リサイクルマーク(リサイクル法 fă による)
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí (なまりちくでんち)とは、二 èr 次 cì 電 diàn 池 chí の一 yī 種 zhŏng で電 diàn 極 jí に鉛 qiān を用 yòng いるものの総 zŏng 称 chēng 。単 dān セル電 diàn 圧 yā が公 gōng 称 chēng 2.0ボルト (V)と比 bĭ 較 jiaò 的 de 高 gaō めで、かつ安 ān 価 jià であることから広 guăng く用 yòng いられている。多 duō くの製 zhì 品 pĭn は、内 neì 部 bù で複 fù 数 shù セルが直 zhí 列 liè に繋 xì がれ、12 Vや 24 V で構 goù 成 chéng されている。
1859年 nián にガストン・プランテが発 fā 明 míng した鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí のイラスト
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は、1859年 nián にガストン・プランテ により発 fā 明 míng された[ 8] 。プランテの鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は、2枚 meí の薄 bó い鉛 qiān 板 băn の間 jiān に2本 běn のテープ(ゴム帯 daì )を挟 xié んで円 yuán 筒 tŏng 形 xíng に巻 juàn き込み希 xī 硫 liú 酸 suān を充 chōng 填 tián したものであった[ 8] 。1881年 nián 、カミーユ・アルフォンス・フォーレ は、酸 suān 化 huà 鉛 qiān の粉 fěn 末 mò を硫 liú 酸 suān で練 liàn ってペーストにした物 wù をプレスして加 jiā 熱 rè することで、海 haĭ 綿 mián 状 zhuàng の鉛 qiān の板 băn を大 dà 量 liàng に製 zhì 造 zaò する方 fāng 法 fă を発 fā 明 míng した。この方 fāng 法 fă により製 zhì 造 zaò された電 diàn 極 jí を用 yòng いた鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí の容 róng 量 liàng は大 dà 幅 fú に増 zēng 強 qiáng されており、この技 jì 術 shù は現 xiàn 在 zaì も利 lì 用 yòng されている。
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は、正 zhèng 極 jí (陽 yáng 極 jí 板 băn )に二 èr 酸 suān 化 huà 鉛 qiān 、負 fù 極 jí (陰 yīn 極 jí 板 băn )に海 haĭ 綿 mián 状 zhuàng の鉛 qiān 、電 diàn 解 jiě 液 yè として希 xī 硫 liú 酸 suān を用 yòng いた二 èr 次 cì 電 diàn 池 chí である。正 zhèng 極 jí ・負 fù 極 jí の双 shuāng 方 fāng から電 diàn 解 jiě 液 yè 中 zhōng に硫 liú 酸 suān イオンが移 yí 動 dòng することで充 chōng 電 diàn され、電 diàn 解 jiě 液 yè 中 zhōng の硫 liú 酸 suān イオンが正 zhèng 極 jí ・負 fù 極 jí の双 shuāng 方 fāng に移 yí 動 dòng することで放 fàng 電 diàn を行 xíng う(詳 xiáng 細 xì は後 hoù 述 shù )。放 fàng 電 diàn すると、硫 liú 酸 suān イオンが正 zhèng 極 jí ・負 fù 極 jí の双 shuāng 方 fāng に移 yí 動 dòng するために電 diàn 解 jiě 液 yè の比 bĭ 重 zhòng は低 dī 下 xià し、逆 nì に充 chōng 電 diàn すると上 shàng 昇 shēng する。なお、電 diàn 解 jiě 液 yè の比 bĭ 重 zhòng の変 biàn 化 huà は、放 fàng 電 diàn 時 shí に正 zhèng 極 jí で水 shuĭ が作 zuò られることも関 guān 係 xì している。鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は、短 duăn 時 shí 間 jiān で大 dà 電 diàn 流 liú を放 fàng 電 diàn させても、長 cháng 時 shí 間 jiān で緩 huăn やかな放 fàng 電 diàn を行 xíng っても比 bĭ 較 jiaò 的 de 安 ān 定 dìng した性 xìng 能 néng を持 chí ち、ほかの二 èr 次 cì 電 diàn 池 chí と異 yì なり、放 fàng 電 diàn しきらない状 zhuàng 態 taì で再 zaì 充 chōng 電 diàn を行 xíng ってもメモリー効 xiaò 果 guŏ は表 biaŏ れない。一 yī 方 fāng 、他 tā の蓄 xù 電 diàn 池 chí に比 bĭ べて大 dà 型 xíng で重 zhòng く、希 xī 硫 liú 酸 suān を使 shĭ うために漏 loù 洩 xiè や破 pò 損 sŭn 時 shí に危 weī 険 xiăn が伴 bàn う。過 guò 放 fàng 電 diàn によりサルフェーション (白 baí 色 sè 硫 liú 酸 suān 鉛 qiān 化 huà )と呼 hū ばれる現 xiàn 象 xiàng が生 shēng じて容 róng 量 liàng が低 dī 下 xià する。また、充 chōng 電 diàn 量 liàng の低 dī 下 xià に伴 bàn って電 diàn 解 jiě 液 yè の濃 nóng 度 dù が低 dī 下 xià し、凝 níng 固 gù 点 diăn が上 shàng がるため、極 jí 寒 hán 地 dì では電 diàn 解 jiě 液 yè が凍 dòng 結 jié しやすくなり、凍 dòng 結 jié 時 shí の膨 péng 張 zhāng により容 róng 器 qì が破 pò 損 sŭn する場 cháng 合 hé もある。このことから、こまめに充 chōng 電 diàn して過 guò 放 fàng 電 diàn を避 bì けたほうがより長 cháng く機 jī 能 néng を維 weí 持 chí できる[ 9] 。空 kōng になるまで放 fàng 電 diàn させる用 yòng 途 tú のために電 diàn 極 jí を改 gaĭ 良 liáng したディープサイクルバッテリー も存 cún 在 zaì する。
