JP2001093567A - Battery - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the performances and characteristics of a secondary battery and a fuel cell by activating their electrolytes. SOLUTION: The electrolytes of a secondary battery and a fuel battery are activated by an activation apparatus (Refer to Japanese Patent Application No. 999 to 303085).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】従来から．二次電池及び燃料電池
は．電気エネルギーの供給源として．あらゆる産業の基
礎となる装置である事は．言うまでもない。また．以後
も．同様に．あらゆる産業を支える重要なエネルギー源
として用いられていく事は．明らかである。しかしなが
ら．二次電池及び燃料電池は．重量効率及び体積効率が
悪いため．今日．尚．一般の電源用としてのみならず．
自動車積載用の電源としては．非常に．実用性に乏しい
ものとなっている。特に．最近では．自動車の排出ガス
による環境汚染の問題から．無公害の自動車用動力源と
して．効率の良い二次電池および燃料電池の開発が急が
れているのが現状である。[Industrial applications] Conventionally. Secondary batteries and fuel cells As a source of electrical energy. It is the basis of all industries. Needless to say. Also. Since then. Similarly. It will be used as an important energy source to support all industries. it is obvious. However. Secondary batteries and fuel cells Due to poor weight efficiency and volume efficiency. today. still. Not only for general power supply.
As a power supply for vehicle loading. very. It is not practical. In particular. recently. From the problem of environmental pollution due to automobile exhaust gas. As a non-polluting power source for automobiles. At present, the development of efficient secondary batteries and fuel cells is urgent.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来．二次電池としては．鉛蓄電池．ア
ルカリ蓄電池及び過酸化銀蓄電池等がある。これらは．
それぞれの特長を活かした産業分野の電源として利用さ
れている。また．常温で作動するアルカリ電解液燃料電
池では．特に．水素―酸素燃料電池が．代表的なもので
あり．最も．一般的に利用されているものである。しか
しながら．現状の二次電池及び水素―酸素燃料電池等の
最大の欠点は．重量効率及び体積効率が低く．現状の使
用目的から見ても．重さや大きさの点から．無理があ
り．利用が進まない場合が多い。これは．二次電池及び
燃料電池の基本的な構成が．金属及び炭素等からなる正
負の両電極と両者に介在する酸及びアルカリ水溶液とか
らなる電解液とから成り．電池のＩ発電単位（セル）当
りの電圧は小さく．多数のセルの集合体としなければ．
実用に供する事が出来ない為．非常に．大きく重いもの
になっている為である。例えば．具体的には．重量効率
では．鉛蓄電池では３０ｋｗ／ｋアルカリ蓄電池では２
５ｋｗ／ｋｇ．銀蓄電池では１００ｋｗ／ｋｇ程度であ
り．尚．使用目的が限定される場合が多い。一方．水素
―酸素燃料電池では．多孔性の炭素電極板を使用し．大
きな接触表面積を有するのであるが．たかだか．数百ミ
リアンペア／ｃｍ２程度の電流密度が限界である。従っ
て．この程度の電流密度では．尚．自動車に積載する燃
料電池としては実用性に乏しい。2. Description of the Related Art Conventionally. As a secondary battery. Lead storage battery. There are alkaline storage batteries and silver peroxide storage batteries. They are.
It is used as a power source in the industrial field, taking advantage of its features. Also. For alkaline electrolyte fuel cells that operate at room temperature. In particular. Hydrogen-oxygen fuel cell. It is typical. most. It is commonly used. However. The biggest drawbacks of current secondary batteries and hydrogen-oxygen fuel cells are: Low weight and volume efficiency. Even from the current purpose of use. In terms of weight and size. There is impossible. In many cases, usage does not progress. this is. Basic structure of secondary battery and fuel cell. It consists of positive and negative electrodes consisting of metal and carbon, and an electrolyte consisting of an aqueous acid and alkali solution interposed between them. The voltage per I power generation unit (cell) of the battery is small. It must be an aggregate of many cells.
