バッテリーはエネルギーを化学的な形で蓄える電気化学装置であり、電気回路に接続されると、化学エネルギーが
電気エネルギーに変換されます。
その構造はどれも類似しており、陽極、陰極及びセパレーターで構成された多数の電気化学電池（セル）で
形成されています。
バッテリーが放電すると、２つの電極の異なる物質間で電気化学的なやり取りが行われることで、
外部の回路（ヘッドランプ、スターターモーター等）を介して電子が陽極と陰極間を移動します。（下図参照）
様々な形式のバッテリーが登場している現在ですが、地球上に豊富に存在し安価でもある鉛を使えることから、
そのコストパフォーマンスの良さ故に、誕生以来１００年以上の歴史を重ねて来た鉛バッテリー（車用中心）に
ついて考察します。 他の用途の鉛バッテリーについても原理は同じとご理解ください。
車用鉛バッテリーの構造図
電解液は完全充電で比重１．２８です。
電解液はバッテリーに電気エネルギーを
蓄える重要な役割を担い、格子と活物質から
出来ています。
格子は網目形状の鉛合金からなり、活物質を
保持して電気エネルギーを集配しています。
| バッテリーの主要部品 | |
| 部品名 | 主な物質 |
| ＋（正）極板 | 鉛、鉛合金（活物質は二酸化鉛） |
| −（負）極板 | 鉛、鉛合金（活物質は海綿状鉛） |
| セパレーター | 強化繊維、合成樹脂 |
| ケース | 合成樹脂 |
| 電解液 | 希硫酸 |
■鉛バッテリーの化学反応 ＜充電・放電のメカニズム＞ 車用を例にとっています
・放電中の化学変化
放電が進むにつれて硫酸の消費量が増加、電解液中の硫酸分が減ることで、濃度が低くなります。
消費される硫酸量はバッテリーから取り出される電気量に正比例することから、硫酸が極板の活物質と
反応して消費されるとバッテリーの電圧が降下して、電流をとりだせなくなります。
このように放電するにつれて、電解液濃度が降下していく現象を利用して比重を計測することで、
バッテリー内に残存する電気量を推定することが出来ます。
・充電中の化学変化
放電したバッテリーに外部の電源から電流を送り込むと、放電時に生成した正極板・負極板の硫酸鉛が
分解されて硫酸は極板を離れて電解液中に戻ります。つまり元の濃度になります。同時に極板の活物質も
元の状態に戻り、再び電流を取り出すことが出来るようになります。
※この化学反応は理論上の反応であり、バッテリーの使用を続けることで、この硫酸鉛が結晶硬化していきます。
この硬化した結晶をサルフェーションと言いますが、絶縁体であることから、バッテリーの充放電機能を
阻害します。廃棄されるバッテリーの機能障害要因の８０％がサルフェーションと言われています。
バッテリーが完全充電状態に近づくと負極板から水素ガス、正極版からは酸素ガスが発生することから、
充電中のバッテリーには火気を近づけたり、ショート・スパークは危険です。
■鉛バッテリー形式の読み方 車用
バッテリーの天面あるいは側面に形式が表示されています。それによって性能やサイズを読み取り、
ご自分の車に適合したバッテリーを取り付けるようにしてください。
◆JIS形式の場合
（１）性能ランク（単位なし）
こんな表示をご覧になられたことがあると思います。
バッテリーの総合性能（始動性能・容量）を表しています。
数値が大きいほど性能が良くなります。
（５０未満＝２刻み ５０以上＝５刻み の表示になっています。）
（２）バッテリーの短側面のサイズ
| 記号 | 幅 | 箱高さ |
| A | １２７ | １６２ |
| B | １２９（１２７） | ２０３ |
| D | １７３ | ２０４ |
| E | １７６ | ２１３ |
| F | １８２ | ２１３ |
| G | ２２２ | ２１３ |
| H | ２７８ | ２２０ |
記号：A→Hの順に大きくなります（単位＝ｍｍ）
（３）バッテリーの長さ寸法 （４）バッテリー端子の位置記号
長さの概寸法（単位：ｃｍ）を表しています。 ＋、−端子の極性位置を示しています。
（例 ５５Ａ２４Ｒでは約２４ｃｍです。）
■鉛バッテリーの種類
| 種類 | スターターバッテリー （エンジン始動用バッテリー） |
ＥＢバッテリー （ディープサイクルバッテリー） |
| 用途 | ◆主にエンジン始動用 | ◆電動車両（フォークリフト他）電源 ◆バックアップ電源 |
| 特徴 | ◆高い電圧を維持しながら短時間での高い 電流放電（ハイパワー出力） ◆様々な温度環境での放電パワー維持 ◆深放電の繰り返しには不適合 ・電極板の枚数・・・多い ・電極板の厚さ・・・薄い |