硫 liú 酸 suān の比 bĭ 重 zhòng を測 cè る事 shì で電 diàn 池 chí の充 chōng 電 diàn レベルを測 cè 定 dìng する比 bĭ 重 zhòng 計 jì
自 zì 動 dòng 車 chē のバッテリー として広 guăng く利 lì 用 yòng されているのをはじめ、産 chăn 業 yè 用 yòng として商 shāng 用 yòng 電 diàn 源 yuán が停 tíng 電 diàn した時 shí における浮 fú 動 dòng 充 chōng 電 diàn 用 yòng 無 wú 停 tíng 電 diàn 電 diàn 源 yuán 装 zhuāng 置 zhì の用 yòng 途 tú や、電 diàn 池 chí で駆 qū 動 dòng する電 diàn 動 dòng フォークリフト ・ゴルフカートといった電 diàn 動 dòng 車 chē 用 yòng 主 zhŭ 電 diàn 源 yuán などにも用 yòng いられている。また小 xiaŏ 型 xíng 飛 feī 行 xíng 機 jī 用 yòng としても広 guăng く使 shĭ われている。自 zì 動 dòng 車 chē ・小 xiaŏ 型 xíng 飛 feī 行 xíng 機 jī いずれの場 cháng 合 hé も、オルタネーター (交 jiaō 流 liú 発 fā 電 diàn 機 jī )で発 fā 生 shēng した交 jiaō 流 liú をダイオード などによって整 zhěng 流 liú することによって直 zhí 流 liú にして充 chōng 電 diàn される。小 xiaŏ さなところでは、アイワ のヘッドホンステレオ などのガム型 xíng 電 diàn 池 chí でも使 shĭ われた。
潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn (通 tōng 常 cháng 動 dòng 力 lì 型 xíng )「ホランド 」(1900年 nián )の誕 dàn 生 shēng 以 yĭ 来 laí 、潜 qián 航 háng 時 shí の主 zhŭ な動 dòng 力 lì 源 yuán となっている。不 bù 定 dìng な充 chōng 放 fàng 電 diàn に強 qiáng い特 tè 性 xìng が、エンジンを回 huí して充 chōng 電 diàn できる浮 fú 上 shàng 機 jī 会 huì が一 yī 定 dìng しない潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn の運 yùn 用 yòng に適 shì している。重 zhòng 量 liàng の大 dà きさも、艦 jiàn の姿 zī 勢 shì を保 baŏ つバラスト に利 lì 用 yòng している。海 haĭ 上 shàng 自 zì 衛 weì 隊 duì の「おうりゅう 」(2020年 nián 就 jiù 役 yì )は世 shì 界 jiè で初 chū めてリチウムイオン電 diàn 池 chí を採 caĭ 用 yòng したが、最 zuì 初 chū の研 yán 究 jiū 試 shì 作 zuò から約 yuē 17年 nián を要 yaò した。
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí の電 diàn 極 jí における化 huà 学 xué 反 făn 応 yīng は下 xià 記 jì で示 shì され、PbとPbO2 におけるPbの酸 suān 化 huà 数 shù の差 chaī を利 lì 用 yòng した電 diàn 池 chí である。
放 fàng 電 diàn 時 shí
充 chōng 電 diàn 時 shí
負 fù 極 jí
Pb
+
SO
4
2
−
⟶
PbSO
4
+
2
e
−
{\displaystyle {\ce {Pb\ +SO4^{2-}->PbSO4\ +2{\mathit {e}}^{-}}}}
PbSO
4
+
2
e
−
⟶
Pb
+
SO
4
2
−
{\displaystyle {\ce {PbSO4\ +2{\mathit {e}}^{-}->Pb\ +SO4^{2-}}}}
正 zhèng 極 jí
PbO
2
+
4
H
+
+
SO
4
2
−
+
2
e
−
⟶
PbSO
4
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\ce {PbO2\ +4H^{+}\ +SO4^{2-}\ +2{\mathit {e}}^{-}->PbSO4\ +2H2O}}}
PbSO
4
+
2
H
2
O
⟶
PbO
2
+
4
H
+
+
SO
4
2
−
+
2
e
−
{\displaystyle {\ce {PbSO4\ +2H2O->PbO2\ +4H^{+}\ +SO4^{2-}\ +2{\mathit {e}}^{-}}}}
上 shàng の2本 běn の式 shì は1本 běn にまとめることができる
Pb
+
PbO
2
+
2
H
2
SO
4
⟶
2
PbSO
4
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\ce {Pb\ +PbO2\ +2H2SO4\longrightarrow 2PbSO4\ +2H2O}}}
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí の構 goù 造 zaò は次 cì の通 tōng りである。
正 zhèng 極 jí
負 fù 極 jí
電 diàn 極 jí 格 gé 子 zĭ : 鉛 qiān 、または鉛 qiān 合 hé 金 jīn
活 huó 物 wù 質 zhí : 鉛 qiān Pb
電 diàn 解 jiě 液 yè : 希 xī 硫 liú 酸 suān (H2 SO4 )濃 nóng 度 dù :30-35%程 chéng 度 dù を用 yòng 途 tú 別 bié にJIS で規 guī 定 dìng
セパレーター: 合 hé 成 chéng 樹 shù 脂 zhī 製 zhì で多 duō 孔 kŏng 質 zhí の隔 gé 離 lí 板 băn [ 9]
電 diàn 槽 caó ・ふた: 正 zhèng 極 jí ・負 fù 極 jí 板 băn ・セパレータを組 zŭ み合 hé わせた極 jí 群 qún や電 diàn 解 jiě 液 yè を収 shoū 納 nà する容 róng 器 qì
他 tā に電 diàn 極 jí 端 duān 子 zĭ や安 ān 全 quán 弁 biàn 、それらのシール材 caí や表 biaŏ 示 shì 物 wù がある。