Because it cannot be put to practical use. very. This is because it is large and heavy. For example. In particular. In terms of weight efficiency. 30 kw / k for lead-acid batteries and 2 for alkaline batteries
5 kw / kg. For a silver storage battery, it is about 100 kw / kg. still. The purpose of use is often limited. on the other hand. In a hydrogen-oxygen fuel cell. Using a porous carbon electrode plate. Although it has a large contact surface area. Taka. The current density of about several hundred milliamps / cm2 is the limit. Therefore. At this level of current density. still. It is not practical as a fuel cell mounted on an automobile.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明において．解決
しようとする課題は．二次電池及び水素―酸素燃料電池
における重量効率（ＷＨ／ｋｇ）及び体積効率（ｗＨ／
ｌ）を大きくし．従来では．使用する事ができなかった
用途．特に．自動車の動力源としての積載の目的を達す
る事が出来る様にする事である。その為には．電池の劇
的な改良か又は．全く．新しい電池の可能性を探ること
が必要となる。さて．電池とは．陰陽の両電極と電解液
等から構成され．これら相互間の化学反応によって生ず
るエネルギーを．電気エネルギーに変換して．外部に取
り出す装置である。従って．より高性能．高効率の電池
を求める為には．次の２点からの．全く．新規な発想に
よる研究及び工夫が必要である。 その１：電池の性能は基本的には化学反応によって生ず
るエネルギーの大きさによって支配される。すなわち．
いかに化学反応を活発に行わせる事が出来るか．が．問
われているのである。 その２：電池内部で発生した化学反応によるエネルギー
を．いかに．無駄なく高効率で．電気エネルギーに変換
し．外部出力とする事ができるか．が．問われているの
である。 本発明による電池は．上記の目的のために．活性化装置
によって．電解液に活性化エネルギーを注入する事は．
上記の２点の基本的な問題に対する根本的な解決手段を
与えるものである。すなわち．電池内の電解液の活性力
の高まりにより．化学反応を強力に促進させ．且つ．従
来では考えられない程．高性能．高効率の電池を実現し
得る可能性がある。すなわち．具体的には．電池を構成
する両電極に発生する反応抵抗を如何に小さくする事が
できるか。また．電極の表面に生ずる不働態層を如何
に．なくする事ができるか。と言う観点からの新しい発
想による研究及び工夫が重要となる。SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention. The problem to be solved is. Weight efficiency (WH / kg) and volume efficiency (wH / kg) in secondary batteries and hydrogen-oxygen fuel cells
Increase l). Conventionally. Applications that could not be used. In particular. It is to be able to achieve the purpose of loading as the power source of the car. For that. Dramatic improvement of the battery or. Absolutely. It is necessary to explore the potential of new batteries. Now. What is a battery? It is composed of both Yin and Yang electrodes and electrolyte. Energy generated by these chemical reactions between each other. Convert to electrical energy. It is a device to take out outside. Therefore. Higher performance. To find a highly efficient battery. From the following two points. Absolutely. Research and ideas based on new ideas are needed. Part 1: The performance of a battery is basically governed by the amount of energy generated by a chemical reaction. That is.
How can a chemical reaction be activated actively? But. It has been asked. Part 2: Energy from the chemical reaction generated inside the battery. How. High efficiency without waste. Convert to electrical energy. Can it be an external output? But. It has been asked. The battery according to the present invention comprises: For the above purposes. By the activation device. Injecting activation energy into the electrolyte is as follows.
It provides a fundamental solution to the above two basic problems. That is. Due to the increased activity of the electrolyte in the battery. Strongly promotes chemical reactions. and. Conventionally unthinkable. High performance. There is a possibility that a highly efficient battery can be realized. That is. In particular. How can the reaction resistance generated at both electrodes constituting the battery be reduced? Also. How the passivation layer formed on the surface of the electrode. Can it be lost? It is important to research and devise new ideas from the point of view.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】二次電池．特に．鉛蓄電
池に内臓されている電解液である稀硫酸の水溶液を．チ
ューブによって外部に誘導し．チューブ内の稀硫酸の水
溶液を．磁界中を移動させる事によって．稀硫酸の水溶
液．自体に誘導起電圧を誘起させ．構成分子を励起さ
せ．電子を加速させ．構成分子の運動エネルギーを高め
る事により．稀硫酸の水溶液を活性化する。次に．これ
をチューブによって．再び．電池内に戻す。同様に．水
素―酸素燃料電池に．電解液として使用されている苛性
カリ水溶液を．チューブによって外部に誘導し．磁界中
を移動させる事によって．苛性カリ水溶液自体に誘導起
電圧を誘起させ．苛性カリ水溶液の構成分子を励起さ
せ．電子を加速し．構成分子の運動エネルギーを高める
ことによって．苛性カリ水溶液を活性化する。以上の様
に．活性化された苛性カリ水溶液を．チューブによっ
て．再度．水素―酸素燃料電池の電解液中に戻す。以上
により．従来から電池としての発電能力を阻害している
諸現象を．根本的に取り除き．従来では考えられない
程．大きく．重量効率や体積効率を向上させる事が出来
る。Means for Solving the Problems Secondary battery. In particular. An aqueous solution of dilute sulfuric acid, which is an electrolyte contained in a lead storage battery, was used. Guide outside with a tube. Add the diluted sulfuric acid solution in the tube. By moving in a magnetic field. An aqueous solution of dilute sulfuric acid. Induce an induced electromotive force in itself. Excite the constituent molecules. Accelerate the electrons. By increasing the kinetic energy of the constituent molecules. Activate the aqueous solution of dilute sulfuric acid. next. This is a tube. again. Put it back in the battery. Similarly. For hydrogen-oxygen fuel cells. The aqueous solution of potassium hydroxide used as the electrolyte was used. Guide outside with a tube. By moving in a magnetic field. Induced electromotive force is induced in the aqueous caustic solution itself. Excitation of the constituent molecules of the aqueous potassium hydroxide solution. Accelerate the electrons. By increasing the kinetic energy of the constituent molecules. Activate the aqueous caustic potash solution. As above. Activated potassium hydroxide solution. By tube. again. Return to the electrolyte of the hydrogen-oxygen fuel cell. From the above. Various phenomena that have hindered the power generation capacity of batteries. Fundamentally removed. Conventionally unthinkable. big. Weight efficiency and volume efficiency can be improved.

