JPH0679493B2

JPH0679493B2 - 鉛蓄電池の機能回復剤及び鉛蓄電池の機能回復方法

Info

Publication number: JPH0679493B2
Application number: JP61161943A
Authority: JP
Inventors: 正彦原
Original assignee: TOKAI SANGYO KK
Current assignee: TOKAI SANGYO KK
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPS6319771A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鉛蓄電池（バツテリー）の電解液に添加するこ
とにより鉛蓄電池の極板を洗浄すると共に機能の低下し
た鉛蓄電池の能力を急速に回復させ、鉛蓄電池の使用寿
命を大幅に延長することのできる有機ゲルマニウム配合
の鉛蓄電池の機能回復剤及びその機能回復方法に関する
ものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

鉛蓄電池は極（陰極）及び極（陽極）の両極端子か
ら成り、電気分解により電気エネルギーを化学エネルギ
ーに変えて蓄積することができ、必要に応じて再び化学
エネルギーを電気エネルギーに変える所謂、電気分解に
よる酸化還元作用を利用して電流を取り出す装置であ
る。

自動車用の鉛蓄電池の場合、走行中は発電機（ダイナ
モ）から絶えず電流が補給され、レギユレーターにより
調節されている。ところが、自動車用の鉛蓄電池の場
合、起電力（電気抵抗を通して測定した電圧、自動車の
場合、セルモーターを回転する力ということができ
る。）が問題となる。たとえば12Vの自動車用の鉛蓄電
池の場合合、電圧が12V以上であつても起電力が10V以下
になるとセルモーターを廻すことはできない。また、セ
ルモーターの回転にはその定格の３倍程度の電流が実際
上流れるため、数回セルモーターを廻し続けたときには
鉛蓄電池の電圧を急激に消耗する。したがつて、以上の
ような場合、充電が必要となる。

ところで、鉛蓄電池の電解液には稀硫酸（H₂SO₄）が用
いられておりその比重は、自動車用の鉛蓄電池では1.20
0〜1.300のものが用いられている。最も電気を通すのに
良い状態は、＋20℃のとき1.260であり、放電が進むに
つれて比重は低下し、完全放電状態となつたときの比重
は平均1.050となる。また、充電して行くと充電完了時
には比重は元の1.260になる。このように電解液の比重
と電気（充電量）は正比例しているので、電解液の比重
を測定することにより充電状態を知ることができる。通
常、電解液の比重は1.180〜1.260の範囲内であることが
好ましく、1.150未満の場合には充電が必要とされる。

電極は極が鉛（Pb）、極が酸化鉛（PbO₂）から成
り、放電状態では電流はは極から極に、充電状態で
は極から極に流れる。

鉛蓄電池内での化学作用は、放電時には極は硫酸鉛
（PbSO₄）に、そして極も硫酸鉛になり、電解液は稀
硫酸と水から電気分解により水に変わわる。一方、充電
時には電極は極が鉛、極が酸化鉛に、また電解液は
稀硫酸と水のようにそれぞれ元に戻る。

したがつて、この充放電作用の原理では、適宜充電を行
うことにより相当長期に亘り使用できる筈であるが、次
の４つの大きな弱点があり、劣化を免れない。

ｉ）サルフエーシヨン〔硫酸鉛（PbSO₄）白色不導体の
生成〕 ii）水素弊害 iii）自己放電 IV）温度変化とその影響まずサルフエーシヨンとは、電解液の減少により極板が
液面から露出したり放電してくると極の鉛、極の酸
化鉛がともに硫酸鉛になる現象である。鉛蓄電池が完全
に放電するとサルフエーシヨンを起こし、この硫酸鉛は
不導体であるから電気を通さなくなり、充電を全く受け
つけなくなる。このサルフエーシヨンは、多かれ少なか
れいずれの鉛蓄電池でも生じる現象で、本来100％の起
電力を持つ鉛蓄電池でも著しく力を失い、また稀硫酸の
比重が低下してくる。一度内部にできた硫酸鉛は、充電
を継続したり繰返えしても取り除くことはできない。

次に、鉛蓄電池にとつて最大の弱点がii）の水素弊害で
ある。鉛蓄電池に充電すると電気分解により極より水
素ガスが、また極より酸素ガスが発生する。水素ガス
が極の表面に気泡の状態で付着すると表面が分極現象
を起こして絶縁状態となり、完全に付着すると全く電流
が流れなくなる。しかも、一極でも電流の流れにくいと
ころができると、その極だけ熱を持つて特に電解液が減
少するため、サルフエーシヨンを起こし易くなる。