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は電 diàn 極 jí として2枚 meí の鉛 qiān 板 băn を使 shĭ って実 shí 現 xiàn することができる。しかしながら、こういった構 goù 造 zaò は葉 xié 書 shū サイズの極 jí 板 băn でわずか1アンペア程 chéng しか生 shēng み出 chū せず、動 dòng 作 zuò もわずか数 shù 分 fēn である。
ガストン・プランテはかなり大 dà きな有 yoŭ 効 xiaò 表 biaŏ 面 miàn 積 jī を稼 jià ぐ方 fāng 法 fă を見 jiàn 出 chū した。プランテの設 shè 計 jì では、正 zhèng 極 jí 板 băn と負 fù 極 jí 板 băn が渦 wō 巻 juàn 状 zhuàng に巻 juàn いた鉛 qiān 箔 bó であり、それらは薄 bó い布 bù で隔 gé 離 lí されている。このセル(単 dān 電 diàn 池 chí )の容 róng 量 liàng は最 zuì 初 chū は低 dī かった。そのため、鉛 qiān 箔 bó を腐 fŭ 食 shí させて二 èr 酸 suān 化 huà 鉛 qiān を形 xíng 成 chéng させ、表 biaŏ 面 miàn 積 jī を増 zēng 大 dà させるためにこれを粗 cū 面 miàn 化 huà する工 gōng 程 chéng が必 bì 要 yaò とされた。当 dāng 初 chū 、この工 gōng 程 chéng には一 yī 次 cì 電 diàn 池 chí からの電 diàn 力 lì が使 shĭ 用 yòng されていた。1870年 nián 以 yĭ 後 hoù に発 fā 電 diàn 機 jī が利 lì 用 yòng 可 kě 能 néng になると、電 diàn 池 chí の製 zhì 造 zaò コストが大 dà きく低 dī 下 xià した[ 10] 。プランテ式 shì 極 jí 板 băn は現 xiàn 在 zaì でも据 jù 置 zhì 型 xíng 蓄 xù 電 diàn 池 chí で使 shĭ 用 yòng されている。
1880年 nián 、カミーユ・アルフォンス・フォーレ (英 yīng 語 yŭ 版 băn ) が(電 diàn 流 liú 導 daŏ 体 tĭ として機 jī 能 néng する)鉛 qiān 格 gé 子 zĭ を二 èr 酸 suān 化 huà 鉛 qiān 、硫 liú 酸 suān 、水 shuĭ を練 liàn ったペーストで被 beì 覆 fù した後 hoù 、高 gaō 湿 shī 度 dù 環 huán 境 jìng で穏 wěn やかに加 jiā 熱 rè する熟 shú 成 chéng (キュアリング)工 gōng 程 chéng によって極 jí 板 băn を作 zuò 成 chéng する方 fāng 法 fă について特 tè 許 xŭ を取 qŭ 得 dé した。熟 shú 成 chéng 工 gōng 程 chéng は上 shàng 記 jì のペーストを鉛 qiān 極 jí 板 băn に付 fù 着 zhaó した硫 liú 酸 suān 鉛 qiān の混 hún 合 hé 物 wù へと変 biàn 化 huà させる。次 cì に、電 diàn 池 chí の初 chū 期 qī 充 chōng 電 diàn (「化 huà 成 chéng 」と呼 hū ばれる)中 zhōng に、極 jí 板 băn 状 zhuàng の熟 shú 成 chéng されたペーストが電 diàn 気 qì 化 huà 学 xué 的 de に活 huó 性 xìng な素 sù 材 caí (活 huó 物 wù 質 zhí と呼 hū ばれる)へと変 biàn 換 huàn される。フォーレの製 zhì 造 zaò 法 fă によって、鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí を製 zhì 造 zaò するための時 shí 間 jiān とコスト大 dà 幅 fú に低 dī 減 jiăn され、プランテの電 diàn 池 chí と比 bĭ 較 jiaò して容 róng 量 liàng がかなり増 zēng 大 dà した[ 11] 。フォーレの手 shoŭ 法 fă は今 jīn 日 rì でも使 shĭ 用 yòng されており、ペースト組 zŭ 成 chéng 、熟 shú 成 chéng (今 jīn も蒸 zhēng 気 qì 中 zhōng で行 xíng われているが、現 xiàn 在 zaì は非 feī 常 cháng に厳 yán 密 mì に制 zhì 御 yù されている)、および格 gé 子 zĭ 体 tĭ の構 goù 造 zaò と組 zŭ 成 chéng については漸 jiàn 進 jìn 的 de な改 gaĭ 善 shàn しか成 chéng されていない。
フォーレによって開 kaī 発 fā された格 gé 子 zĭ 体 tĭ は純 chún 鉛 qiān の棒 bàng が直 zhí 角 jiaŏ に連 lián 結 jié されたものだった。対 duì 照 zhaò 的 de に、今 jīn 日 rì の格 gé 子 zĭ 体 tĭ は機 jī 械 xiè 的 de 強 qiáng 度 dù が高 gaō められ、電 diàn 流 liú がよく流 liú れるよう設 shè 計 jì されている(理 lĭ 想 xiăng 的 de には、格 gé 子 zĭ 上 shàng の全 quán ての点 diăn が電 diàn 源 yuán 導 daŏ 体 tĭ から等 děng 距 jù 離 lí にあることが望 wàng ましい)。また、フォーレが格 gé 子 zĭ 体 tĭ に純 chún 鉛 qiān を使 shĭ 用 yòng したのに対 duì して、その1年 nián 以 yĭ 内 neì (1881年 nián )には純 chún 鉛 qiān が鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn (アンチモン 含 hán 量 liàng は8 - 12質 zhí 量 liàng %)によって置 zhì き換 huàn えられた。鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn によって格 gé 子 zĭ 体 tĭ の機 jī 械 xiè 的 de 強 qiáng 度 dù が飛 feī 躍 yuè 的 de に高 gaō まった。しかしながら、高 gaō アンチモン格 gé 子 zĭ を使 shĭ 用 yòng すると負 fù 極 jí での水 shuĭ 素 sù 発 fā 生 shēng が大 dà きくなり、電 diàn 解 jiě 液 yè の減 jiăn 少 shaŏ が早 zaŏ まり、メンテナンスコストが高 gaō いという問 wèn 題 tí が生 shēng じた。