【０００５】[0005]

【作用】二次電池．特に．鉛蓄電池及び水素―酸素燃料
電池などのエネルギー効率を高めるためには．次の２点
についての改善が重要である。 （１）鉛蓄電池の鉛及び鉛酸化物よりなる電極や水素―
酸素燃料電池の多孔質炭素板よりなる電極の利用率を大
きくする。 （２）各電池の充放電時の分極を少なくする。 さて．（１）を達成するためには．電解液と接触する各
電極の表面積を大きくする事は当然のことであるが．最
も大切な事は．放電によって．導電性の悪い不働態皮膜
が．各電極の表面を覆い．その結果．オーム抵抗が増大
する事が．電池性能を低下させている主要な原因であ
る。従って．この場合．電解液である稀硫酸や苛性カリ
水溶液等が．高い活性化エネルギーを注入され状態のも
のであれば．各構成分子の超微細な分子レベルでの剥離
作用により．両電極の表面に生成する不働態皮膜を剥離
すると共に．以後．不働態層が生成し．電極の表面を覆
う事がない様に予防作用として働き．常に．反応抵抗
（抵抗過電圧）が最小に成るような状態に保つ事が出来
る。その結果．電池から．最大の電気エネルギーを取り
出す事が可能となる。また．（２）を達成する為には．
電極表面に．放電によって生成する不働態層を取り除く
のみならず．同時に．放電によって生成する中間生成物
を分解していく反応を．強力に促進させる事が必要であ
る。従って．この為には．電解液である稀硫酸の水溶液
や苛性カリ水溶液が．活性化された状態のものであれ
ば．分子レベルに微細化され．激しく運動する電解液の
構成分子によって．中間生成物の分解を促進する反応
が．強力に．推進される。以上により．放電時の分極を
小さくする事によって．大きな電流密度で．電流を取り
出す事が可能となる。さて．一般には．電池の電極部分
のイオン化反応を進行させるためには．電子を加速した
状態で得られる．大きな活性化エネルギーが．必要とな
る。すなわち．電池内の電気化学的変化が生ずる時の反
応抵抗（活性化過電圧）を．超える活性化エネルギーが
必要であるという事である。この様な電気化学的反応を
促進するための活性化エネルギーを与える為には．電解
液の活性化は．決定的な役割を果たす事が出来る。つぎ
に．電池の特性に関する各諸元に対する活性化された電
解液の作用について述べる。 （イ）起電力について 起電力そのものは．電極に使用する活物質（Ｐｂ，Ｐｂ
Ｏ２，Ｃ，等）によって．原則的には．決定される特性
であるが．通常．電池の放電状態での出力電圧は．上記
のように．分極などの作用によって．大きく低下した電
圧となっている。本発明による電池は．この分極を．最
小限度に抑える事が出来るため．実質的には．大きな出
力電圧を得る事が出来る。 （ロ）電池の容量について 電極に使用する活物質（Ｐｂ，ＰｂＯ２，Ｃ等）の表面
積を大きくする事が．電池の容量を大きくする為の要件
である。また．電極の活物質の表面に導電性の悪い不働
態層をなくする事が．電池の容量の増大につながる。こ
の点でも．上記の通り．本発明による電池は．最大の効
果を与える事ができる。 （ハ）電池の内部抵抗や分極による電圧降下について 電池の理論的な起電力は高くても．実際に．使用する場
合の出力電圧は．非常に小さいものになる。これは．上
記の通り．放電の進行に伴い．電極の表面を電気伝導性
の悪い不働態皮膜が．覆うために．オーム抵抗が増大す
る事による。これを防ぐ為には．反応抵抗を超える活性
化エネルギーを電解液に注入する事が必要である。この
点についても．上記の通り．本発明による電池では．最
も効果的に作用する。 （ニ）充放電を繰返し使用する場合 電極は．充放電を繰返しても．溶解が進行しにくい活物
質から成る物質である事が必要である。同時に．電極の
表面には．不働態層が生成しない事も重要である。本発
明による電池は．電極表面の不働態層の生成を．強力に
抑制する事ができるため．非常に．効果的である。 （ホ）自己放電について この機能については．上記の通り．本発明による電池
は．中間生成物の分解反応を強力に推進する事が出来る
ため．出力電圧の回復と維持には．最も効果的である。
また．理論的な起電力は．大きくても．内部の不純物に
より．局部的に電池を形成し．これが．短絡状態となる
ため．外部出力電圧は大きく低下する。同時に．この場
合．電極は腐食し電池の寿命も短かくなる。以上は．電
池の一般的な諸現象について．電解液の活性化が及ぼす
影響について述べたものである。電極としての活物質そ
のものについても．活性化された電解液の作用により．
その活物質の結晶格子に対して．物理的な変化を起こさ
せ．全く．新しい．結晶構造を有する活物質とし．新し
い電極からなる．新電池が誕生するものと考えられる。
さて．従来．電池に使用される電解液の活性化により．
電極を構成する活物質．すなわち．ＰｂＯ２．Ｐｂ．Ｃ
等の表面では．活性化された電解液の構成分子による超
微細な分子レベルでの衝突などによる運動エネルギーに
より．従来では．起こりえない応力を受ける。この場
合．活物質を構成する結晶は．従来では．あり得ない状
態の応力を受ける。従って．活物質の結晶の格子は．従
来にはない新しい形の応力をうけ．新たな変形を起こ
し．釣り合いを保ち．安定化するものと考えられる。こ
の様な状態の活物質は．従来の活物質に比し．化学的な
組成は全く同じであるが．結晶格子に加えられた新しい
形の応力により．物理的には．全く異なった特性を有す
る活物質となる。すなわち．電解液の活性化によって．
新しい特性を有する活物質からなる電極によって．新し
い電池が．誕生したものと考えられる。加えて．この新
しい活物質からなる電池の諸特性は．従来の電池の諸特
性に比し格段に優れたものである。[Function] Secondary battery. In particular. How to improve energy efficiency of lead storage batteries and hydrogen-oxygen fuel cells. Improvements on the following two points are important. (1) Lead and lead oxide electrodes and hydrogen in lead-acid batteries
The utilization rate of an electrode made of a porous carbon plate of an oxygen fuel cell is increased. (2) To reduce polarization during charging and discharging of each battery. Now. To achieve (1). It is natural to increase the surface area of each electrode in contact with the electrolyte. The most important thing is. By discharge. Passive film with poor conductivity. Cover the surface of each electrode. as a result. Ohm resistance may increase. It is the main cause of the decrease in battery performance. Therefore. in this case. Electrolyte such as dilute sulfuric acid or potassium hydroxide solution. If high activation energy is injected and it is in a state. Due to the exfoliation effect of each constituent molecule at the ultrafine molecular level. The passive film formed on the surfaces of both electrodes is peeled off. Since then. A passive layer forms. It acts as a preventive action so as not to cover the surface of the electrode. always. The reaction resistance (resistance overvoltage) can be kept at a minimum. as a result. From batteries. It is possible to extract the maximum electric energy. Also. To achieve (2).
