(57)【要約】      （修正有）【課題】休止中または使用済み鉛蓄電池を活性化し充電する方法を提供する。【解決手段】鉛蓄電池において、鉛蓄電池内部の正極１に２ｍSV以上１００ｍSV以下の強度のガンマー線を照射し、正極側の硫酸鉛を酸化分解し、酸化反応により充電する。鉛蓄電池の起電力が、１０V以下である、使用済み蓄電池を、正極１の硫酸鉛からなる不導体膜を除去して１２Vまで回復させる。反応促進剤を電解液に添加し、正極１の不導体膜の除去を促進する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池において、鉛蓄電池内部の正極に２ｍSV以上１００ｍSV以下の強度のガンマー線を照射し、正極側の硫酸鉛を酸化分解し、酸化反応により充電することを特徴とする鉛蓄電池の活性化充電方法。
【請求項２】
鉛蓄電池の起電力が、１０V以下である、使用済み蓄電池を、正極の硫酸鉛からなる不導体膜を除去して１２Vまで回復させる請求項１記載の鉛蓄電池の活性化充電方法。
【請求項３】
反応促進剤を電解液に添加し、正極の不導体膜の除去を促進する請求項１又は２の鉛蓄電池の活性化充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用中あるいは使用済の鉛蓄電池の活性化充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池は自動車、フォークリフトなどの輸送機器、ゴルフカートなどの電動車両、各種非常用電源などに広く用いられている。
【０００３】
鉛畜電池の寿命を律速している大きな問題点は、鉛蓄電池の使用中に電極表面に高抵抗物質である硫酸鉛が付着蓄積して、実質作用を有する電極面積が狭まってしまうことによって内部抵抗が増大し、電圧低下などの特性劣化を引き起こし、結果として十分な電池特性を発揮することができなくなり、正常な特性を発揮することができる寿命期間が短縮してしまうことにある。このような現象はサルフェーション現象と呼ばれており、鉛蓄電池を使用開始した直後からその現象は徐々に進行してゆくため、鉛蓄電池の特性劣化の主要原因のひとつとなっている。
【０００４】
このようにしてサルフェーション現象によって特性劣化を引き起こした鉛蓄電池は、正常に機能すべき電極表面が絶縁物質で覆われているために、通常、電解液を交換したり、充電操作を繰り返しても、特性改善を図ることは困難であるとされている。
【０００５】
従来、このような内部抵抗が大きくなって寿命が短縮したり、あるいはすでに寿命が尽きたセルをもつ鉛蓄電池は、セル単位に分解し、電極の再生プロセスの実施および清掃や電極の交換等を行なっていたが、分解コスト、清掃交換コストは電池買い替えと、さほど変わらない水準であるため、実際には新品に交換することが多く、使用済鉛蓄電池の安価で効果的な特性改善技術が切望されている。実際に延命あるいは再生すべき鉛蓄電池の状態はさまざまであるが、電流を流すことによって、再利用が可能になる場合を除き、放置される場合がほとんどである。そこで、通常の鉛蓄電池の再生処理においても、できるだけ確実に延命あるいは再生を実現するための適切な電気化学的な処理の確立が望まれている。そこで、電解液に反応促進剤を添加し、さらに、大電流を流すことによって、鉛蓄電池の電極表面に生成した高抵抗物質の剥離および溶解を行う方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、鉛蓄電池は、他の蓄電池と比較すると充放電サイクルの増加による影響はあまり大きくないが、正極に二酸化鉛、負極に鉛、電解液に硫酸を用いているという構造上、過放電した際には負極の金属に硫酸鉛の硬い結晶（サルフェーション）が発生し、著しく劣化が起きると再生は困難であり、このサルフェーションを極力抑えるためには、「使用後速やかに充電する」「過放電を行わない」といった適切な使用を心懸けることが重要となる。特に、鉛蓄電池にはメモリー機能が存在しないため、放電深度が浅い段階で充電を行うことが特に有効と言える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
