(57)【要約】【課題】電極表面に生成した硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）結晶固体の影響により、性能が劣化した鉛バッテリーを解体することなく電気的処理により性能を回復し長期の耐用年数を確保するための方法を提供することにある。【解決手段】パルス電流と充電電流は、同時に流す構成であり、長時間流し続けても電極板の活物質である陽極（ＰｂＯ２）と陰極（Ｐｂ）を損傷しないパルス電流値０．１〜２Ａ、充電電流値２〜１０Ａとすることによって期待される耐用年数を実行する事ができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極板表面に硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）の結晶が生成して、性能が劣化した鉛バッテリーの性能を回復する方法において、電流２〜１０Ａを充電電流値として、硫酸鉛結晶皮膜を分解除去するためのパルス電流値０．１〜２Ａを同時に使用する事を特徴とする鉛バッテリーの電気的処理による蘇生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、性能が劣化した鉛バッテリーを電気的処理により性能を回復させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車やフォークリフトなどに積載された鉛バッテリーは放電する事によりライトの作動、フォークリフトの爪の移動及び走行などを行う。使用後は自動車などに備わっている発電機によって充電される。しかし、これらの放電と充電を繰り返すうちにバッテリーの陽極（ＰｂＯ２）と陰極（Ｐｂ）表面に硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）結晶被膜が生成される。これは、不導体の性質を有し、充電しても十分な電圧まで達することなく性能を劣化させる。このような状態になったバッテリーを蘇生させる方法として、パルス電流を流しながら充電のための充電電流を流す方法が多く採用されている（例えば、特許文献１参照）。パルス電流は、上記硫酸鉛結晶皮膜を分解除去するためのものであり、電極表面を覆う硫酸鉛結晶皮膜はパルス電流の衝撃力によって破壊除去される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３４１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上特許文献では充電電流値１０〜５０Ａ、パルス電流値９〜４０Ａなどの実施例が述べられており、これらの値に関しても別の多くの提案がなされている。また充電電流値、パルス電流値以外のパルス電流の波形、更にはインターバルを有する充放電処理など各種条件の提案がなされている。しかしこれらの条件で蘇生されたバッテリーは再使用時の耐用年数は新品の場合の電動フォークリフト用で約５年に比べ、かなり短いのが現状である。（また自動車などで使用後の充電で完全なレベルまでの充電が出来ない状況も発生することがある。）また上記条件で蘇生された場合、電極表面を覆う硫酸鉛結晶皮膜は完全に除去されず一部は残ったままになり易く、さらに電極表面の凹凸が激しくなり、一部は穴が開き破損することも起こっている。このような状況において、バッテリーの耐用年数の延長、電極表面の硫酸鉛結晶皮膜の完全除去及び電極表面の破損低減が極めて大きな技術目標となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
電極板表面に硫酸鉛（ＰｂＳＯ４）の結晶が生成して、性能が劣化した鉛バッテリーの性能を回復する方法において、電流２〜１０Ａを充電電流値として、硫酸鉛結晶皮膜を分解除去するためのパルス電流値０．１〜２Ａを同時に使用する事を特徴とする鉛バッテリーの電気的処理による蘇生方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、従来から適用されている充電電流値、パルス電流値に比べ大きく異なる新規の値を選択することにより、蘇生後のバッテリーの耐用年数は新品の場合と遜色ないレベルに到達するとともに電極表面の硫酸鉛結晶皮膜の完全除去および電極表面の破損防止を達成する事ができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上述した技術目標を達成すべく、発明者は充電電流値とパルス電流値の両者について、これまで実施されている値も含めた極めて広い範囲で種々の組み合わせの研究を系統的に行い、以下に述べる如く両者の最適の組み合わせを決定した。
【実施例１】
【０００８】
先ず、電極表面を覆う硫酸鉛結晶皮膜の分解除去を行う役目のパルス電流値を詳細に検討した。性能が劣化した鉛バッテリー（フォークリフト用、定格容量５００Ａｈ／５ｈ）に対し、充電電流を５Ａと固定してパルス電流値を０．０５〜２０Ａまで変化させ蘇生時間を１００時間で処理を行った。その結果を図１に示す。図１はパルス電流値の変化に対する電極表面の硫酸鉛結晶皮膜の分解除去状況並びに電極破損程度を肉眼観察して評価した結果である。
【０００９】
硫酸鉛結晶皮膜の分解除去状況はパルス電流値が０．１Ａ未満では殆ど除去されないがこれ以上となると除去が急速に始まり、電流値の増加と共に除去が大きく進展することが判明した。
【００１０】
また同時に調査した電極破損程度はパルス電流値が２Ａ以下では殆ど発生しないがこれを超えると急増する結果を得た。
【００１１】
以上の結果により、パルス電流値は硫酸鉛結晶皮膜の分解除去のためには０．１Ａ以上が必要であり、一方電極破損防止のためには２Ａ以下とすることが判明し最適パルス電流値の範囲は０．１〜２Ａが決定された。尚、好ましくは０．５〜１．５Ａである。
【００１２】
上記研究は、充電電流値が５Ａの場合であるが、これ以外の別の電流値を採用してもほぼ同じ結果であった。
【００１３】
以上の知見より０．１Ａ以上のパルス電流値で発生する衝撃力は硫酸鉛結晶皮膜自身の強さあるいは皮膜と電極との密着力を上回ると解釈できる。一方、電極破損については、電極表面を覆う硫酸鉛結晶皮膜は必ずしも均一な厚さでなく、薄い部分では早く皮膜除去が進み、その部分は電極肌が露出し通電が集中し電極破損の基点となると考えられる。そして、パルス電流値が２Ａを超えるとその衝撃力が電極材料であるＰｂＯ２あるいはＰｂの強度を上回ると推定される。
【実施例２】
【００１４】
次に、蘇生のための充電を行う役目である充電の電流値を詳細に検討した。性能の劣化したバッテリー（フォークリフト用、定格容量５００Ａｈ／５ｈ）に対し、実例１で得られた最適パルス電流値範囲の１．０Ａを固定して充電電流値を１Ａ〜５０Ａまで変化させ、蘇生時間を５００〜１０時間の処理を行った。その結果を図２に示す。
【００１５】
図２は充電電流値の変化に対する蘇生後の耐用年数を評価した結果である。充電電流が小さくなると共に耐用年数は急激に長くなり、１０Ａ以下で新品バッテリーの耐用年数である約５年に近い４．５年を実現することができた。そして充電電流が２Ａ未満になると耐用年数の増加は飽和する。
【００１６】
以上の知見より、充電電流値は新品バッテリーの耐用年数である約５年に近い４．５年を確保するためには１０Ａ以下で行い、一方２Ａ未満になると耐用年数の増加は飽和し、一定量の規格電流値の充電を満足させるため蘇生時間の延長を招くことにより、最適充電電流値の範囲は２〜１０Ａが決定された。尚、好ましくは４〜８Ａである。
【００１７】
尚、本発明の充電電流とパルス電流を同時に使用する蘇生方法の性能回復工程として、バッテリーの有する電気量を制限容量（放電終止電圧）まで放出させる処理すなわち放電処理を行う事もできる。これにより、電極表面に生成する硫酸鉛結晶皮膜の分解除去がより促進される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】充電電流値５Ａを固定した各パルス電流値の電極板損傷と硫酸鉛結晶除去状況。
【図２】パルス電流値１．０Ａを固定した各充電電流値の耐用年数。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・・グラフ右目盛りの硫酸鉛結晶除去を示す。
２・・・・グラフ左目盛りの電極板破損を示す。
【図１】
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【図２】
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