◆深放電、充電を繰り返し行うことが可能 ◆比較的低い率での放電が行われることで、 長時間の連続使用に耐える ・電極板の枚数・・・少ない ・電極板の厚さ・・・厚い |
| 使用例 | ◆乗用車 ◆バイク ◆トラック・バス ◆船舶 ◆農機具 ◆建設重機 他 |
◆電動フォークリフト・ゴルフカート ◆電動車椅子・搬送車 ◆キャンピングカー予備バッテリー ◆UPS（非常用バックアップ電源） |
| 車用（スターター）バッテリーの形態分類 | ||||
| 格子合金の 種類 | 正 極 | 鉛−アンチモン | 鉛−アンチモン | 鉛−カルシウム |
| 負 極 | 鉛−アンチモン | 鉛−カルシウム | 鉛−カルシウム | |
・アンチモンバッテリー
正負極板ともに、格子にアンチモンを含有した鉛合金が使用されています。
合金中のアンチモンは機械的強度を増すなどの効果はあるが、使用中のバッテリー液の減り、自己放電の原因にも
なることから、定期的な補水、あるいは長期放置の場合は定期的な充電が必要になります。
・ハイブリッドバッテリー
一般的には正極板に鉛アンチモン合金、負極晩に鉛カルシウム合金が使用されています。
・カルシウムバッテリー
正負極板ともに、格子に鉛カルシウム合金が使用されており、バッテリー液の減り・自己放電特性に優れています。
| 鉛バッテリー開放型・密閉型比較 | ||||
| 開放型 | 密閉型（ＭＦ） | |||
| タイプ | 液栓式 | 完全密閉式（例：バイク用） | ドライバッテリー | 特殊バルブ式 |
| 特徴 | ・一番多く使われています。 ・車、フォークリフト他電動 車両、船舶等 |
・電解液はゲル状です。 | ・電解液をスポンジ状の マットにしみこませたり、 ゲル状にしています。 |
・異常時のガスや圧力を 放出するバルブを装備。 |
| メリット | ・バッテリー液、比重の チェックが出来ます。 ・比較的安価 |
・メンテナンスフリーです。 | ・メンテナンスフリーです。 ・縦横自由に設置が可能。 ・クランキングパワーが大。 |
・メンテナンスフリーです。 |
| デメリット | ・定期的な精製水の点検 補充が必要です。 |
・バッテリー液、比重の 点検が出来ません。 |
・バッテリー液、比重の 点検が出来ません。 ・比較的高価 |
・バッテリー液、比重の 点検が出来ません。 |
| クイックチャージ | 可能 | 厳禁 | 厳禁 | 厳禁 |
| ※急速充電はいかなる場合も非常手段と考えてください。バッテリーの寿命を縮めます。普通充電が基本です。 | ||||
■鉛バッテリーの容量
バッテリーの容量(Ah)は、バッテリーに蓄えられている（蓄えることが出来る）電気の量を示す尺度であり、
各国の規格で定められています。
上記の■バッテリー形式をお手持ちのバッテリーに照らし合わせ、容量の参考になさってください。
国内複数のバッテリーメーカーの製品の調査および他の資料を組み合せて作成しています。
メーカーによっては同じ形式でも容量に若干の差（数Ah)があるものが数種類ありました。
ここでは大きいほうの数値を掲載しています。
| エンジン始動用（スターター）バッテリーの容量（参考値） | |||||||||
| JIS形式 | ５時間率（Ah) | JIS形式 | ５時間率（Ah) | JIS形式 | ５時間率（Ah) | JIS形式 | ５時間率（Ah) | JIS形式 | ５時間率（Ah) |
| ２６A19R（L) | ２１ | ４２B19R（L) | ３０ | ８０D２３R（L) | ５４ | ９５D３１R（L) | ６４ | １３０F５１ | １０４ |
| ２８A19R（L) | ２１ | ４６B２４R（L) | ３６ | ４８D２６R（L) | ４０ | １０５D３１R（L) | ６４ | １５０F５１ | １０８ |
| ３０A19R（L) | ２２ | ５０B２４R（L) | ３６ | ５５D２６R（L) | ４８ | １１５D３１R（L) | ７２ | １７０F５１ | １２０ |
| ３２A19R（L) | ２４ | ５５B２４R（L) | ３６ | ６５D２６R（L) | ５２ | ９５E４１R（L) | ８０ | １４５G５１ | １２０ |
| ３４A19R（L) | ２４ | ６０B２４R（L) | ３８ | ７５D２６R（L) | ５２ | １００E４１R | ８０ | １５５G51 | １２０ |
| ２８B１７R（L） | ２４ | ３２C２４R（L) | ３２ | ８０D２６R（L) | ５５ | １０５E４１R | ８３ | １６５G51 | １３６ |
