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環境・エネルギー用語集
鉛蓄電池

鉛蓄電池とは、自動車エンジンの始動や電気自動車の電力、産業用として緊急時のバックアップ電源やバッテリー駆動のフォークリフトやゴルフカート、小型飛行機等の用途に使われている。

負極物質に鉛を、正極物質に二酸化鉛を用いているので鉛蓄電池と呼ばれる。電解質には硫酸を用いている。鉛蓄電池の原理には、化学的不安定を是正しようとする力が使われている。あらかじめ負極を鉛に、正極を二酸化鉛にしておくと、正極と負極でエネルギーの偏りが起きる。その偏りを埋めるためにエネルギーの移動が起こり、各極に硫酸鉛が生じる。その時のエネルギーの移動を利用したのが鉛蓄電池である。充電するときは、これと逆の反応が起こり、再び各極が元の物質に戻りエネルギーの偏りが生じる。これを鉛蓄電池と呼ぶ。

電池の寿命は定格の80%以下に達するまで可能な充放電回数であり、シール型電池の場合では400回程度とされている。しかし、実際には鉛蓄電池の寿命は使用時の電力深さに依存する。浅い放電の場合では寿命が延びて2倍、4倍となり、逆に過放電してしまうと寿命は10回未満となることもある。その他、電動車のように大電流を取り出す過酷な使用状況では電池の寿命を縮めることになる。

鉛蓄電池の歴史は19世紀に遡る。1860年にガストン・プランテにより発明された。エジソンが電力会社を設立したのがこの20年後のことであるので、鉛蓄電池は電力事業の歴史と共に発展してきた。

鉛蓄電池にもいくつかの特徴がある。原材料の鉛が安価であることと比較的高い電圧を取り出せるということである。また、短時間でも大電流放電や長時間にわたる少量の放電に対しても安定した特性を持つ。一方で硫酸を使用するので、破損時のリスクが高く、他の蓄電池に比べるとサイズや重量が大きくなる。

一概に鉛蓄電池とはいっても、いくつかの種類がある。まず極板の種類による分類で、クラッド式とペースト式がある。クラッド式はガラス繊維をチューブ状に編み上げて焼き固めたものの中に極板物質を充填したもので長寿命であり、ペースト式は格子体と呼ばれる極板の骨組みにペースト状にした活物質を塗り込んで極板にしたもので高率放電に適している。構造上の種類による分類では、ベント形鉛蓄電池と制御弁式鉛蓄電池がある。ベント型鉛蓄電池は液式電池とも呼ばれ、発明当時から存在していたもので、制御弁式鉛蓄電池はセパレータに微細ガラスマットを用いて電解液をそのガラスマットに保持する方法をとったものである。

蓄電池には、鉛蓄電池の他にニッケル水素電池、リチウムイオン電池、NAS電池が挙げられる。

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