(57)【要約】【課題】  従来用いられることがなかった物質を用い高い性能で蓄電池の再生を可能にする技術を確立すること。【解決手段】  劣化した鉛蓄電池の再生剤を、基板洗浄用のポリマー液と、電圧上昇用のミネラル液と、放電安定化用のカーボン液とで構成する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
劣化した鉛蓄電池の再生剤であって、基板洗浄用のポリマー液と、電圧上昇用のミネラル液と、放電安定化用のカーボン液とを有することを特徴とする蓄電池再生剤。
【請求項２】
前記ポリマー液が、生分解ポリマー、クエン酸、蒸留水及びアルコールから生成された起電力を有するものであることを特徴とする請求項１記載の蓄電池再生剤。
【請求項３】
前記ミネラル液が、水酸化鉱物から硫酸により抽出されたミネラルを蒸留水で希釈したものを、過酸化水素水で安定化したものであることを特徴とする請求項１記載の蓄電池再生剤。
【請求項４】
前記カーボン液が、銅と鉄を希硫酸溶液で電気分解する際生成される黒色水溶液に、硫酸とマイクロカーボンを添加して、これを蒸留水で希釈したものであることを特徴とする請求項１記載の蓄電池再生剤。
【請求項５】
前記ポリマー液が、生分解ポリマー、クエン酸、蒸留水及びアルコールから生成された起電力を有するものであり、
前記ミネラル液が、水酸化鉱物から硫酸により抽出されたミネラルを蒸留水で希釈したものを、過酸化水素水で安定化したものであり、
前記カーボン液が、銅と鉄を希硫酸溶液で電気分解する際生成される黒色水溶液に、硫酸とマイクロカーボンを添加して、これを蒸留水で希釈したものである
ことを特徴とする請求項１記載の蓄電池再生剤。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかの蓄電池再生剤を用いて劣化蓄電池を再生する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化した蓄電池を再生させる再生剤およびこの再生剤を用いた劣化蓄電池の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンの始動や電気自動車などの電力用途に多く使われている鉛蓄電池は、負極活物質として鉛、正極活物質として二酸化鉛を用い、電解質に硫酸が用いられている。放電すると負極でも正極でも硫酸鉛が生成される。一方、これより少し大き目の電圧を外部から印加すると逆の反応が起こり、硫酸鉛がそれぞれの電極で鉛と二酸化鉛に戻るので、充電可能な二次電池として動作することとなる。
【０００３】
放電反応では、負極で鉛が酸化されて陽イオンから硫酸鉛となり（アノード反応）、極で二酸化鉛が還元されて硫酸鉛となる（カソード反応）。生成した硫酸鉛の溶解度は非常に低いので，固体となって直ちに析出する。放電につれて電解液の硫酸が消費されるので起電力は低下するが、原理的には活物質が殆どなくなるまで放電を続けることができる。
【０００４】
長時間使用するといわゆるサルフェーションという現象が発生し、廃棄や交換が必要となる。サルフェーション（硫酸鉛の結晶化）とは、不充分な充電と、長時間にわたる充、放電サイクルの繰り返しにより、硫酸鉛と不純物の結晶体が鉛蓄電池の極板に付着、蓄積され、鉛蓄電池の容量が低下することで、これにより下記の症状が発生する。
１）  内部抵抗の増大
２）  容量低下による稼動時間の減少
３）  格子の腐蝕が誘発し活物質が脱落
【０００５】
このように劣化した鉛蓄電池を、再度の利用が可能なまで再生する技術が下記公報を一例として従来種々提案されている。
【特許文献１】特開２０００−４０５３７号公報
【０００６】
この公報に開示された技術は、サルフェーション除去工程において、直流パルス電流が鉛蓄電池の陽極から陰極に向かって流されることにより、陽極および陰極の表面に析出した硫酸鉛を減少させるものである。さらに、電極活性工程において、水系での炭素陽極の電解酸化により得られた炭素懸濁液が鉛蓄電池の電解液の一部として用いられ、鉛蓄電池の陽極が電気化学的ドーピングにより活性化されることにより、サルフェーションが発生しているような電解液の比重が低い劣化した鉛蓄電池に対してもその機能を復帰させることができる。
【０００７】
