WO2006057083A1

WO2006057083A1 - 中古鉛蓄電池再生／新品鉛蓄電池容量増大方法

Info

Publication number: WO2006057083A1
Application number: PCT/JP2005/008220
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Katayama
Original assignee: Pulsetech Japan Corporation
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-06-01
Also published as: JP2008071491A

Abstract

【課題】従来再生不可能であった中古鉛蓄電池を再生させ又は新品鉛蓄電池の容量を増大させる。【解決手段】希硫酸電解液が抜き取られた鉛蓄電池に、純粋３９～６０％と硫酸化合物５～１５％とコロイド状の珪石２０～３０％とを含む電解液を注入し、この電解液が注入された鉛蓄電池の陽極と陰極の間に１２０００～３５０００Ｈｚの直流パルスを印加することにより、陽極と陰極とからサルフェーションをイオン化して解離させ、この直流パルスの印加と同時に又は印加終了後に、陽極－陰極間に直流電圧を印加して充電することにより、中古鉛蓄電池を再生させ又は新品鉛蓄電池の容量を増大させる。

Description

明細書

中古鉛蓄電池再生 Z新品鉛蓄電池容量増大方法

技術分野

[0001] 本発明は、中古鉛蓄電池を再生し又は新品鉛蓄電池の容量を増大させる方法に関する。

背景技術

[0002] 鉛蓄電池は、充電および放電を繰り返し行うことが可能な二次電池として、車両、船舶

、航空機などの移動体に多用されている。

[0003] 例えば、フォークリフトの寿命が鉛蓄電池 10年程度であるのに対し、フォークリフトで使用される鉛蓄電池の寿命が 3〜5年程度であるので、鉛蓄電池を 2〜3回取り換える

必要があり、 1回の取り換えに 500万円程度の費用を要する。家庭用蓄電式太陽発電装

置の鉛蓄電池についても同様である。

[0004] 鉛蓄電池は通常、充電容量が当初の 50%程度になると、新品と交換される。鉛蓄電池

が再生不能となる原因の約 80%は、硫酸鉛の結晶（サルフエーシヨン）が電極板表面に

形成され成長して絶縁バリアとなる現象である。このサルフエーシヨンにより、充電およ

び放電に寄与できる電極板表面積が狭くなつて容量が低下するとともに内部抵抗が上昇す

る。

[0005] 中古鉛蓄電池は、鉛を多量に含むので、野積み放置されると環境上問題が生ずる。中古

鉛蓄電池から鉛を回収処理するには、破砕選別、鉛の還元溶融、電気分解による精製など

のため比較的大きな鉛精鍊用の工場設備を必要とし、コスト高となる。

[0006] そこで、下記特許文献 1では、電解液として希硫酸を用いた中古鉛蓄電池に対し直流パ

ルス電流を流し、次いでインターバルをおくという充放電処理を行うことにより、サルフエーシヨンを減少させて鉛蓄電池を再生する方法が開示されている。

[0007] 一方、下記特許文献 2には、電解液としてコロイド状の珪石鉛蓄電池 20〜30%とを

含むものが開示されており、これによれば、ガス発生を効果的に抑制し、水素放出を低減

することで環境汚染を防止でき、不燃性で爆発性がなぐさらに容量が大きいという利点

を有する。

特許文献 1：特開 2001— 118611号公報

特許文献 2：特開 2001— 118611号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] しかし、電解液として希硫酸を用いた中古鉛蓄電池に対し直流パルス電流を流しても、

再生までに 2週間〜 6ヶ月と長期間を要し、また、サルフエーシヨンの程度によっては再

生できない場合があった。

[0009] 上記問題点に鑑み、本発明の第 1の目的は、従来では再生不可能であった中古鉛蓄電池

を再生させることである。

[0010] 本発明の第 2の目的は、新品鉛蓄電池の容量を増大させることである。

課題を解決するための手段

[ooii] 本発明による中古鉛蓄電池再生 Z新品鉛蓄電池容量増大方法の一態様では、該第 1の電解液が抜き取られた鉛蓄電池に、純粋 39〜60%と硫酸化合物 5〜15 %

とコロイド状の珪石 20〜30%とを含む第 2の電解液を注入し、

該第 2の電解液が注入された鉛蓄電池の陽極と陰極の間に 12000〜35000Hz の直流パルスを印加することにより、該陽極と該陰極とからサルフエーシヨンをイオン化

して解離させ、該直流パルスの印加と同時に又は該直流パルスの印加終了後に、該陽極と

該陰極との間に直流電圧を印加して充電することにより、

中古鉛蓄電池を再生させ又は新品鉛蓄電池の容量を増大させる。

発明の効果

[0012] 上記態様の構成によれば、従来法では再生できな力つた鉛蓄電池を再生させることが可

能となり、コスト低減と環境保全とに寄与するところが大きい。また、新品鉛蓄電池の容

量を増大させることができる。

[0013] 本発明の他の目的、構成及び効果は以下の説明から明らかになる。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明の他の構成、作用及び効果は、以下の説明から明らかになる。

