置するなどしたが、エンジンのかかりが悪くな
ることはなく、快適に使用することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】鉛蓄電池の構造図
【符号の説明】
1 ふた 2 電漕 3 陽極端子 4 陰極端子 5 陽極板ストラップ 6 陽極板 7 陰極板ストラップ 8 陰極板 9 隔離板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トルマリンを有効成分とする鉛蓄電池用
    強化剤。
  2. 【請求項2】 前記トルマリンがNaFe3Al6(BO
    33Si618(OH)4で示される化学組成からなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の鉛蓄電池用強化剤。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の鉛蓄電池用強化
    剤を電解液に接触させることからなる鉛蓄電池強化法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の鉛蓄電池用強化
    剤を電漕、極板、隔離板の少なくとも1つの電解液に接
    触する表面に担持させてなる鉛蓄電池。
JP10116725A 1998-04-27 1998-04-27 鉛蓄電池用強化剤 Pending JPH11307115A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261008A (ja) * 1985-09-11 1987-03-17 Hitachi Chem Co Ltd プラスチツク光フアイバ−の製造法
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JP2015050101A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 株式会社マステック 鉛バッテリー及び鉛バッテリーの処理方法

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Effective date: 20021001