On the electrode surface. Not only does it remove the passivation layer created by the discharge. at the same time. A reaction that decomposes intermediate products generated by electric discharge. Strong promotion is needed. Therefore. To do this. An aqueous solution of dilute sulfuric acid or an aqueous solution of potassium hydroxide is used as the electrolyte. If it is in the activated state. Finer at the molecular level. Depending on the constituent molecules of the electrolyte that moves violently. A reaction that promotes the decomposition of intermediate products. Powerfully. Will be promoted. From the above. By reducing the polarization during discharge. With large current density. It is possible to extract current. Now. In general. To advance the ionization reaction of the battery electrode. Obtained with electrons accelerated. Large activation energy. Required. That is. The reaction resistance (activation overvoltage) when an electrochemical change occurs in the battery. That is, a higher activation energy is required. To provide activation energy to promote such an electrochemical reaction. Activation of the electrolyte. Can play a decisive role. Next. The effect of the activated electrolyte on various parameters relating to the characteristics of the battery will be described. (B) Electromotive force What is the electromotive force itself? Active material (Pb, Pb,
O2, C, etc.). In principle. It is a characteristic to be determined. Normal. The output voltage when the battery is discharged is. As described above. By action such as polarization. The voltage is greatly reduced. The battery according to the present invention comprises: This polarization. Because it can be minimized. Substantially. A large output voltage can be obtained. (B) Battery capacity It is necessary to increase the surface area of the active material (Pb, PbO2, C, etc.) used for the electrodes. This is a requirement for increasing the capacity of the battery. Also. Eliminating a passive layer with poor conductivity on the surface of the active material of the electrode. This leads to an increase in battery capacity. Also in this regard. As above. The battery according to the present invention comprises: The maximum effect can be given. (C) Voltage drop due to battery internal resistance and polarization Even if the theoretical electromotive force of the battery is high. actually. Output voltage when used. It will be very small. this is. As above. As the discharge progresses. A passive film with poor electrical conductivity is formed on the surface of the electrode. To cover. Due to an increase in ohmic resistance. To prevent this. It is necessary to inject an activation energy exceeding the reaction resistance into the electrolyte. About this point, too. As above. In the battery according to the present invention. Works most effectively. (D) When charging and discharging are used repeatedly. Even if charge and discharge are repeated. It must be a material composed of an active material that does not easily dissolve. at the same time. On the surface of the electrode. It is also important that no passivation layer is formed. The battery according to the present invention comprises: Formation of passivation layer on electrode surface. Because it can be suppressed strongly. very. It is effective. (E) Self-discharge About this function. As above. The battery according to the present invention comprises: Because the decomposition reaction of the intermediate product can be strongly promoted. For recovery and maintenance of output voltage. Most effective.