こうした鉛蓄電池の課題を解決すべく、本発明者らは、鋭意研究の結果、１００ｍSV/年以下であれば、放射線医学の基準上、人体への影響が無視でき、しかも２ｍSV/年、好ましくは１０〜２０ｍSV/年以上のガンマー線を鉛蓄電池の正極に照射すると、正極での酸化反応によりジュール発熱を発生せしめ、高抵抗物質の剥離を生じ、再生可能な充電反応が起こることを見出した。また、電解液中に反応促進剤としてポリビニルアルコールを添加すると、ガンマー線の照射によりポリビニルアルコールがイオン化し、この高抵抗物質の溶解が起こりやすくなるという相乗現象を見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、鉛蓄電池の正極に２ｍSV以上１００ｍSV以下の強度のガンマー線を照射し、正極の硫酸鉛を酸化分解しつつ充電反応させることを特徴とする鉛蓄電池の活性化充電方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２ｍSV以上１００ｍSV以下の強度のガンマー線を照射することにより、正極を不導体化している硫酸鉛を酸化分解し、１０V以下となった、通常再生不能な、使用済み蓄電池を電流を流すことなく正規の１２Vに向上させ、再生することができることにある。また、夜間のエンジン停止時に、ガンマー線照射により充電反応を行わせることができるので、放電深度が浅い段階で充電を行うことが可能であり、特に延命に有効と言える。
【００１１】
ガンマー線の照射によって正極表面に沈着した不導体膜を除去又は剥離させることができるが、反応促進剤としてポリビニルアルコールを添加しておくことにより、不導体膜の除去を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】正極および負極を左右に対向配設した鉛蓄電池の内部構造を示す斜視図である。
【図２】正極および負極を上下に対向配設した鉛蓄電池の内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
鉛蓄電池には図１に示すように、正極板１と負極板２をセパレータ３を介して左右に対向配置してなる鉛蓄電池と、図２に示すように、正極板１１と負極板１２をセパレータ１３を介して上下に対向配置してなる鉛蓄電池とがある。鉛蓄電池内部の正極に１０ｍSVから２０ｍSV以下の強度のガンマー線を照射可能な放射線鉱石粉末層を囲み箱状に成型し、この箱体（底のない囲みであってもよい）２０、２０‘を鉛蓄電池の正極板１，１１の位置外側に置き、所定の硫酸又は硫酸鉛水溶液を充填し、使用中の場合はおよそ１２時間、１０V以下である、使用済みの場合は１週間程度放置する（充電電流を流すと回復はより早くなる）。ガンマー線の照射により正極側付着する硫酸鉛は酸化分解され、充電されて初期の電圧１２ボルトに復帰する。
ガンマー線（照射）→  （正極）PbSO4 （充電）→  Pb+＋SO42-＋２e-
陽極では硫酸鉛は過酸化鉛に変化し、硫酸基はバッテリ液中に戻る。
（負極）PbSO4 ＋  ２e-  （充電）→  Pb  ＋  SO42-
陰極では硫酸鉛は海綿状鉛に変化し硫酸基は極版からバッテリ液に戻る。
【００１４】
電解液に反応促進剤としてポリビニルアルコールを添加すると、正極の不導体膜の除去を促進する。ポリビニルアルコールは、電極表面の洗浄効果が大きく、電極表面に付着した硫酸鉛を分解・除去するための反応促進剤として著しい役割を果たす。また、ポリビニルアルコールは、硫酸鉛が剥離した電極表面を皮膜効果によって保護する作用があり、新しく表面が露出した電極表面部分に再び硫酸鉛のような高抵抗物質が付着して特性を劣化せしめることを妨げる効果がある。また、この種反応促進剤はイオン化して用いるのが好ましい。このように、ポリビニルアルコールを含む水溶液を添加し、適切なガンマー線照射条件操作を組み合わせることによって、充電により再生できない鉛蓄電池でも１２Vの起電力が回復し、再生可能となる。
【００１５】
また、使用中の鉛蓄電池の場合は、わずかに電極表面に付着した硫酸鉛を除去して鉛蓄電池の特性を改善することができ、夜間のエンジンが休止中であっても、放電深度が浅い段階で充電を行うことが可能であり、延命処理が可能である。
【００１６】
本発明では、正極へのガンマー線の照射により活性化し、充電を達成することができるが、反応促進剤を用いて、充電反応を促進してもよい。さらに、鉛蓄電池に電気的エネルギーを加えつつ充電することも可能である。
【実施例】
【００１７】
反応促進剤であるポリビニルアルコール水溶液は、次のようにして調整できる。
水（軟水）５０リットルを３０分間撹拌し、温度を４０℃まで上げ、原料ポリビニルアルコール２ｋｇを入れ、９０℃まで加温する。そのままさらに、１０分間攪拌し続け、均質化する。
【００１８】
反応促進剤の添加量は照射ガンマー線の強度によって調整すべきである。ガンマー線の強度が強い場合はやや希釈されたものを使用し、弱い場合はそのまま使用される。
【００１９】
ガンマー線の強度は１００ｍSV/年まで上げることができる。回復時間との関係もあるが、通常１０ｍSV〜２０ｍSV/年が好ましい。
【符号の説明】
【００２０】
１，１１・・・正極、２，１２・・・負極、３，１３・・・セパレータ、
２０，２０・・・ガンマー線照射箱
【図１】
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【図２】
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