JP2004342567A

JP2004342567A - プラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧の印加ショックによる鉛電池の電極表面に付着する硫化鉛（ＰｂＳＯ４）の除去装置

Info

Publication number: JP2004342567A
Application number: JP2003171400A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Okuno; 茂夫奥野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-12-02
Also published as: WO2004100303A1; US20060220616A1; WO2004100338A1; TW200507313A

Abstract

【目的】鉛電池の電極表面に大きく成長した非伝導性結晶−以下硫化鉛という−硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜に、図１で示す鉛電池のプラス電圧値Ｅ（Ｖ）を基準にして、そのプラス電圧値Ｅ（Ｖ）よりマイナス方向に針状突起（１μ秒以下）を有する電圧波形幅を連続に鉛電池のプラス電極とマイナス電極間に印加することによって、プラス電極とマイナス電極間に付着した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜の最短突起状結晶部間にある結晶から電極を痛めることなく、順次粉砕し、希硫酸溶液の中に戻し、その後、充電することにより希硫酸溶液の中でＰｂ^＋とＳＯ４⁻に分かれ各電極へ還元して鉛電池の性能を回復させる硫化鉛の除去装置。
【構成】本除去装置は図２で示されるように逆接続保護回路、電圧検出回路、基準電圧発生回路、電圧比較回路、動作・否動作切替回路、発振回路、増幅回路、針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の早い尖頭電圧発生回路、波形整形回路及び動作確認スウィッチを押すことによってのみ作動する動作表示器で構成されている
【選択図】図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は鉛電池の電極に付着する硫化鉛を除去する装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉛電池の電極には放電時および自己放電時の条件や、放置されるとき周囲温度の上下、振動等により硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜がに印加することにより鉛電池の性能を回復させる硫化鉛の除去装置。
【請求項４】
本装置の電源として該当鉛電池を使用し、常時微少電力を消費することにより電極への硫化鉛の付着を防止する硫化鉛の除去装置。
【請求項５】
本除去装置は図２で示されるように逆接続保護回路、電圧検出回路、基準電圧発生回路、電圧比較回路、動作・否動作切替回路、発振回路、増幅回路、針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の早い尖頭電圧発生回路、波形整形回路及び動作確認スウィッチを押すことによってのみ作動する動作表示器で構成されている硫化鉛の除去装置。
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は鉛電池の電極に付着する硫化鉛を除去する装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉛電池の電極には放電時および自己放電時の条件や、放置されるとき周囲温度の上下、振動等により硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜が成長し、極板の表面を覆い、内部抵抗が増大し、電池として使用できなくなることがわかっていた。
この硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜の成長を阻止するには放電条件、温度、振動など細心の注意が必要となる。しかしながら、絶えずこのような注意をはかるには実際に鉛電池を使用する上には不可能に近い。従って硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）を除去するための新しい方法が必要となった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
鉛電池の電極表面に大きく成長した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜と、その電極表面の間に電気ショックを与え、その結果として、電極に付着する硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜を電極から剥離し、その電極下部に落とすことで一時的に鉛電池の性能の回復をはかった装置は過去に作られたことがあった。しかしながら、それはあくまでも鉛電池の一時的回復に他ならなかった。その理由として硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜を電極から剥離して、その電極下部に落としただけでは電解液の比重はすぐにもどらず、ただちに比重を戻す為には希硫酸を補充しなければならなかった。補充をした後、電極下部に落下していた硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜が次第に溶液中に還元され、そのために比重が異常に上昇し、電極表面を痛め、ついには電極全体を破壊し、鉛電池自体の寿命を短くした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
我々は鉛電池の電極表面に大きく成長した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜を電極下部に落とすのではなく、プラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の電流を１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚの周波数で連続に印加することによって、表皮効果とその効果に伴い決定される表皮深さで、電極を傷めることなく硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜の突起状結晶部の表面に近い部位から順次、連続破壊し、極微小な硫化鉛粒子として希硫酸の中に戻し、次に充電をすることによって、希硫酸溶液の中でＰｂ^＋とＳＯ_４ ⁻に分かれ各電極へ還元して鉛電池の性能を回復させる方法を考えた。この方法では鉛電池の電極へ直接電流を印加しないために電極へのダメージは無く、なおかつ、鉛電池の比重は印加時間に比例して回復し、その性能の回復もはかられた。
【０００５】
【作用】
電極上に大きく成長した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）を硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と鉛（Ｐｂ）と二酸化鉛（ＰｂＯ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）に戻すために我々は電極に対してプラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の電流を１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚの周波数で印加することを考えた。マイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の早い電流は表皮効果とその効果に伴う表皮深さで決定される染み込み深さ（試算によると０．０１ｍｍ以下）により硫化鉛結晶の非常に薄い表面部のみを集中して破壊し、なお且つ、プラス電極とマイナス電極間に付着した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜の結晶部間にある最短距離に置かれた結晶から順次、破壊する。このため電極を傷めることなく、硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の結晶は希硫酸の中へ極微小の硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）として浮遊し、次に
充電をすることにより希硫酸溶液の中でＰｂ^＋とＳＯ_４ ⁻に分かれ各電極へ還元して鉛電池の性能を回復して最初の比重にもどる。１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚの周波数はその周波数の変化が鉛電池の性能の回復時間を左右する。
【０００６】
【実施例】
逆電圧発生器によって作られたマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の電流を、鉛電池の電極に１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚの周波数で印加する時、表皮効果とその効果に伴うパルス幅で決定される表皮深さにより成長した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の結晶表面の大きな突起部分より順次破壊され、充電を行うことにより、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と鉛（Ｐｂ）と二酸化鉛（ＰｂＯ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）に戻されて行き、プラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の電流の印加→充電→プラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の電流の印加→充電を繰り返すことによって鉛電池の電極表面に付着した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の結晶は破壊され、スポンジ状態になり、鉛電池の性能は回復される。
【０００７】
【発明の効果】
鉛電池の電極に付着した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の除去装置により、プラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の早い立下りをもつ電流を１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚの周波数で鉛電池のプラス電極とマイナス電極間に印加する時、結晶表面の突起部におこる電荷の集中と、加えて表皮効果とその効果によって決定される表皮深さにより大きく成長した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の結晶表面は破壊され、順次、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と鉛（Ｐｂ）と二酸化鉛（ＰｂＯ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）に戻されて行き、鉛電池の性能は製造初期の状態に回復した。
【０００８】
【追記】
針状突起の幅は０．０１μ秒としているがそれよりも短い場合はいくつにでも設定してよい。しかし工学的に早い数ｎ秒の針状突起の電圧波形幅（Ｔｂ）を廉価で作るには困難であるため、実用上問題の無い０．０１μ秒にしている。
逆電圧の大きさは電源電圧Ｅ（ｖ）の約４倍としているがこれはもっと大きくても良い。それは鉛電池の電極の大きさに応じて逆電圧の電圧値を決定するものとする。
印加の繰り返し周波数は１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚとしているがこれは鉛電池の電極の大きさ、硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の状態及び回復時間の長短に応じて最良の周波数を選ぶものとする。
【図面の簡単な説明】
図２にこの鉛電池の電極に付着する硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の除去装置の回路構成図を、図１に回路構成図中の点Ａについての波形を示す。
【図】図２に鉛電池の電極に付着する硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）の除去装置の回路構成を示す。
本除去装置は図２で示されるように逆接続保護回路、電圧検出回路、基準電圧発生回路、電圧比較回路、動作・否動作切替回路、発振回路、増幅回路、針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の早い尖頭電圧発生回路、波形整形回路及び動作確認スウィッチを押すことによってのみ作動する動作表示器で構成されている。
図１は図２の回路構成図の中のＡの波形を示す。
図１の電圧波形幅（Ｔｂ）は１μ秒以下であり、電圧（Ｅ）は電源電圧の４倍としている。