Also. What is the theoretical electromotive force? Even if big. Due to internal impurities. Forming a battery locally; This is. Because a short circuit occurs. The external output voltage drops significantly. at the same time. in this case. The electrodes corrode and the life of the battery is shortened. That's all. General phenomena of batteries. It describes the effect of activation of the electrolyte. The active material itself as an electrode. By the action of the activated electrolyte.
For the crystal lattice of the active material. Make a physical change. Absolutely. new. Active material with crystal structure. Consists of a new electrode. It is thought that a new battery will be born.
Now. Conventional. By activating the electrolyte used in batteries.
Active material that constitutes the electrode. That is. PbO2. Pb. C
On surfaces such as. By kinetic energy due to collisions at the ultrafine molecular level due to the constituent molecules of the activated electrolyte. Conventionally. Subject to impossible stress. in this case. The crystals that make up the active material are: Conventionally. Subject to stresses that are impossible. Therefore. What is the lattice of the active material crystal? Receives a new type of stress that has never existed before. Cause a new deformation. Keep the balance. It is thought to stabilize. The active material in such a state is: Compared to conventional active materials. Although the chemical composition is exactly the same. Due to a new form of stress applied to the crystal lattice. Physically. It becomes an active material having completely different characteristics. That is. By activating the electrolyte.
With electrodes made of active material with new characteristics. A new battery. It is thought to have been born. in addition. What are the characteristics of batteries made of this new active material? It is much better than various characteristics of conventional batteries.

【０００６】[0006]

【実施例】図１は．従来の二次電池の発電単位であるセ
ルを．活性化装置（特願平１０−３０３１８５参照）に
連結したものを模式的に表現したものである。二次電池
については．特に．鉛蓄電池ついて説明する。１は鉛蓄
電池の電槽である。一般的には合成樹脂から作られてい
る。２は陽極板でありＰｂＯ２の酸化鉛が使用されてい
る。３は陰極板でありＰｂの鉛が使用されている。４は
隔離板である。極板間の短絡を防止し．極板間を一定の
間隔に保つ為のものである。５は電解液としての稀硫酸
の水溶液である。６は吸引チューブである。鉛蓄電池の
電槽１内に満たされている稀硫酸の水溶液５を吸引し外
部に引き出すために．吸引チューブ６の端部の吸い込み
口は．電解液注入孔８から稀硫酸の溶液５の液中に浸さ
れた状態となっている。次に．鉛蓄電池の外部に併設さ
れた活性化装置について．９は電磁石の鉄心である。ま
た．１０は鉄心９の周りに巻きつけられた一次巻線コイ
ルである。さて．吸引チューブ６によって吸引された稀
硫酸の水溶液５は．活性化装置の一次巻線コイル１０の
周りに．二次巻線コイルの様に．重ね巻きされた状態で
設置された．活性化チューブ１１に導入される。次に．
一次巻線コイル１０に交流電流を流す事により．活性化
チューブ１１内の稀硫酸の水溶液５には．誘導起電圧が
誘起される。この誘導起電圧によって．稀酸硫酸の水溶
液５を構成する各分子は励起され．電子が加速され．活
性化される。そのため．構成分子ははり微細化し．バラ
バラな状態となり．激しく運動する様になる。７は排出
チューブである。活性化チューブ１１内を通過して活性
化された稀硫酸の水溶液５を排出チューブ７によって．
電解液注入孔８から電槽１内に．順次．戻す。上記の吸
引チューブ６．活性化チューブ１１及び排出チューブ７
は．それぞれ．連続した一本のチューブからなる。尚．
これらのチューブ内での稀硫酸の水溶液５の移動は．サ
イホンの原理によって行う事が出来る。そのため．ポン
プ等の特別な動力源は不要である。以上の様に．サイホ
ンの原理によって．稀硫酸の水溶液５は．連続的に活性
化チューブ１１に送られ．順次．活性化され．電槽１の
稀硫酸の水溶液５中に戻され．電解液としての稀硫酸の
水溶液５が．全体とし活性力が高まっていく事になる。
この様に．電解液自体の活性化の高まりによって．鉛蓄