また、蒸留水にニッケル水溶液やゲルマニウム溶液を添加剤として使用したり、または、カーボンと交流電圧パルツ方式によるドーピング電気分解など提案されてきたが、すべての提案が再生の根本的な解決にはほど遠い状態であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決するために、蓄電池の劣化のメカニズムについて鋭意研究すると共に、様々な材料を用い再生効率の高いものを追求してきた結果、今まで検討されることがなかった特殊なミネラルを用いることで、基板の損傷を少なくしつつ通電面積を広げることを可能とし、限りなく元の状態近い状態まで再生できることを発見し本発明を完成したものである。
すなわち本発明が解決しようとする課題は、従来用いられることがなかった物質を用い高い性能で蓄電池の再生を可能にする技術を確立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蓄電池再生剤は、劣化した鉛蓄電池の再生剤であって、基板洗浄用のポリマー液と、電圧上昇用のミネラル液と、放電安定化用のカーボン液とを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで基板洗浄用のポリマー液として、生分解ポリマー、クエン酸、蒸留水、アルコールから生成された起電力を有するものを使用することができる。
より詳しくは、主原料として、生分解性ポリマー１５ｇ、クエン酸１０ｇ、蒸留水１Ｌ、アルコール２Ｌを用い、生分解性ポリマー、クエン酸、蒸留水を加熱しながらアルコールに添加して生成する。このポリマー液の物性は、ＰＨ１.５〜７、色は透明色である。
【００１１】
このポリマー液は自ら起電物質として存在している物質であり、１Ｖ〜１．２Ｖの起電率をもつ。その結果鉛蓄電池内部の抵抗を最小限にとどめ、表面活性効果が現れ、充電する際超電導性ポリマー液が鉛蓄電池内部の両基板に洗浄効果を現し希硫酸鉛の結晶体をどんどん分解して行く現象が見られる。内部では、電気抵抗が極めて少なく作用し液体温度を上昇させることなく基板の洗浄を行うことができる。結果基板の損傷を少なくし基板の通電面積を広げる結果鉛蓄電池容量を元の位置ぐらいまで増やす事ができる。
【００１２】
また電圧上昇用のミネラル液として、水酸化鉱物から硫酸により抽出されたミネラルを蒸留水で希釈したものを、過酸化水素水で安定化したものを用いることができる。
より詳しくは、水酸化鉱物群により自然界に金属群が水素と酸素に結びつきやわらかい鉱物として生成したミネラル０．１Ｌを、硫酸０．１５Ｌで溶解させたものを電気分解し、これを蒸留水で１００倍近く希釈し、さらに過酸化水素０．２Ｌで安定化させる。物性はＰＨ１．５〜５．５で、色は薄黄色である。
【００１３】
ミネラル液は、鉛蓄電池劣化の原因をなる希硫酸鉛（ＰｂＳＯ4）の結晶体を、電気分解作用による基板の再生を促すもので、電極基板がメッキ極板となって充放電を繰り返す結果、劣化鉛蓄電池を再生した元の状態にもどすことができ、電解液の浄化作用もする。
【００１４】
放電安定化用のカーボン液として、銅と鉄を希硫酸溶液で電気分解する際生成される黒色水溶液に、硫酸とマイクロカーボンを添加して、これを蒸留水で希釈したものを用いることができる。
これは、多孔質の水溶性カーボンとして使用する事によって鉛蓄電池内部の電圧上昇を緩やかにおさえ安定した放電作用を促すもので、銅Ｃｕと鉄Ｆｅを希硫酸水溶液８％で電気分解する際現れる黒色水溶液に、硫酸５％を加えさらにマイクロカーボンを添加して蒸留水で希釈する。物性は、ＰＨ２．５〜３．５、色は、黒色、カーボン濃度は１．２５ｗｔ％である。
【００１５】
カーボン液は、鉛蓄電池内部基板をコロイド状に基板付着して放電作用を抑制し安定した放電作用を繰り返すことができ、基板の保護を長期に渡って行う。また、鉛蓄電池容量低下の原因と言われる活性酸化物質の希硫酸鉛の結晶体をできにくくし、希硫酸鉛（ＰｂＳＯ4）による体積膨張を防止することができる。
なお、上記３つの液、すなわち、ポリマー液、ミネラル液、カーボン液は共に、水素の発生量を増大させる特徴がある。
【００１６】
また本発明は、上記した蓄電池再生剤を用いて劣化蓄電池を再生する方法である。