| ３４B１７R（L） | ２７ | ５０D２０R（L) | ４０ | ８５D２６R（L) | ５５ | １１０E４１R | ８３ | １８０G51 | １２８ |
| ３４B１９R（L） | ２７ | ５５D２３R（L) | ４８ | ９０D２６R（L) | ５８ | １１５E４１R（L) | ８８ | １９５G51 | １４０ |
| ３６B２０R（L) | ２８ | ６５D２３R（L) | ５２ | ６５D３１R（L) | ５６ | １２０E４１R | ８８ | １９０H52 | １６０ |
| ３８B２０R（L) | ２８ | ７０D２３R（L) | ５２ | ７５D３１R（L) | ６０ | １３０E41R(L) | ９２ | ２１０H52 | １６０ |
| ４０B19R（L) | ３０ | ７５D２３R（L) | ５２ | ８５D３１R（L) | ６０ | １１５F５１ | ９６ | ２４５H52 | １７６ |
JIS（日本） ＝ ５時間率容量（Ah）
完全充電されたバッテリーの電圧が、放電終止電圧になるまでの時間を決めて、決められた時間内に放電終止電圧になるのに、
どれくらいの電流を流せばよいのかを定めたもの。
例えば、 ４０Ahのバッテリーは ４０Ah÷５＝８Ah ８Aの電流を５時間放電出来る能力があるバッテリーという意味です。
■鉛バッテリーの点検
（１）液面点検 ・・・ バッテリーメンテナンスの中では最も重要な保守事項です。（液栓式バッテリー）
１．通常は側面から液面を目視します。
側面が汚れている場合、水で湿らせた布（静電気発生を防ぐ為です。・・・重要）できれいに拭きます。
液面がUPPER LEVELとLOWER LEVELの間にあることを確認します。
２．液面がLOWER LEVELより下にある場合は直ちに、またUPPER LEVELとLOWER LEVELの半分以下に
ある場合も早めに精製水（バッテリー補充液の名前で市販されています。）を補充します。
３．精製水の補充後は液栓をしっかり締めてください。
（２）外観点検
本体にヒビ、割れ、欠け、液もれ等がないかどうかを確認します。
（３）取付け金具・端子の緩み、腐食点検
１．バッテリーが取付け金具でしっかり固定されているか、目視だけではなく実際に手でその固定具合を
確かめることが重要です。緩んでいる場合は、しっかりナットを締め付けます。
２．バッテリー端子と車両側ケーブル端子との接続が、しっかりされているか？
こちらも目視だけではなく、手で固定具合を確かめてください。
３．端子とケーブルの接触面に腐食（サビ）がある場合、ワイヤブラシなどで取り除いてください。
■その他 ・・・ 疑問
（１）何故バッテリーはあがるのか？
単純には長期間の放置あるいは例えばライト・ルームランプの消し忘れ等、全く電気が供給されない状態が
続き、バッテリーの自然放電や消費により、バッテリーの蓄電量を使い果たしたとき、または放電量が充電量を
上回ったときに起きる現象です。
車の場合ならよく動かすことで充分な充電を行う、或はあまり乗らない場合は定期的な充電を行うことで
放電を補うことが重要です。
経年使用による電極板の劣化、サルフェーションの付着もバッテリー上がりの原因になって来ます。
（２）何故バッテリー液は減るのか？
バッテリーが持つ容量以上の充電が行われた時（過充電）、電解液の水が酸素ガスと水素ガスに分解され、
蒸発してしまうことで液が減るのです。特に高温の場合、減る量も多くなります。
車を動かしながらのバッテリー使用時は、このようにバッテリー液が減少しますので、液面の日常点検が
必要になって来るのです。
（３）バッテリー液の減少は何故いけないのか？
バッテリー液の減少が進み、電極板が露出したままで使用すれば、露出した部分の腐食、損傷が
起こります。それは電極板の破壊に繋がり、やがてはバッテリーが機能不能に陥ることになります。
※過充電
走行中のオルタネーターによって発電された電力のバッテリーへの供給はレギュレーターが制御しており、
過充電という事態には中々至らないとは思うのですが、あの灼熱地獄のエンジンルームの中に置かれた
オルタネーター・レギュレーターを構成する部品（コンピューターチップ含めて）への負担は計り知れません。
そうです。故障するかもしれないのです。
万全を期すためにも、定期的な液面点検は必要です。
それがそれらの機器の機能不全を知るきっかけにもなります。
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