電池の性能や諸特性について．従来では．考えられない
程．大きな．劇的変化を与える事が出来る。さて．図１
の活性化装置については．電磁石を用いるため．新た
に．電磁石用の電源が必要になる。永久磁石の組み合わ
せにより．磁界を変化させてなる活性化装置（特願平１
１−１７４４８１参照）に．活性化チューブ１１により
電解液を導入し．活性化する事も出来る。この方法によ
れば．特別な電源を必要としないため．より好都合であ
る。図２は．常温燃料電池のうち．アルカリ燃料電池で
ある．水素―酸素燃料電池の電解液を．外部の活性化装
置（特願平１０−３０３１８５参照）に接続したものを
模式的に表したものである。さて．多孔質の炭素電極板
よりなる炭素陰極板１２及び炭素陽極板１６を．電解液
の．苛性カリの水溶液１４中に．それぞれ．対峙するよ
うに設置する。炭素陰極板１２の上部には．燃料ガス導
入口１５が設けられ．ここから．炭素陰極板１２の内部
へ．燃料ガスを導入する為に．燃料ガス導入溝１３が設
けられている。先ず．燃料ガスとして用いられる．水素
ガスは．炭素陰極板１２に設けられている燃料ガス導入
口１５から．燃料ガス導入溝１３に導入される。この
時．燃料ガス導入溝１３のうち．特に．水素ガスに直接
接触している面．すなわち．燃料ガス接触面１２ａから
進入した水素ガスは．気体．液体．固体の三相が共存す
る反応帯に到達して．活性水素原子となる。この活性水
素原子は．炭素陰極板１２のうち．特に．電解液接触面
１２ｂから．この反応帯に到達した水酸イオンと反応し
て水となる。この時に．電子を炭素陰極板１２に放出す
る。この電子が電流として．外部に導入され．消費され
る。一方．多孔質炭素板からなる炭素陽極板１６の内部
に設けられた空気導入溝１８に．炭素陽極板１６の上部
に設置された空気導入口１７から．空気が導入される。
空気中の酸素分子は．空気導入溝１８に導入され．三相
による反応帯に到達し．電解液である苛性カリ水溶液１
４と反応して水酸化イオンを生成する。この水酸化イオ
ンが．苛性カリ水溶液１４中を移動して．対峙する炭素
陰極板１２に到達する。先に．活性水素原子と反応し炭
素陰極板１２に．電子を放出する為に消費された水酸イ
オンは．ここで．電解液中に補充される。さて．図２の
ように苛性カリ水溶液１４を．吸引チューブ６によって
吸引するため．その先端部の取り入れ口は．苛性カリ水
溶液１４の液中に浸した状態となっている。この燃料電
池の場合についても．前述の鉛蓄電池と同様に．苛性カ
リ水溶液１４を活性化装置（特願平１０−３０３１８５
参照）によって．活性化し．排出チューブ７から電池の
電槽１内の苛性カリ水溶液１４内に順次．戻される様に
なっている。このような操作が連続的に行われ．電解液
としての苛性カリ水溶液１４が．全体として徐々に活性
力が高まってくる。この様な苛性カリ水溶液１４の活性
力の高まりによって．燃料電池の性能や諸特性に．非常
に大きな効果的な変化を与える事が出来る。水素―酸素
燃料電池における苛性カリ水溶液１４の活性化装置につ
いても．鉛蓄電池と同様に．新たな電源を必要としない
活性化装置（特願平１１−１７４４８１参照）を使用す
る事も出来る。以上より．二次電池や燃料電池等の電解
液の活性化により．電池の重量効率や体積効率を飛躍的
に高め．一般的な用途のみならず．特に．自動車などの
動力源としての車載用バッテリーとして．充分な機能を
与えることが出来る。FIG. A cell that is the power generation unit of a conventional secondary battery. This is a schematic representation of what is connected to an activation device (see Japanese Patent Application No. 10-303185). Regarding secondary batteries. In particular. The lead storage battery will be described. 1 is a battery case of a lead storage battery. Generally, it is made of synthetic resin. Reference numeral 2 denotes an anode plate made of lead oxide of PbO2. Reference numeral 3 denotes a cathode plate made of Pb lead. 4 is a separator. Prevents short circuit between electrodes. This is for keeping a constant interval between the electrode plates. 5 is an aqueous solution of dilute sulfuric acid as an electrolytic solution. 6 is a suction tube. To aspirate the diluted sulfuric acid aqueous solution 5 filled in the battery case 1 of the lead storage battery and pull it out. The suction port at the end of the suction tube 6 is. It is immersed in the diluted sulfuric acid solution 5 from the electrolyte injection hole 8. next. About the activation device installed outside the lead storage battery. 9 is an iron core of the electromagnet. Also. Reference numeral 10 denotes a primary winding coil wound around the iron core 9. Now. The diluted sulfuric acid aqueous solution 5 sucked by the suction tube 6 is. Around the primary winding coil 10 of the activation device. Like a secondary winding coil. It was installed in a wrapped state. It is introduced into the activation tube 11. next.
