鉛バッテリー

自動車になくてはならない鉛バッテリー

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池は、化学反応を利用して電気を作り、充電をすることによって電気を蓄え、繰り返し使うことができる。

大容量の電気を蓄えることに優れているが、充電に比較的長い時間を要する。逆に、電気二重層という物理現象を利用したキャパシタ（蓄電器）は、バッテリーに比べ蓄えられる電気量は少ないが、短時間で充電・放電ができるといった特徴がある。したがって、これら2つの特徴を補完しあうことで、急速充電が可能な大容量の蓄電装置を実現できる。すなわち急速充電ができる大容量蓄電装置が実現されれば、既存の電力システムのうえに、人と自然に調和したさらに効率の良い電力システムを再構築できる。 発電した電気を効率的に送ることを目的とした変圧器や電気機器の多くには、放電現象を防ぐための絶縁材料として、電気絶縁油が使われている。電気絶縁油の劣化は電気機器の損傷、停電や事故などのトラブルを招く原因となる。

そのため、劣化の進行状況を的確に把握し、より正確に診断できる技術を確立することが求められています。

光と電波の間にある電磁波「KEEP・Terahertz光」に注目し、光の周波数帯は0.1THz～10THz※2（波長30～3 mm）で、その周波数帯には分子が共鳴する周波数（振動周波数）が存在している。電気絶縁油も分子で構成されているので、KEEP光を照射すると分子の振動周波数と共鳴した光が吸収される。これを利用することで診断が可能となる。これはX線を利用したレントゲンと同じ仕組みである。

つまり、電気絶縁油が酸化をすると、それに伴い分子量が変わるため、KEEP光の透過度が変化する。

KEEP光は光の直進性と電波の透過性の両方の性質を持っており、これらの性質を利用することで、従来の方法では観測することのできなかった電気絶縁油が酸化する過程における分子挙動や分子同士の相互作用があります。 

■バッテリー寿命を大幅に延長し、燃費も改善！ 

バッテリー寿命延命は、バッテリー劣化の主原因である「サルフェーション」を分解・除去し、バッテリー寿命を延長する画期的なことです。 また、オルタネータの負担軽減により、低速トルクアップ、燃費向上、各種電装品のポテンシャルアップ、エンジンの始動性向上なども実現します。 

■バッテリー劣化の主原因「サルフェーション」とは？ 

これまで、自動車用バッテリーは2～3年程度が寿命と考えられ、新車装着のものは5～6年持つ場合があっても、一般的には2～3年毎に交換するのが当たり前と考えられてきました。しかし、本来バッテリーの電極板自体は10年ほど持つように設計されているそうです。 

ではなぜ、それほど早くバッテリーがダメになってしまうのでしょうか？ 

バッテリーは、充・放電を繰り返すうちに、電解液中の硫酸と電極の鉛が結晶化した「硫酸鉛（サルフェーション）」という物質が電極板に付着して行きます。 

電極板に付着したサルフェーション （新品時より2年経過） 

不導体物質、硫酸鉛の結晶。酸化反応によりバッテリー内の電極版に付着。 

バッテリー容量の低下、構成部品の腐食を引き起こし、バッテリーを劣化させます。

本来の電極板 （KEEP加工　6ヶ月後、イオン分解後のイメージ） 

鉛の表面は非常に柔らかく、たくさんの穴が開いて（ポーラス状態）表面積が広いのが特徴です。 

バッテリーの寿命は一般的に2年～4年と言われています。その主な原因が「サルフェーション」です。

このサルフェーションは、 電気を通しにくい性質を持っているため、電極板に付着すると徐々に充・放電能力（容量）が低下して行き、付着量が電極板容量の50％を越えると充電ができなくなり、寿命と判断されてきました。 バッテリーの劣化原因の、実に70～80％が、サルフェーションと言われています。

 つまり、「ＫＥＥＰ」によりサルフェーションの付着を除去・防止することができれば、バッテリーの寿命を大幅に向上させることが可能となるのです。

 ■「ＫＥＥＰ」による寿命延長の仕組み 「ＫＥＥＰ」は、電極にＫＥＥＰ・Terahertz波を1秒間に1兆2,000億回の共鳴作用により、強力な自由電子を流すことによって、サルフェーションの先端から雷のような放電（疑似コロナ放電）を連続的に起こし、電極板を傷めることなく、硫酸鉛の結晶（サルフェーション）を表面から少しずつ微粒子状に分解していきます。バッテリー内の電極に付着したサルフェーション（硫酸鉛の結晶化）は、抵抗となり電流を妨げます。 そのサルフェーションの先端から、ＫＥＥＰと特殊な電流をかけることで、雷のような放電（疑似コロナ放電）を連続的に起こし、極板を傷めずに硫酸鉛の結晶を表面から少しずつ微粒子状に分解していきます。分解されたサルフェーションは、充電する事によりバッテリー液の中に溶け込んで元に戻っていきます。 

金属表面の点接触の隙間をナノレベルで面接触に改質し、接触抵抗を低減させます。従来のクリーニング効果のみを目的とした接点復活剤とはまったく異なります。

◆２次蓄電池等への効果 

遠赤外線領域の共鳴電磁波の放射体を２次電池に取り付けると、２次電池の寿命が伸びると同時に、充電時間の短縮や充電間隔の延長等が期待できます。 

すべての２次蓄電池において、充電は蓄電池内の電子を増やす還元作用として働き、放電は蓄電池から電子を放出する酸化作用として働きます。 

鉛蓄電池のサルフェーションや他の電池の電極や電解液の劣化は主に蓄電池の酸化劣化に起因すると考えられます。 

蓄電池に遠赤外線領域のKEEＰ波を放射する物質を取り付け充放電を繰り返す事により、電解液の水素結合の分離や格子振動の共振等で放射された電子が、高速で移動し他の原子や分子と衝突し、カスケード的に電池内の自由電子が増加し、蓄電池を還元状態となり、酸化劣化を改善し、充電時間を短縮し、結果的に電池寿命を延ばすことが期待できます。 

このことは古くなった充電効率の悪くなった多くの携帯電話の電池にKEEＰ転写体を取り付けることにより、活性化された電池に戻った事で確認されています。