また、iii）の自己放電とは、ii）の様に水素が発生
し、極に付着すると分極現象を起こし、そのため一つ
の半電池を作り、その結果どんどん自己放電して行く現
象である。

さらにiv）の温度変化とその影響は、外的な気温条件に
より起こるものである。鉛蓄電池の電解液である稀硫酸
は前記した如く＋20℃で比重1.260に設定されており、
１℃の温度変化に対して比重は0.007変化する。従つ
て、＋20℃で100％の起電力を持つ鉛蓄電池でも−10℃
では70％の起電力に低下し、寒冷地などで−30℃以下に
なると起電力は50％を割り、また氷結によるトラブルが
発生しやすくなる。この氷結によるトラブルは、放電が
進行して電解液が水に近くなつている場合により発生し
やすい。一方、高温時にはクーラーを頻繁に使用した
り、ボンネツトの内部が90℃を越える状態となるため、
電解液が急速に減少し、電気密度が散慢になり、トラブ
ルが発生しやすくなる。

以上のように鉛蓄電池には４つの大きな弱点があり、劣
化を免れない。

従来より電解液の比重を測定し、比重の低下した鉛蓄電
池に対し稀硫酸を添加して、電解液の比重を上昇させる
ことが行なわれている。しかしがら、この比重の低下は
前記のサルフエーシヨンになつた状態であるので、稀硫
酸を添加すると、電解液容量オーバーになり極板を著し
く痛め、極板の沈澱短絡及び水素ガスの異常発生の最大
原因になり、鉛蓄電池の寿命を大きく縮めることとな
る。

そこで本発明者らは、上記従来の問題点を解消するため
鋭意検討を重ねた。その結果、特定の有機ゲルマニウム
化合物が特異な電子効果を有し、また強力な酸素供給能
を有する化合物であつて鉛蓄電池の機能回復剤として有
効なものであることを見出し、この知見に基いて既に特
許出願している（特開昭59−194367号）。

本発明は上記発明の改良技術に関し、鉛蓄電池の使用寿
命をより一層延長することのできる機能回復剤とその機
能回復方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は第１に式で表わされるビス−β−エチルカルボン酸ゲルマニウム
セスキオキサイド及びアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の水酸化物を有効成分として含有する鉛蓄電池の機
能回復剤を提供するものである。

さらに本発明は第２に、鉛蓄電池の電解液に、上記本発
明の第１の鉛蓄電池の機能回復剤を添加することを特徴
とする鉛蓄電池の機能回復方法を提供するものである。

本発明の第１においては有機ゲルマニウム化合物として
上記式〔Ｉ〕で表わされるビス−β−エチルカルボン酸
ゲルマニウムセスオキサイドを用いる。有機ゲルマニウ
ム化合物として、他のものを用いたとしても本発明の効
果を得ることはできない。

また、本発明の第１においては上記のビス−β−エチル
カルボン酸ゲルマニウムセスキオキサイドと共に、アル
カリ金属（リチウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウ
ム，セシウム）またはアルカリ土類金属（カルシウム，
ストロンチウム，バリウム，ラジウム）の水酸化物を用
いる。

本発明の第１の鉛蓄電池の機能回復剤は上記原料を有効
成分として含有するものであり、通常水溶液の形態で用
いられるこの場合、ビス−β−エチルカルボン酸ゲルマ
ニウムセスキオキサイド0.2〜0.05重量％、好ましくは
0.2〜0.1重量％、アルカリ金属またはアルカリ土類金属
の水酸化物は0.02〜0.002重量％、好ましくは0.01〜0.0
01重量％の割合で配合される。

ここで、それぞれを上限を越えて配合しても、配合量に
見合うだけの効果を得ることはできない。一方、配合量
が下限未満であると、所期の効果を達成することはでき
ない。

叙上の如き本発明の第１の鉛蓄電池の機能回復剤には必
要に応じて他の添加剤を適宜配合することもできる。

次に本発明の第２では上記本発明の第１の機能回復剤を
鉛蓄電池の電解液に添加する。添加量としては、12Vバ
ッテリーでは水溶液60ml、24Vバツテリーでは120mlが適
当である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サルフエーシヨンを完全に元に戻す作
用があり、極板を洗浄して導通性を回復し、極板を保護
することができる。特に用いられる有機ゲルマニウム化
合物の半導体としての電子効果によりすばやく極板を洗
浄し電位差を高めるので鉛蓄電池が無理なく速かに充電
を受けつける。また、その電子特性により電圧の低下を
押え、低下した電圧を回復して鉛蓄電池の電気容量の増
加（機能回復）が可能である。