より詳しくは、まずポリマー液、ミネラル液の２液を鉛蓄電池の１セルごとに添加して過充電を行いその後放電させる。さらに低圧充電を８時間かけ、その後アカーボン液１セルごとに添加し充電完了となる。
なお、再生が可能な劣化鉛蓄電池のチェックポイントは、鉛蓄電池本体の外観状膨張がなくひび割れのないこと、基板は配列状態が整っていること、溶液比重は１．０以上が望ましく、ボルト定時測定は１セル１ボルト以上のものが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の蓄電池再生剤およびこれを用いた劣化蓄電池の再生方法によれば、今までの技術にない性能で劣化した鉛蓄電池を元の状態にまで再生することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
基板洗浄用のポリマー液、電圧上昇用のミネラル液、放電安定化用のカーボン液をそれぞれ以下の方法により調達した。
【００１９】
Ａ  ポリマー液
生分解性ポリマー、クエン酸、蒸留水を加熱しながらアルコール
に添加して生成した。条件等は以下の通り。
１．主原料  生分解性ポリマー１５ｇ、クエン酸１０ｇ、蒸留水１Ｌ、アルコール２Ｌ
２．物性、（１）ＰＨ１.５〜７（２）生成、水溶性電導ポリマー（３）色、透明色（４）濃度１５％原液
３．電解方法  ２０Ｖ/３０Ａ電解直流
４．希釈率  ４０％
５．通電性  １．２ＶＡ
【００２０】
Ｂ  ミネラル液
ミネラル液は水酸化鉱物群により自然界に金属群が水素と酸素に結びつきやわらかい鉱物として生成したものを硫酸で融解し電気分解、蒸留水で１００倍近く希釈し過酸化水素で安定化させた。条件等は以下の通り。
１、主原料  ミネラル０．１Ｌ、蒸留水１Ｌ、過酸化水素０．２Ｌ、硫酸０．１５Ｌ
２、物性、（１）ＰＨ１．５〜５．５（２）生成、水溶性ミネラル（３）色、薄黄色（４）ミネラル０．３５％原液
３、電解方法  ２０Ｖ/３０Ｖ電解直流
４、希釈率  ２０％
５、通電性  １．２ＶＡ
【００２１】
Ｃ  カーボン液
カーボン液は多孔質の水溶性カーボンとして使用する事によって鉛蓄電池内部の電圧上昇を緩やかにおさえ安定した放電作用を促すもので、水溶性カーボンは銅Ｃｕと鉄Ｆｅを希硫酸水溶液８％電気分解する際現れる黒色水溶液に硫酸５％を加えマイクロカーボンを添加して蒸留水で希釈して鉛蓄電池再生補助液とした。条件等は以下の通り。
１、主原料  希硫酸８％、銅版・鉄板、黒鉛１０ｇ、蒸留水１Ｌ
２、物性、（１）ＰＨ２．５〜３．５（２）生成、水溶性カーボン（３）色、黒色（４）カーボン濃度１．２５ｗｔ％
３、電解方法、２０Ｖ/３０Ａ電解直流
４、希釈率、２０％
【００２２】
上記により調達した材料を用い、最初にポリマー液、ミネラル液の２液で洗浄を行う。ポリマー液、ミネラル液の２液を鉛蓄電池の１セルごとに３ｃｃづつ添加して１５ボルト＊３Ａで、過充電を行い洗浄時間２０分間で終了。その後放電をすることによって、再度、低圧充電を８時間かけ、その後カーボン液１セルごとに、８ｃｃづつ添加し充電を完了した。結果は、元の状態にほぼ近い性能まで回復させることができた。
【実施例】
【００２３】
本発明の効果を確認するために、同じ容量１０Ａｈの劣化した鉛蓄電池を２つと新品１つを用意して次の通り試験を行った。
実施例として、劣化した状態の鉛蓄電池に、本発明のポリマー液、ミネラル液の２液で洗浄を鉛蓄電池の１セルごとに３ｃｃづつ添加して１５ボルト＊３Ａで、過充電を行い洗浄時間２０分間で行い。その後放電をする事によって、再度、低圧充電行い、その後低圧充電を７時間かけその後アルファーカーボン液１セルごとに３ｃｃづつ添加し１時間毎に容量と比重を測定した。
比較例１として劣化した状態の鉛蓄電池に従来法による充電を７時間かけて行い、１時間毎に容量と比重を測定した。
比較例２として、新品を一度放電して鉛蓄電池に充電を７時間かけて１時間毎に容量と比重を測定した。
さらに３つの鉛蓄電池それぞれに５時間かけて放電テストを実施した。結果は、実施例では新品に近い再生能力が確認できたのに対し、比較例１では実施例ほどの再生効果が確認できなかった。
なお本実施例では鉛蓄電池について説明したが、二次電池又は劣化水素吸収合金性蓄電池の再生にも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は特に劣化の激しい鉛蓄電池の再生に有効に利用できる。