By passing an alternating current through the primary winding coil 10. The aqueous solution 5 of diluted sulfuric acid in the activation tube 11 contains An induced electromotive voltage is induced. By this induced electromotive voltage. Each molecule constituting the aqueous solution 5 of dilute sulfuric acid is excited. The electrons are accelerated. Be activated. for that reason. The constituent molecules become finer. It is in a disjointed state. You start to exercise hard. 7 is a discharge tube. The diluted aqueous solution 5 of sulfuric acid that has been activated by passing through the activation tube 11 is discharged by the discharge tube 7.
From the electrolyte injection hole 8 into the battery case 1. Sequentially. return. 5. The above suction tube Activation tube 11 and discharge tube 7
Is. Respectively. It consists of one continuous tube. still.
The movement of the diluted sulfuric acid aqueous solution 5 in these tubes is as follows. It can be done by the principle of siphon. for that reason. No special power source such as a pump is required. As above. By the principle of siphon. The aqueous solution 5 of diluted sulfuric acid is. Continuously sent to the activation tube 11. Sequentially. Activated. It is returned to the aqueous solution 5 of dilute sulfuric acid in the battery case 1. An aqueous solution 5 of dilute sulfuric acid as an electrolytic solution. The overall vitality will increase.
Like this. Due to increased activation of the electrolyte itself. Performance and characteristics of lead-acid batteries. Conventionally. Inconceivable. big. It can make a dramatic change. Now. FIG.
About the activation device of. Because an electromagnet is used. Newly. Power supply for electromagnet is required. By combination of permanent magnets. An activation device that changes the magnetic field
1-1174481). The electrolyte was introduced through the activation tube 11. It can also be activated. According to this method. Because no special power supply is required. It is more convenient. FIG. Of room temperature fuel cells. It is an alkaline fuel cell. Hydrogen-oxygen fuel cell electrolyte. This is a schematic representation of what is connected to an external activation device (see Japanese Patent Application No. 10-303185). Now. A carbon cathode plate 12 and a carbon anode plate 16 made of a porous carbon electrode plate were used. Of electrolyte. In aqueous solution 14 of caustic potash. Respectively. Set up to face each other. On the upper part of the carbon cathode plate 12,. A fuel gas inlet 15 is provided. from here. To the inside of the carbon cathode plate 12. To introduce fuel gas. A fuel gas introduction groove 13 is provided. First. Used as fuel gas. Hydrogen gas. From the fuel gas inlet 15 provided in the carbon cathode plate 12. It is introduced into the fuel gas introduction groove 13. At this time. Of the fuel gas introduction groove 13. In particular. Surface in direct contact with hydrogen gas. That is. The hydrogen gas entering from the fuel gas contact surface 12a is. gas. liquid. Reaching the reaction zone where three solid phases coexist. Becomes an active hydrogen atom. This active hydrogen atom is. Of the carbon cathode plate 12. In particular. From the electrolyte contact surface 12b. It reacts with the hydroxyl ions that reach this reaction zone to form water. At this time. Electrons are emitted to the carbon cathode plate 12. This electron is a current. Introduced outside. Consumed. on the other hand. Air inlet grooves 18 provided inside a carbon anode plate 16 made of a porous carbon plate. From the air inlet 17 installed above the carbon anode plate 16. Air is introduced.