これらの問 wèn 題 tí は1930年 nián 代 daì にベル研 yán のU. B. ThomasとW. E. Haringによって割 gē り出 chū され、最 zuì 終 zhōng 的 de には1935年 nián に米 mĭ 国 guó の電 diàn 話 huà 網 wăng 上 shàng の予 yŭ 備 beì 電 diàn 池 chí のために鉛 qiān -カルシウム合 hé 金 jīn 格 gé 子 zĭ が開 kaī 発 fā されるに至 zhì った。数 shù 年 nián 後 hoù に欧 oū 州 zhoū では鉛 qiān -セレン 合 hé 金 jīn 格 gé 子 zĭ が開 kaī 発 fā された。鉛 qiān -カルシウム合 hé 金 jīn 格 gé 子 zĭ と鉛 qiān -セレン合 hé 金 jīn 格 gé 子 zĭ にはどちらもまだアンチモンが添 tiān 加 jiā されていたが、旧 jiù 式 shì の高 gaō アンチモン合 hé 金 jīn よりも含 hán 量 liàng はかなり低 dī いものだった(鉛 qiān -カルシウム合 hé 金 jīn で4 - 6%、鉛 qiān -セレン合 hé 金 jīn で1 - 2%)。これらの冶 yě 金 jīn 学 xué 的 de 改 gaĭ 良 liáng によって格 gé 子 zĭ の強 qiáng 度 dù が高 gaō まったため、より多 duō くの活 huó 物 wù 質 zhí を支 zhī えられるようになり、極 jí 板 băn はより厚 hoù くなり、電 diàn 池 chí の寿 shoù 命 mìng が延 yán びた。高 gaō アンチモン格 gé 子 zĭ はサイクル安 ān 定 dìng 性 xìng が高 gaō いため、現 xiàn 在 zaì でも充 chōng 放 fàng 電 diàn サイクルの頻 pín 度 dù が高 gaō く、充 chōng 電 diàn 電 diàn 流 liú が低 dī いため水 shuĭ 素 sù ガスの発 fā 生 shēng が顕 xiăn 著 zhù ではない用 yòng 途 tú で使 shĭ 用 yòng されている。1950年 nián 代 daì からは、水 shuĭ 素 sù ガス発 fā 生 shēng 量 liàng が小 xiaŏ さく、メンテナンス経 jīng 費 feì も低 dī い鉛 qiān -カルシウム電 diàn 池 chí と鉛 qiān -セレン電 diàn 池 chí が次 cì 第 dì に充 chōng 放 fàng 電 diàn 回 huí 数 shù が少 shaŏ ない用 yòng 途 tú (例 lì えば予 yŭ 備 beì 電 diàn 池 chí )向 xiàng けに使 shĭ われるようになっていった。1980年 nián 代 daì から自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 電 diàn 池 chí として使 shĭ 用 yòng されているいわゆる「カルシウムバッテリー」の鉛 qiān -カルシウム合 hé 金 jīn にはアンチモンはほとんど含 hán まれておらず、錫 xí を添 tiān 加 jiā することで強 qiáng 度 dù が高 gaō められている。
鉛 qiān 合 hé 金 jīn からアンチモンを除 chú 去 qù すると、過 guò 放 fàng 電 diàn 後 hoù の再 zaì 充 chōng 電 diàn が困 kùn 難 nán になり過 guò 度 dù の充 chōng 放 fàng 電 diàn や高 gaō 温 wēn 過 guò 充 chōng 電 diàn により寿 shoù 命 mìng 劣 liè 化 huà が起 qĭ きる「アンチモンフリー効 xiaò 果 guŏ 」が知 zhī られている[ 12] 。そのため、ヘビーデューティー用 yòng 途 tú には正 zhèng 極 jí 格 gé 子 zĭ に鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn を、負 fù 極 jí 格 gé 子 zĭ に鉛 qiān -カルシウム合 hé 金 jīn を使 shĭ 用 yòng するハイブリッド型 xíng 電 diàn 池 chí が使 shĭ 用 yòng されている。
従 cóng 来 laí の鉛 qiān だけで構 goù 成 chéng される電 diàn 極 jí 格 gé 子 zĭ に代 daì わり、新 xīn たな材 caí 質 zhí として鉛 qiān とスズ 、カルシウム の合 hé 金 jīn が使 shĭ われている。材 caí 質 zhí の改 gaĭ 良 liáng などにより自 zì 己 jĭ 放 fàng 電 diàn が減 jiăn 少 shaŏ し、1年 nián に20%程 chéng 度 dù しか消 xiaō 耗 haò しないようになった[ 9] 。
水 shuĭ 系 xì の電 diàn 解 jiě 液 yè を使 shĭ 用 yòng しているにもかかわらず水 shuĭ が電 diàn 気 qì 分 fēn 解 jiě する電 diàn 圧 yā (1.23 V)よりも高 gaō い電 diàn 圧 yā (約 yuē 2 V)にできるのは、負 fù 極 jí 材 caí である鉛 qiān の水 shuĭ 素 sù 過 guò 電 diàn 圧 yā が大 dà きく、水 shuĭ 素 sù イオンが水 shuĭ 素 sù 分 fēn 子 zĭ となりにくいためである[ 13] 。
鉛 qiān 電 diàn 池 chí は正 zhèng 極 jí 板 băn の構 goù 造 zaò によりプランテ式 shì 、セミブランテ式 shì 、クラッド式 shì に分 fēn 類 leì される[ 8] 。また、負 fù 極 jí 板 băn にはペースト式 shì とボックス式 shì がある[ 8] 。
プランテ式 shì
プランテ式 shì にはチュードル式 shì とクロライド式 shì (マンチェスター式 shì )がある[ 8] 。
チュードル式 shì
鉛 qiān 板 băn に多 duō 数 shù の縦 zòng 溝 goū を切 qiē ることで表 biaŏ 面 miàn 積 jī を稼 jià ぎ表 biaŏ 面 miàn を電 diàn 解 jiě 酸 suān 化 huà させた極 jí 板 băn [ 8] 。1883年 nián にヘンリー・オーウェン・チュードルが発 fā 明 míng [ 8] 。
クロライド式 shì (マンチェスター式 shì )
鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn に多 duō 数 shù の円 yuán 形 xíng の穴 xué をあけて純 chún 鉛 qiān のリボンを付 fù けてリボン表 biaŏ 面 miàn を酸 suān 化 huà 鉛 qiān にした極 jí 板 băn [ 8] 。1895年 nián にマンチェスターに工 gōng 場 cháng があったクロライド蓄 xù 電 diàn 池 chí 会 huì 社 shè が製 zhì 造 zaò を開 kaī 始 shĭ した方 fāng 式 shì [ 8] 。
セミプランテ式 shì
純 chún 鉛 qiān 板 băn に疎 shū に溝 goū を切 qiē りペーストを充 chōng 填 tián した極 jí 板 băn [ 8] 。
クラッド式 shì
クラッド式 shì にはエボナイト・クラッド、ファイバー・クラッド、ペースト式 shì がある[ 8] 。
エボナイト・クラッド
径 jìng が10mm程 chéng 度 dù のエボナイト 管 guăn に切 qiē れ込みを入 rù れて電 diàn 解 jiě 液 yè が入 rù るようにし、鉛 qiān の心 xīn 金 jīn の周 zhoū 囲 weí に活 huó 物 wù 質 zhí をコートしパイプに充 chōng 填 tián したもの[ 8] 。
ファイバー・クラッド
ガラス繊 xiān 維 weí やポリエステル繊 xiān 維 weí などの繊 xiān 維 weí をチューブ状 zhuàng に編 biān み上 shàng げて、その内 neì 部 bù に鉛 qiān の心 xīn 金 jīn と活 huó 物 wù 質 zhí を充 chōng 填 tián したもの[ 8] 。
ペースト式 shì
鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn の格 gé 子 zĭ 枠に活 huó 物 wù 質 zhí を塗 tú り込んで極 jí 板 băn にしたもの[ 8] 。
ペースト式 shì
鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn 等 děng の格 gé 子 zĭ 枠にペーストを塗 tú り込んで負 fù 極 jí に化 huà 成 chéng して海 haĭ 綿 mián 状 zhuàng 鉛 qiān にしたもの[ 8] 。
ボックス式 shì
鉛 qiān -アンチモン合 hé 金 jīn 等 děng の格 gé 子 zĭ 枠にペーストを塗 tú り込んで両 liăng 面 miàn に穴 xué のあいた純 chún 鉛 qiān 薄 bó 板 băn で被 beì 覆 fù したもの[ 8] 。
この
節 jié の
加 jiā 筆 bĭ が
望 wàng まれています。
(2016年 nián 6月 yuè )
ベント形 xíng (開 kaī 放 fàng 形 xíng [ 14] )
古 gŭ くからある構 goù 造 zaò で、電 diàn 解 jiě 液 yè に極 jí 板 băn を浸 jìn し、蓋 gaì に主 zhŭ に充 chōng 電 diàn 時 shí に発 fā 生 shēng するガスを逃 taó がすための排 paí 気 qì 孔 kŏng があるもの。排 paí 気 qì 孔 kŏng は単 dān にその場 cháng でガスを解 jiě 放 fàng するものや、排 paí 気 qì 用 yòng の管 guăn を接 jiē 続 xù できるものなどがある。電 diàn 池 chí を倒 daŏ したり逆 nì さにするとこの排 paí 気 qì 孔 kŏng から電 diàn 解 jiě 液 yè の希 xī 硫 liú 酸 suān が漏 loù れるので取 qŭ り扱 xī いに注 zhù 意 yì を要 yaò する。
充 chōng 電 diàn 時 shí に電 diàn 解 jiě 液 yè 中 zhōng の水 shuĭ が電 diàn 気 qì 分 fēn 解 jiě され、水 shuĭ 素 sù ガスと酸 suān 素 sù ガスが発 fā 生 shēng する。このガスは排 paí 気 qì 孔 kŏng から放 fàng 出 chū されるが、火 huŏ が付 fù くと爆 baò 発 fā 的 de に燃 rán えるので注 zhù 意 yì が必 bì 要 yaò である。実 shí 際 jì には電 diàn 解 jiě 液 yè (硫 liú 酸 suān )が霧 wù 状 zhuàng になって混 hún ざっており、無 wú 雑 zá 作 zuò に放 fàng 出 chū すると周 zhoū 囲 weí を腐 fŭ 食 shí させ電 diàn 解 jiě 液 yè を消 xiaō 費 feì するので、極 jí 力 lì 分 fēn 離 lí して電 diàn 解 jiě 液 yè を外 waì に出 chū さない工 gōng 夫 fū が施 shī される。
電 diàn 気 qì 分 fēn 解 jiě や蒸 zhēng 発 fā により電 diàn 解 jiě 液 yè 中 zhōng の水 shuĭ が失 shī われるため、電 diàn 解 jiě 液 yè 量 liàng を点 diăn 検 jiăn し精 jīng 製 zhì 水 shuĭ を補 bŭ 充 chōng するメンテナンス(補 bŭ 水 shuĭ )が必 bì 要 yaò である。電 diàn 解 jiě 液 yè が減 jiăn 少 shaŏ し極 jí 板 băn が液 yè 面 miàn 上 shàng に露 lù 出 chū するとその部 bù 分 fēn が不 bù 可 kě 逆 nì 的 de に劣 liè 化 huà する。また電 diàn 解 jiě 液 yè が減 jiăn 少 shaŏ するとその分 fēn 電 diàn 池 chí 内 neì に溜 liū まるガスの量 liàng が増 zēng え、万 wàn 一 yī 着 zhaó 火 huŏ すると危 weī 険 xiăn となるので、補 bŭ 水 shuĭ は非 feī 常 cháng に重 zhòng 要 yaò である。もっとも、現 xiàn 在 zaì では電 diàn 解 jiě 液 yè の減 jiăn 少 shaŏ を減 jiăn らす工 gōng 夫 fū がなされたもの(メンテナンスフリー (MF) バッテリーと呼 hū ばれる)が多 duō く、中 zhōng には寿 shoù 命 mìng まで補 bŭ 水 shuĭ の必 bì 要 yaò がないもの(およびベント型 xíng だがシール型 xíng のように補 bŭ 水 shuĭ 口 koŭ を持 chí たないもの)も存 cún 在 zaì する。