Claims

鉛電池の電極表面に大きく成長した非伝導性結晶−以下硫化鉛という−硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜に、図１で示す鉛電池のプラス電圧値Ｅ（ｖ）を基準にして、そのプラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧を鉛電池のプラス電極とマイナス電極間に印加することによって、プラス電極とマイナス電極間に付着した硫化鉛（ＰｂＳＯ_４）皮膜の最短突起状結晶部間にある結晶から順次粉砕し、希硫酸溶液の中に戻し、その後、充電することにより希硫酸溶液の中でＰｂ^＋とＳＯ_４ ⁻に分かれ各電極へ還元して鉛電池の性能を回復させる硫化鉛の除去装置。
鉛電池のプラス電極とマイナス電極間に印加するプラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の電流は表皮効果による染み込み深さが非常に薄いため、硫化鉛の粉砕深さがその結晶表面上のみに収まり、電極表面を痛めることなく鉛電池の性能の回復をはかる硫化鉛の除去装置。
鉛電池の電極の状態に応じてプラス電圧値Ｅ（ｖ）よりマイナス方向に針状突起を有する電圧を１ＫＨｚ以上１００ＫＨｚの周波数で調整し、任意の最適周波数を鉛電池のプラス電極とマイナス電極間に印加することにより鉛電池の性能を回復させる硫化鉛の除去装置。
本装置の電源として該当鉛電池を使用し、常時微少電力を消費することにより電極への硫化鉛の付着を防止する硫化鉛の除去装置。
本除去装置は図２で示されるように逆接続保護回路、電圧検出回路、基準電圧発生回路、電圧比較回路、動作・否動作切替回路、発振回路、増幅回路、針状突起を有する電圧波形幅（Ｔｂ）が１μ秒以下の早い尖頭電圧発生回路、波形整形回路及び動作確認スウィッチを押すことによってのみ作動する動作表示器で構成されている硫化鉛の除去装置。