[0015] 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図面において、同一又は類似の要素

には、同一又は類似の符号を付している。

実施例 1

[0016] 図 1は、本発明の実施例 1の中古鉛蓄電池再生方法を示す作業工程図 (但し (E) を除

く）である。

[0017] 図 1 (A)は鉛蓄電池 10の概略構成を示しており、鉛蓄電池 10では、容器 11内に陽極 12と陰極 13とが離間して配置され、容器 11内に希硫酸の電解液 14が注入され

ている。陽極 12及び陰極 13はそれぞれ PbO及び Pbである。

2

[0018] 再生不可能な中古鉛蓄電池 10のうち、サルフエーシヨンが原因のものは約 80%であ

る。電極自体の劣化が原因であるものは、再生処置対象外とする。

[0019] 鉛蓄電池 10は陽極 12及び陰極 13に付着したサルフエーシヨンが原因で、従来のよ

うにパルスを印加したとしても再生不可能と判定されたものである。この判定は、 CC A

テスタで CCA値を測定し、実験例に基づき、その値が新品のそれの例えば半分以下であ

れば従来法で再生不可能と判定することができる。

[0020] 図 1 (B)に示すように、この鉛蓄電池 10から電解液 14を抜き取る。

[0021] 次いで図 1 (C)に示すように、容器 11内に新しい電解液 24を注入して鉛蓄電池 2 0とする。電解液 24は、純粋 39〜60%と硫酸ィ匕合物 5〜15%とコロイド状の珪石鉛蓄電池 20〜30% (好ましくは 17.6〜24. 1%)とを含む。ここに硫酸ィ匕合物は、硫酸ニッケル 0.005〜0.04%、硫酸コノル卜 0.003〜0.025%、硫酸ァルミ-ゥム 2. 0〜4.8%、硫酸ナトリウム 1.3〜3.7%、及び、硫酸マグネシウム 1.2〜5.9%である。電解液 24はさらに、 ET— 90安定剤 1.5〜9.6%、リン酸 rノレミニクム 2〜6.3%、ョクイ匕リチウム 0.09〜0.3%、塩ィ匕リチウム 0.09〜

0.31%、炭酸リチウム 1.3〜5%、及び、硫酸 7〜： L 1.6%を含んでいる。

[0022] 次いで図 1 (D)に示すように、陽極 12と陰極 13との間に充電器 30とパルス発生器 31とを並列接続する。充電器 30とパルス発生器 31とは別個の装置でも、一体となつた装置であってもよい。充電器 30及びパルス発生器 31には、これらを駆動するため

の AC100Vの商用電源が供給される。ノルス発生器 31は、周波数 12, 000-3 5, 000Hzの、充電方向の直流パルス（脈流）を発生して、陽極 12及び陰極 13に付着したサルフエーシヨンを鉛イオンと硫酸イオンとに分解させるためのものである。 [0023] 鉛蓄電池 20の電圧が落ち着いた力どうかにより、再生処理が完了した力どうかを判定

する。この判定は、 CCA値、電解液比重又は陽極—陰極間の内部抵抗値を測定し、その

値に基づ、て行うこともできる。

[0024] 再生した鉛蓄電池 20を使用する際には、図 1 (E)に示すように、鉛蓄電池 20を負荷 32に接続するとともに、鉛蓄電池 20を電源として動作するパルス発生器 41を接続することにより、サルフエーシヨンの発生を阻止し、又は生じたサルフエーシヨンをィォンに分解する。自動車の場合には、この負荷 32にさらに、ダイナモが並列接続されるパルス発生器 41は鉛蓄電池 20の電圧が所定値以上、例えば鉛蓄電池 20の定格出力が

12Vの場合には 8V以上のとき、動作する。

[0025] 次に、実験例を説明する。

[0026] 実験に用いたものは、次の通りである。

[0027] 鉛蓄電池 10 :定格 DC12V、測定電圧 7. 98V、パルスを印加し充電しても再生不可

電解液 24 :シンガポールの BONWE TECHNOLOGY (S) Pte Ltd社販売の商品名「Eiectro

Gel 2000」（PCT/CN96/00044)、比重値 1. 310

パルス発生器 31 :米国の Pulse Tech Products Corporation社販売の商品名「パルス

チャージャ」

図 1 (D)の状態で時間の経過とともに測定した鉛蓄電池 20の電圧は次の通りであつ

た。

[0028] 24時間後： 10. 95V

48時間後： 13. 41V 72時間後： 13. 45V、電解液比重値 1. 340

240時間後：冷却した状態で 13. 36V (24時間前と同一値）、電解液比重値 1 . 340

従来法では再生できな力つた鉛蓄電池を本方法により再生させることができ、本発明は

コスト低減と環境保全とに寄与するところが大きい。

[0029] なお、パルス発生器 41としては、米国の Pulse Tech Products Corporation社販売の商品名「パワーノ《ルス」又は「ソーラージャィザ一」を用いることができる。