日 rì 本 běn の自 zì 動 dòng 車 chē の始 shĭ 動 dòng 用 yòng 鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí (SLI (Starting, Lighting and Ignition) バッテリー)は主 zhŭ にこのベント形 xíng だが、車 chē 室 shì 内 neì やトランクルーム 内 neì に搭 dā 載 zaì されるバッテリーは制 zhì 御 yù 弁 biàn 式 shì が使 shĭ 用 yòng されることが多 duō い。
シール形 xíng [ 15]
通 tōng 常 cháng は密 mì 閉 bì 状 zhuàng 態 taì が維 weí 持 chí され、使 shĭ 用 yòng 期 qī 間 jiān 中 zhōng に補 bŭ 液 yè や補 bŭ 水 shuĭ ができない電 diàn 池 chí の総 zŏng 称 chēng 。制 zhì 御 yù 弁 biàn 式 shì 電 diàn 池 chí や密 mì 閉 bì 形 xíng 電 diàn 池 chí などがある[ 16] 。
制 zhì 御 yù 弁 biàn 式 shì (VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid) battery)
ガスの発 fā 生 shēng を減 jiăn らし容 róng 器 qì を密 mì 閉 bì できるようにしたもの。充 chōng 電 diàn 時 shí に発 fā 生 shēng する水 shuĭ 素 sù ガスと酸 suān 素 sù ガスをカルシウムを含 hán む極 jí 板 băn により水 shuĭ に戻 lì す[ 17] 。補 bŭ 水 shuĭ は不 bù 要 yaò 、すなわちメンテナンスフリー (MF) バッテリーとなる。
実 shí 際 jì にはガスの発 fā 生 shēng を完 wán 全 quán になくすまでには至 zhì っておらず、電 diàn 池 chí の内 neì 圧 yā が一 yī 定 dìng 値 zhí を超 chaō えると制 zhì 御 yù 弁 biàn が開 kaī きガスを放 fàng 出 chū し、内 neì 圧 yā が下 xià がると制 zhì 御 yù 弁 biàn は再 zaì び閉 bì じる。保 baŏ 管 guăn 中 zhōng は制 zhì 御 yù 弁 biàn が閉 bì じているので電 diàn 解 jiě 液 yè が漏 loù れることはないが、使 shĭ 用 yòng 中 zhōng はその限 xiàn りでない。
電 diàn 解 jiě 液 yè 量 liàng を少 shaŏ なくでき、その分 fēn 極 jí 板 băn を大 dà きくできるので性 xìng 能 néng が向 xiàng 上 shàng する。しかし周 zhoū 囲 weí 温 wēn 度 dù の影 yĭng 響 xiăng を受 shoù けやすく、特 tè に高 gaō い温 wēn 度 dù では寿 shoù 命 mìng が短 duăn くなりがちである。
少 shaŏ ない電 diàn 解 jiě 液 yè 量 liàng で極 jí 板 băn をカバーするために、陽 yáng 極 jí 板 băn と陰 yīn 極 jí 板 băn の間 jiān をガラスマットで隔 gé て、それに電 diàn 解 jiě 液 yè を浸 jìn み込ませ保 baŏ 持 chí させる AGM (Absorbent Glass Mat; 吸 xī 収 shoū ガラスマット)バッテリー、シリカなどを用 yòng いて電 diàn 解 jiě 液 yè をゲル状 zhuàng に固 gù めたゲルバッテリーなどがある。
密 mì 閉 bì 形 xíng /完 wán 全 quán 密 mì 閉 bì 型 xíng
ガスの発 fā 生 shēng を原 yuán 則 zé ゼロとし容 róng 器 qì を密 mì 閉 bì したもの。安 ān 全 quán 弁 biàn が設 shè けられているが非 feī 常 cháng 用 yòng で、閉 bì じた状 zhuàng 態 taì が正 zhèng 常 cháng で、通 tōng 常 cháng の運 yùn 用 yòng 中 zhōng は開 kaī かない。
シリカなどを用 yòng いて電 diàn 解 jiě 液 yè をゲル状 zhuàng に固 gù めたゲルバッテリーが用 yòng いられ、使 shĭ 用 yòng 時 shí の姿 zī 勢 shì は自 zì 由 yoú で、乾 qián 電 diàn 池 chí のような感 găn 覚 jué で使 shĭ えるメンテナンスフリー (MF) バッテリーである。※ただし長 cháng 期 qī 保 baŏ 管 guăn 時 shí は天 tiān 地 dì 正 zhèng 立 lì が推 tuī 奨 jiăng され、上 shàng 下 xià を逆 nì にしての保 baŏ 管 guăn を禁 jìn 止 zhĭ している場 cháng 合 hé がある。
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は、人 rén 体 tĭ や環 huán 境 jìng に有 yoŭ 害 haì な鉛 qiān や硫 liú 酸 suān を含 hán んでおり、一 yī 般 bān の廃 feì 棄 qì 物 wù として捨 shě てることができない。このため、電 diàn 池 chí 工 gōng 業 yè 会 huì と各 gè 電 diàn 池 chí メーカーを中 zhōng 心 xīn に、交 jiaō 換 huàn 用 yòng のバッテリーを販 fàn 売 maì した店 diàn が、廃 feì 棄 qì する鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí を下 xià 取 qŭ りするリサイクル 制 zhì 度 dù が整 zhěng 備 beì されている。廃 feì 棄 qì された鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は、大 dà きく分 fēn けて鉛 qiān ・プラスチック ・硫 liú 酸 suān に分 fēn けられるが、硫 liú 酸 suān 以 yĭ 外 waì は資 zī 源 yuán として価 jià 値 zhí が高 gaō いために、業 yè 者 zhě 間 jiān では有 yoŭ 価 jià 物 wù として取 qŭ 引 yĭn されている。電 diàn 解 jiě 液 yè の希 xī 硫 liú 酸 suān は医 yī 薬 yaò 用 yòng 外 waì 劇 jù 物 wù で、廃 feì 棄 qì する際 jì などには炭 tàn 酸 suān 水 shuĭ 素 sù ナトリウム (重 zhòng 曹 caó )を始 shĭ めとする中 zhōng 和 hé 剤 jì を用 yòng いて、適 shì 切 qiē な処 chŭ 理 lĭ をしなければならない。