What are the oxygen molecules in the air? Introduced into the air introduction groove 18. Reached the three-phase reaction zone. Caustic potash aqueous solution 1 as electrolyte
Reacts with 4 to produce hydroxide ions. This hydroxide ion is. Move through the aqueous caustic solution 14. It reaches the carbon cathode plate 12 which faces. First. Reacts with active hydrogen atoms to form carbon cathode plate 12. The hydroxyl ions consumed to emit electrons are. here. It is replenished in the electrolyte. Now. As shown in FIG. To suck by the suction tube 6. The intake at the tip. It is in a state of being immersed in the caustic aqueous solution 14. Also in the case of this fuel cell. As with the lead storage battery described above. Activating apparatus for caustic potassium solution 14 (Japanese Patent Application No. 10-303185)
See). Activate. From the discharge tube 7 to the aqueous caustic potash solution 14 in the battery case 1 sequentially. It is to be returned. Such operations are performed continuously. Caustic potassium aqueous solution 14 as an electrolyte is used. The overall vitality gradually increases. Due to the increase in the activity of the aqueous caustic potash solution 14, For performance and various characteristics of fuel cells. It can make a very effective change. The activation device for the aqueous caustic potassium solution 14 in the hydrogen-oxygen fuel cell is also described. Like lead-acid batteries. An activation device that does not require a new power supply (see Japanese Patent Application No. 11-174481) can be used. From the above. Activation of electrolytes for secondary batteries and fuel cells. Dramatically improved battery weight and volume efficiency. Not only for general use. In particular. As an in-vehicle battery as a power source for automobiles. Sufficient functions can be provided.

【０００７】[0007]

【発明の効果】本発明による電池は．二次電池や燃料電
池の電解液を連続的に活性化し．電極の表面に発生する
導電性の悪い不働態層の生成を．強力に抑制し．さら
に．反応抵抗を．はるかに超える活性エネルギーを．電
解液に与える事が出来るため．中間生成物を分解する反
応を強力に．促進する事ができる。そのため．電池の性
能や諸特性を．劇的に．向上させ．電池の重量効率や体
積効率を飛躍的に高め．自動車の動力源としての車載用
の二次電池および燃料電池として実用化し得る可能性が
ある。The battery according to the present invention has the following features. Continuously activates the electrolyte in secondary and fuel cells. The formation of a passive layer with poor conductivity on the surface of the electrode. Strongly restrained. further. Reaction resistance. Active energy far exceeding. Because it can be given to the electrolyte. Powerful reaction to decompose intermediate products. Can be promoted. for that reason. Battery performance and various characteristics. Dramatically. Improve. Dramatically improved battery weight and volume efficiency. There is a possibility that it can be put to practical use as a vehicle-mounted secondary battery and a fuel cell as a power source of a vehicle.

【０００８】[0008]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による二次電池と活性化装置（特願平１
０−３０３１８５参照）を連結した模式図である。FIG. 1 shows a secondary battery and an activation device according to the present invention (Japanese Patent Application No. 1
0-303185).

【図２】本発明による燃料電池と活性化装置（特願平１
０−３０３１８５参照）を連結した模式図である。FIG. 2 shows a fuel cell and an activation device according to the present invention (Japanese Patent Application No. 1
0-303185).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１． 電槽 ２． 陽極板 ３． 陰極板 ４． 隔離板 ５． 稀硫酸の水溶液 ６． 吸引チューブ ７． 排出チューブ ８． 電解液注入口 ９． 鉄心 １０． 一次巻線コイル １１． 活性化チューブ １２． 炭素陰極板 １２ａ． 燃料ガス接触面 １２ｂ． 電解液接触面 １３． 燃料ガス導入溝 １４． 苛性カリ水溶液 １５． 燃料ガス導入口 １６． 炭素陽極板 １７． 空気導入口 １８． 空気導入溝 1. Battery case 2. Anode plate 3. Cathode plate 4. Separator plate 5. 5. An aqueous solution of dilute sulfuric acid 6. Suction tube 7. Discharge tube Electrolyte inlet 9. Iron core 10. Primary winding coil 11. Activation tube 12. Carbon cathode plate 12a. Fuel gas contact surface 12b. Electrolyte contact surface 13. 13. Fuel gas introduction groove Aqueous caustic potassium solution 15. Fuel gas inlet 16. Carbon anode plate 17. Air inlet 18. Air introduction groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D061 DA01 DA10 DB06 EA18 EC05 EC11 5H027 AA02 AA03 BE07 5H028 AA06 BB10 FF01 FF02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D061 DA01 DA10 DB06 EA18 EC05 EC11 5H027 AA02 AA03 BE07 5H028 AA06 BB10 FF01 FF02

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】二次電池における酸及びアルカリ水溶液か
らなる電解液を磁気により活性化処理した電解液よりな
る電池。1. A battery comprising a secondary battery comprising an electrolytic solution obtained by activating the electrolytic solution comprising an acid and alkali aqueous solution by magnetism. 【請求項２】水素―酸素燃料電池の苛性カリ水溶液から
なる電解液を磁気により活性化処理した電解液よりなる
電池。2. A battery comprising a hydrogen-oxygen fuel cell and an electrolyte obtained by subjecting an electrolyte comprising an aqueous solution of caustic potassium to activation treatment by magnetism.