さらに本発明によれば鉛蓄電池の電解液に多量の酸素が
供給されるため、鉛蓄電池にに生成した水素と結合して
水となり、前記の如き水素弊害を完全に押えて鉛蓄電池
の機能を高めることができる。しかも、サルフエーシヨ
ンの除去と共にこのように水素も除去することができる
ため極板が非常にきれいになり電流の流れが良好とな
る。また、このことにより自己放電を防止することもで
きる。

また、その電子特性により充電時の場合、両極の分極が
小さくなり充電に要する電圧が少なくて済み、充電時間
を短縮することができる。放電時の場合も両極の分極が
小さいため放電電圧が大きくなり、長時間放電に耐える
ことができる。

以上のように本発明の機能回復剤を機能の低下した鉛蓄
電池の電解液に添加することにより、速やかにその機能
を回復させることができる。また、常時添加しておくこ
とにり常に良好な性能の鉛蓄電池に保つことができ、自
動車の始動性能の向上に寄するところ大である。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例によつて説明する。

実施例１中古蓄電池（YUASA Pafecta MF,湯浅電池（株）製）の
各セルに、ビス−β−エチルカルボン酸ゲルマニウムセ
スキオキサイド0.1重量％および水酸化リチウム0.01重
量％を含有する水溶液60mlを平均に添加し、下記に示す
充電機を用いて充電を行ない、充電特性を下記の測定装
置を用いて測定した。なお充電特性は充電電圧と充電時
間との関係（第１図）、比重と充電時間との関係（第２
図）、充電電流と充電時間との関係（第３図）で示し
た。

充電機 Kelly Moel KC−６定格電圧 100V 定格入力容量 30VA 定格出力電圧 12V （無負荷時 14.1V）測定装置 KAISE Digital Multitester 実施例２実施例１の如くして添加及び充電した中古蓄電池につい
てヘッドライトを点灯し、消灯するまで放電した。１時
間後に再びヘッライトを点灯するまで放電し、これを４
回繰り返すことにより完全放電させた。

この状態で実施例１と同様にして充電を行ない、充電特
性を測定した。その結果を実施例１と同様に第１図乃至
第３図に示す。

実施例３実施例２により充電した蓄電池を実施例２と同様にして
放電させた後、実施例１と同様にして充電した。その充
電特性を測定した結果を実施例１と同様に第１図乃至第
３図に示す。

比較例１実施例１において、ビス−β−エチルカルボン酸ゲルマ
ニウムセスキオキサイドおよび水酸化リチウムを含有す
る水溶液を添加しなかつたこと以外は、実施例１と同様
にして充電特性を測定した。その結果を第１図乃至第３
図の比較例１（無添加）として示す。

本発明の機能回復剤を添加することにより、充電電圧お
よび比重が上昇するとともに、充電を速やかに受けつ
け、鉛蓄電池の機能を回復して使用寿命の延長を図るこ
とができることが判る。

実施例４９台の実車を用い、１ケ月間に亘り実車テストを行つ
た。すなわち、１ケ月間に亘り仕業前に、ビス−β−エ
チルカルボン酸ゲルマニウムセスキオキサイド0.1重量
％および水酸化リチウム0.01重量％を含有する水溶液60
ml入りのバッテリー強化液２本を鉛蓄電池（バッテリ
ー）の各セルへ注入し、バッテリーの電圧の変化を調べ
た。

１ケ月後、次のような結果が得られた。

電圧の上昇したもの６台電圧のそのままのもの２台電圧の下降したもの１台この実車テストにより次のことが判る。すなわち、一般
に鉛蓄電池は使用することにより電圧が下がり、充電す
る必要が生じてくるが、本発明の機能回復剤（バツテリ
ー強化剤）を添加することにより電圧は上昇し、電気容
量の増加、つまり電池の機能増加、寿命の延長等の効果
を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例および比較例における充電電圧
と充電時間との関係を示すグラフ図、第２図は比重と充
電時間との関係を示すグラフ図、第３図は充電電流と充
電時間との関係を示すグラフ図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】式で表わされるビス−β−エチルカルボン酸ゲルマニウム
セスキオキサイド及びアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の水酸化物を有効成分として含有する鉛蓄電池の機
能回復剤。
【請求項２】鉛蓄電池の電解液に、式で表わされるビス−β−エチルカルボン酸ゲルマニウム
セスキオキサイド及びアルカリ金属またはアルカリ土類
金属の水酸化物を有効成分として含有する鉛蓄電池の機
能回復剤を添加することを特徴とする鉛蓄電池の機能回
復方法。