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は放 fàng 電 diàn し切 qiē ると、負 fù 極 jí 板 băn 表 biaŏ 面 miàn に硫 liú 酸 suān 鉛 qiān の硬 yìng い結 jié 晶 jīng が生 shēng じるサルフェーション (白 baí 色 sè 硫 liú 酸 suān 鉛 qiān 化 huà )と呼 hū ばれる現 xiàn 象 xiàng が発 fā 生 shēng しやすくなる。鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí では電 diàn 極 jí の表 biaŏ 面 miàn 積 jī を広 guăng げるために表 biaŏ 面 miàn が粒 lì 状 zhuàng となっているが、サルフェーションにより硫 liú 酸 suān 鉛 qiān が表 biaŏ 面 miàn に付 fù 着 zhaó して表 biaŏ 面 miàn 積 jī が低 dī 下 xià し起 qĭ 電 diàn 力 lì が低 dī 下 xià する。硫 liú 酸 suān 鉛 qiān の結 jié 晶 jīng は溶 róng 解 jiě 度 dù が低 dī く、一 yī 度 dù 析 xī 出 chū すると充 chōng 放 fàng 電 diàn のサイクルに戻 lì ることができない。サルフェーションが発 fā 生 shēng した鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí は充 chōng 電 diàn すると電 diàn 圧 yā は回 huí 復 fù するものの内 neì 部 bù 抵 dĭ 抗 kàng が大 dà きくなり、実 shí 際 jì 使 shĭ 用 yòng できる電 diàn 池 chí 容 róng 量 liàng が低 dī 下 xià する。バッテリー劣 liè 化 huà はバッテリーテスターでCCA(Cold Cranking Amperes)値 zhí を計 jì 測 cè することで判 pàn 断 duàn できる。CCA値 zhí は-18℃で放 fàng 電 diàn させた場 cháng 合 hé 端 duān 子 zĭ 電 diàn 圧 yā が30秒 miaŏ 間 jiān に7.2Vまで低 dī 下 xià する場 cháng 合 hé の放 fàng 電 diàn 電 diàn 流 liú (A)を表 biaŏ している。
サルフェーションを起 qĭ こした鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí の機 jī 能 néng 回 huí 復 fù をうたう添 tiān 加 jiā 剤 jì があり、多 duō くは炭 tàn 素 sù 微 weī 粉 fěn 末 mò やゲルマニウム、リグニン、特 tè 殊 shū ポリマーなどを使 shĭ 用 yòng しているが効 xiaò 果 guŏ は限 xiàn 定 dìng 的 de である。パルスを併 bìng 用 yòng した充 chōng 電 diàn でサルフェーションを除 chú 去 qù する装 zhuāng 置 zhì があるが、電 diàn 極 jí が劣 liè 化 huà したり脱 tuō 落 luò したものには無 wú 効 xiaò である。
他 tā には、正 zhèng 極 jí 板 băn の二 èr 酸 suān 化 huà 鉛 qiān が使 shĭ 用 yòng していくにつれて、徐 xú 々にはがれる脱 tuō 落 luò と呼 hū ばれる現 xiàn 象 xiàng が発 fā 生 shēng し、これが電 diàn 池 chí 底 dĭ 部 bù にたまって陽 yáng 極 jí と陰 yīn 極 jí をショートした形 xíng となって電 diàn 圧 yā が低 dī 下 xià する。セル1個 gè の電 diàn 圧 yā が2ボルトであるので、ショートしたセルの数 shù だけ2ボルト単 dān 位 weì で電 diàn 圧 yā が低 dī 下 xià するのが特 tè 徴 zhēng である。電 diàn 解 jiě 液 yè の溶 róng 媒 meí である水 shuĭ は、蒸 zhēng 発 fā や充 chōng 電 diàn 時 shí に水 shuĭ 素 sù と酸 suān 素 sù に電 diàn 気 qì 分 fēn 解 jiě されることによって液 yè 量 liàng が減 jiăn 少 shaŏ する。液 yè 面 miàn が下 xià がって電 diàn 極 jí と電 diàn 解 jiě 液 yè の接 jiē 触 chù 面 miàn 積 jī が減 jiăn 少 shaŏ すると起 qĭ 電 diàn 力 lì が低 dī 下 xià するため、鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí には液 yè 面 miàn 高 gaō さを示 shì す表 biaŏ 示 shì がされていて、下 xià 限 xiàn に達 dá した際 jì には精 jīng 製 zhì 水 shuĭ を補 bŭ 充 chōng する必 bì 要 yaò がある。電 diàn 解 jiě 液 yè が不 bù 足 zú (液 yè 枯 kū れ)状 zhuàng 態 taì では、充 chōng 電 diàn 中 zhōng や衝 chōng 撃 jī 等 děng による火 huŏ 花 huā (ショート)が発 fā 生 shēng し、水 shuĭ 素 sù ガス に引 yĭn 火 huŏ すると爆 baò 発 fā 事 shì 故 gù となる。
電 diàn 動 dòng フォークリフトなど、多 duō 数 shù の鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí を日 rì 常 cháng 的 de に使 shĭ 用 yòng する場 cháng 合 hé に、わずらわしい補 bŭ 水 shuĭ 作 zuò 業 yè を簡 jiăn 単 dān にするため、蓄 xù 電 diàn 池 chí メーカーはオプションで一 yī 括 kuò 補 bŭ 水 shuĭ システム を用 yòng 意 yì している。
鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí を製 zhì 造 zaò 販 fàn 売 maì している主 zhŭ な企 qĭ 業 yè [ 編 biān 集 jí ]
^ a b May, Geoffrey J.; Davidson, Alistair; Monahov, Boris (February 2018). “Lead batteries for utility energy storage: A review”. Journal of Energy Storage 15 : 145–157. doi :10.1016/j.est.2017.11.008 .