[0030] 次に、本発明の効果を得るためのノルス発生器 31、電解液 24の他の具体例を以下に

挙げる。

[0031] 充電器 30及びパルス発生器 31として、これらが一体となった、米国の Pulse Tech P roducts Corporation社販売の商品名「パルス'リカバリーシステム」を用いることができる。

[0032] パルス発生器 31として、次のいずれかの米国特許に基づいて製造されたものを用いる

ことができる。

[0033] 米国特許第 4,871,959号、米国特許第 5,063,341号、米国特許第 5,084,664号

米国特許第 5,272,393号、米国特許第 5,491, 399号

また、電解液 24として、シンガポールの BONWE TECHNOLOGY (S) Pte Ltd社販 ioiの商

品名「Electro Gel 3000」を用いることができる。

実施例 2

[0034] 図 2は、本発明の実施例 2の新品鉛蓄電池容量増大方法を示す作業工程図である

[0035] 図 2 (A)〜（C)は、鉛蓄電池 10が新品である他は図 1の (A)〜（C)と同一で

ある。

[0036] 図 2 (D)では、パルス発生器 31のみを陽極 12と陰極 13との間に接続して、図 2 (A)の状態で自然放電により陽極 12と陰極 13とに付着したサルフエーシヨンをィォン化させる。

[0037] 次いで図 2 (E)に示すように、陽極 12と陰極 13との間に充電器 30を接続して充電する。

[0038] 鉛蓄電池 20の実際の使用状態は図 1 (E)と同じである。

[0039] 次に、実験例を説明する。

[0040] 電解液として希硫酸を用いた新品の鉛蓄電池 10に対し、図 2 (D)及び (E)の処理を行うとともに、これと比較するため、他の新品の鉛蓄電池 10に対し、同一条件の下に

図 2 (B)〜（E)の処理を行った。

[0041] 実験に用いたものは、次の通りである。

[0042] 鉛蓄電池 10 :定格 DC12V、測定電圧 12. 70V、 CCA値 260

電解液 14 :比重値 1. 280

Gel 2000」（PCT/CN96/00044)、比重値 1. 310

鉛蓄電池 20 : 12. 79V

'リカバリーシステム」

図 2 (D)のパルス印加を 18時間 45分行った後の測定電圧、電解液比重値は次の通

りであった。

[0043] 鉛蓄電池 10 :測定電圧 12. 94V、比重値 1. 280

鉛蓄電池 20 :測定電圧 13. 06V、比重値 1. 310

次、で図 2 (E)の充電を 10時間行った後の測定電圧、電解液比重値及び CCA値は

次の通りであった。 [0044] 鉛蓄電池 10 :測定電圧 12. 89V、比重値 1. 300、 CCA値 282

鉛蓄電池 20 :測定電圧 13. 09V、比重値 1. 340、 CCA値 301

従来法より CCA値を 19だけ増加させることができた。

[0045] 電解液 24としては、シンガポールの BONWE TECHNOLOGY (S) Pte Ltd社販売の商品名

「Electro Gel 3000」を用いることができる。

[0046] なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。

[0047] 例えば、図 1の方法を新品の鉛蓄電池 10に適用してもよぐまた、図 2に示す方法を

中古の鉛蓄電池 10に適用することもできる。

図面の簡単な説明

[0048] [図 1]本発明の実施例 1の中古鉛蓄電池再生方法を示す作業工程図 (但し (E)を除く）である。

[図 2]本発明の実施例 2の新品鉛蓄電池容量増大方法を示す作業工程図である。符号の説明

[0049] 10、 20 鉛蓄電池

11 容器

12 陽極

13 陰極

14、 24 電解液

30 充電器

31、 41 ノレス発生器

32 負荷

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の電解液として希硫酸を用いた鉛蓄電池から該電解液を抜き取り、

該第 1の電解液が抜き取られた鉛蓄電池に、純粋 39〜60%と硫酸化合物 5〜15 %

該陰極との間に直流電圧を印加して充電することにより、

中古鉛蓄電池を再生させ又は新品鉛蓄電池の容量を増大させることを特徴とする中古鉛

蓄電池再生 Z新品鉛蓄電池容量増大方法。

[2] 該第 2の電解液は、硫酸ィ匕合物として、硫酸ニッケル 0.005〜0.04%、硫酸コバル卜 0.003〜0.025%、硫酸アルミニウム 2. 0〜4.8%、硫酸ナトリウム 1.3 〜3.7%、及び、硫酸マグネシウム 1.2〜5.9%を含み、該コロイド状の珪石を 17. 6〜24. 1%含むことを特徴とする請求項 1に記載の中古鉛蓄電池再生 Z新品鉛蓄電池

容量増大方法。

[3] 該第 2の電解液はさらに、 ET— 90安定剤 1.5〜9.6%、リン酸アルミニウム 2〜 6.3%、ョクイ匕リチウム 0.09〜0.3%、塩ィ匕リチウム 0.09〜0.31%、炭酸リチウム 1.3〜5%、及び、硫酸 7〜： L 1.6%を含むことを特徴とする請求項 2記載の中古鉛蓄電池再生 Z新品鉛蓄電池容量増大方法。