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鉛蓄電池 なまりちくでんち lead acid battery

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

鉛蓄電池
なまりちくでんち
lead acid battery

蓄電池の1種で,電解質溶液として比重約 1.2の硫酸水溶液を使い,その中に陽極として過酸化鉛,陰極として鉛を浸したもの。放電時には硫酸が消費されて,両極でともに硫酸鉛が生成するが,充電すれば元の状態に戻すことができる。

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デジタル大辞泉の解説

なまり‐ちくでんち【鉛蓄電池】

陽極二酸化鉛陰極に鉛、電解液希硫酸を用いる蓄電池。現在最も広く使用されている。

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百科事典マイペディアの解説

鉛蓄電池【なまりちくでんち】

陽極に過酸化鉛,陰極に鉛を用い,両極間に隔離板を入れ電解液として希硫酸を満たした代表的蓄電池。1860年G.プランテが発明,のち改良が加えられ現在に及ぶ。充放電により反応が可逆的に起こる。
→関連項目電気自動車

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世界大百科事典 第2版の解説

なまりちくでんち【鉛蓄電池 lead accumulator】

最も広く実用に供されている二次電池で,陽極活物質は二酸化鉛PbO2,陰極活物質は鉛Pb,電解液は比重1.2の希硫酸H2SO4で構成される。1860年フランスのプランテG.Plantéの考案によるもので,実用化できるよう改造されたのは1879年である。100年余の歴史をもつが,新素材の開発により,コンパクト化,高性能化,保守の簡素化が図られている。充放電の反応は,で,全反応は次式にまとめられる。起電力は常温で比重1.2の希硫酸で約2.05Vである。

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大辞林 第三版の解説

なまりちくでんち【鉛蓄電池】

正極に二酸化鉛、負極に鉛、電解液に希硫酸を用いた蓄電池。自動車のバッテリーとして広く用いられる。フランスのプランテが発明。

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(C) Sanseido Co.,Ltd. 編者:松村明 編 発行者:株式会社 三省堂 ※ 書籍版『大辞林第三版』の図表・付録は収録させておりません。 ※ それぞれの用語は執筆時点での最新のもので、常に最新の内容であることを保証するものではありません。

日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

鉛蓄電池
なまりちくでんち
lead acid batterylead storage batterylead accumulator

正極活物質に多孔性二酸化鉛PbO2、負極活物質にスポンジ状鉛Pb、電解液には33~37%程度の硫酸H2SO4水溶液を用いる代表的な蓄電池。1859年にフランスのプランテRaimond Louis Gaston Plant(1834―89)により発明され、多くの改良が加えられてきた長い歴史をもつ。
 鉛蓄電池が放電すると、正極では
  PbO2+SO42-+4H3O++2e-
   ―→PbSO4+6H2O
また負極では
  Pb+SO42-―→PbSO4+2e-
の反応が進み、鉛蓄電池全体では
  PbO2+Pb+2SO42-+4H3O+
   ―→2PbSO4+6H2O
で示される。充電反応はこれらの逆である。起電力は硫酸濃度が濃いほど大きくなるが、通常の濃度では約2.1ボルトで、水溶液を電解液とする蓄電池のなかではもっとも高い。また公称電圧は2.0ボルトで、出力密度は300W/kg前後、エネルギー密度は30~40Wh/kgである。両極ともに電解液の硫酸と反応するので、放電電気量に比例して硫酸濃度(比重)が低下し、充電時に上昇する。したがって硫酸濃度(比重)から充放電状態を知ることができる。
 ペースト式極板を用いる方式では、集電体を兼ねる極板の格子グリッド材料に、通常2~6%のアンチモンを含む鉛合金が用いられている。また鉛カルシウム合金シートに切れ目を入れて引き延ばし、格子状とするエキスパンド格子が実用化されている。これらの格子グリッドにペースト状二酸化鉛粉末あるいはペースト状鉛粉末を充填(じゅうてん)してそれぞれ正極または負極とする。そして表面にガラスマットを当てて活物質の脱落を防ぎ、硫酸電解液中で隔離板を介して正極と負極を対置する。このような構造の単電池を数個、並列あるいは直列に接続して、合成樹脂製の電槽に収納する。正極にクラッド式(チューブ式)極板を用いる場合には、ガラス繊維製の多孔性チューブに鉛合金芯金を挿入し、その空隙(くうげき)に活物質の二酸化鉛ペーストを充填して枠体に配列する。構造的に二酸化鉛が脱落しにくく耐久性に優れているため、充放電サイクル寿命を長くすることができる。負極にはつねにペースト式が用いられるが、充放電を繰り返すとスポンジ状鉛が収縮・緻密(ちみつ)化して容量が低下するので、それを防止するためにリグニン系物質や硫酸バリウムなどの防縮剤が少量添加されている。
 鉛蓄電池は、漏液による周辺機器の腐食を避けるために密封構造とし、ベント形では充電時の酸霧の逸散や水の消耗を抑える目的で蓄電池の上部に排気栓が設けられている。またシール形(密閉形)では充電時に正極から発生する酸素を負極で反応吸収させ、負極を化学的に放電状態として水素の発生を抑え、補水を必要としない機能をもたせる。さらに定められた内圧を超えると作動する安全弁(制御弁)を備えていて、メンテナンスフリーとなっている。また触媒栓式シール形では、触媒と防爆フィルターにより充電時に発生する水素と酸素を反応させて水に戻すとともに、酸霧の放散や外部火種による内部可燃ガスの引火爆発を防ぐようくふうされている。自動車始動用鉛蓄電池では、70℃を越えるような厳しい環境下での信頼性が技術的に未熟であるため、現状ではシール形は普及していないが、将来的にはシール形になるものと考えられる。
 2002年(平成14)におけるわが国の鉛蓄電池の生産シェアは蓄電池総生産額の28%で、やや増加の傾向にある。高出力で移動可能であり、安定した品質、高い信頼性や経済性を有する鉛蓄電池が自動車のエンジン始動用やフォークリフトなどの動力用電源に用いられているほか、据置用が非常用電源、予備電源、電力貯蔵用、太陽電池発電システム用などに、また小容量の小形シール鉛蓄電池が、二輪自動車用や無停電電源装置など多方面で使用されており、そのうち自動車始動用が62%を占める。[浅野 満]
『高村勉・佐藤祐一著『ユーザーのための電池読本』(1988・コロナ社) ▽池田宏之助著『電池の進化とエレクトロニクス――薄く・小さく・高性能』(1992・工業調査会) ▽池田宏之助編著、武島源二・梅尾良之著『「図解」電池のはなし』(1996・日本実業出版社) ▽小久見善八監修『最新二次電池材料の技術』普及版(1999・シーエムシー) ▽日本電池株式会社編『最新実用二次電池 その選び方と使い方』(1999・日刊工業新聞社) ▽小久見善八編著『電気化学』(2000・オーム社)』

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