^ “Product Specification Guide ”. Trojan Battery Company (2008年 nián ). 2013年 nián 6月 yuè 4日 rì 時 shí 点 diăn のオリジナル よりアーカイブ。2014年 nián 1月 yuè 9日 rì 閲 yuè 覧 lăn 。
^ Technical Manual: Sealed Lead Acid Batteries , Power-Sonic Corporation, (2018-12-17), p. 19, https://www.power-sonic.com/wp-content/uploads/2018/12/Technical-Manual.pdf#page=21 2014年 nián 1月 yuè 9日 rì 閲 yuè 覧 lăn 。
^ “All About Batteries, Part 3: Lead–acid Batteries ”. UBM Canon (2014年 nián 1月 yuè 13日 rì ). 2015年 nián 11月 yuè 3日 rì 閲 yuè 覧 lăn 。
^ PS and PSG General Purpose Battery Specifications , https://www.power-sonic.com/batteries/sealed-lead-acid/
^ PS Series - VRLA, AGM Battery, Valve Regulated , https://www.power-sonic.com/batteries/ps-series
^ Crompton, Thomas Roy (2000). Battery Reference Book (3rd ed.). Newnes. p. 1/10. ISBN 07506-4625-X
^ a b c d e f g h i j k l m n o p “でんち(平 píng 成 chéng 17年 nián 3月 yuè 1日 rì 号 haò ) ”. 電 diàn 池 chí 工 gōng 業 yè 会 huì . pp. 7-8. 2021年 nián 3月 yuè 1日 rì 閲 yuè 覧 lăn 。
^ a b c 梅 meí 尾 weĭ 良 liáng 之 zhī 著 zhù ブルーバックス『新 xīn しい電 diàn 池 chí の科 kē 学 xué 』 講 jiăng 談 tán 社 shè 2006年 nián 9月 yuè 20日 rì 第 dì 1刷 shuā 発 fā 行 xíng ISBN 4062575302
^ Linden, David; Reddy, Thomas B., eds (2002). Handbook Of Batteries (3rd ed.). New York: McGraw-Hill. p. 23.5 . ISBN 978-0-07-135978-8 . https://archive.org/details/handbookofbatter0000unse/page/23
^ Dell, Ronald; David Anthony; James Rand (2001). Understanding Batteries . Royal Society of Chemistry . ISBN 978-0-85404-605-8
^ 興 xīng 戸 hù 正 zhèng 純 chún 「電 diàn 池 chí 用 yòng 電 diàn 極 jí 材 caí 料 liaò の電 diàn 気 qì 化 huà 学 xué 特 tè 性 xìng 」『まてりあ』第 dì 36巻 juàn 第 dì 1号 haò 、1997年 nián 、10-14頁 yè 、doi :10.2320/materia.36.10 。
^ 片 piàn 山 shān 靖 jìng 「1.二 èr 次 cì 電 diàn 池 chí におけるLi金 jīn 属 shŭ 負 fù 極 jí の利 lì 用 yòng 」『電 diàn 気 qì 化 huà 学 xué 』第 dì 86巻 juàn 、電 diàn 気 qì 化 huà 学 xué 会 huì 、2018年 nián 、281-285頁 yè 、doi :10.5796/denkikagaku.18-FE0027 、ISSN 2433-3255 、NAID 130007535153 。 ,(有 yoŭ 償 cháng 公 gōng 開 kaī )
^ JIS D0114:2000「電 diàn 気 qì 自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 語 yŭ (電 diàn 池 chí )」番 fān 号 haò 1304 「ベント形 xíng 電 diàn 池 chí 」の「参 cān 考 kaŏ 」として「慣 guàn 用 yòng 語 yŭ 」が「開 kaī 放 fàng 形 xíng 電 diàn 池 chí 」と記 jì されている。
^ JIS D0114:2000「電 diàn 気 qì 自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 語 yŭ (電 diàn 池 chí )」番 fān 号 haò 1301 「用 yòng 語 yŭ 」。
^ JIS D0114:2000「電 diàn 気 qì 自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 語 yŭ (電 diàn 池 chí )」番 fān 号 haò 1301 「定 dìng 義 yì 」。
^ 酒 jiŭ 井 jĭng 茂 maò 、「自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng ,産 chăn 業 yè 用 yòng 鉛 qiān 電 diàn 池 chí の現 xiàn 状 zhuàng と将 jiāng 来 laí 」『電 diàn 気 qì 学 xué 会 huì 論 lùn 文 wén 誌 zhì D(産 chăn 業 yè 応 yīng 用 yòng 部 bù 門 mén 誌 zhì )』 Vol.111 (1991) No.8 P.626-632, doi :10.1541/ieejias.111.626
^ “鉛 qiān 蓄 xù 電 diàn 池 chí 業 yè 界 jiè の世 shì 界 jiè 市 shì 場 cháng シェアの分 fēn 析 xī ”. deallab (2023年 nián 1月 yuè 27日 rì ). 2023年 nián 3月 yuè 18日 rì 閲 yuè 覧 lăn 。
自 zì 動 dòng 車 chē 部 bù 品 pĭn
エンジン
方 fāng 式 shì 内 neì 部 bù 構 goù 成 chéng 部 bù 品 pĭn 補 bŭ 機 jī 類 leì
動 dòng 力 lì 伝 yún 達 dá 装 zhuāng 置 zhì
足 zú 回 huí り部 bù 品 pĭn
緩 huăn 衝 chōng 装 zhuāng 置 zhì 制 zhì 動 dòng 装 zhuāng 置 zhì 車 chē 輪 lún
照 zhaò 明 míng ・灯 dēng 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì 関 guān 連 lián
その他 tā の部 bù 品 pĭn ・関 guān 連 lián 項 xiàng 目 mù
安 ān 全 quán 装 zhuāng 置 zhì 安 ān 全 quán 技 jì 術 shù ミラー セキュリティ常 cháng 備 beì 品 pĭn オプション部 bù 品 pĭn 空 kōng 調 diaò 設 shè 備 beì 関 guān 連 lián 項 xiàng 目 mù