自動車の冬トラブルで多いのが「エンジンがかかりにくい」「セルが弱々しい」という症状。
その原因の多くは バッテリーの性能低下 によるものです。
では、そもそもバッテリーはどうやって電気を生み、蓄えているのでしょうか？
そして、なぜ時間が経つと劣化してしまうのでしょうか？
この記事では、バイクでも車でも共通する “鉛バッテリーの基本原理” を、できるだけわかりやすく解説します。
■ バッテリーは「化学反応で電気を作る装置」
バッテリーは電気を“そのままの形で貯めている”わけではありません。
内部では、鉛の極板と電解液（希硫酸）が常に化学反応を行い、電子を生み出す仕組みになっています。
つまり、バッテリーは小さな発電所のようなもので、
- 電気を取り出す（放電）
- 電気を戻す（充電）
を繰り返している装置です。
■ バッテリーの内部構造はたった3つでできている
鉛バッテリーは非常にシンプルな構造です。
● ① プラス極板（酸化鉛：PbO₂）
● ② マイナス極板（鉛：Pb）
● ③ 電解液（希硫酸：H₂SO₄）
この3つの組み合わせを1セットとして、
2Vずつ直列につなげたものが「12Vバッテリー」として使われます。
■ どうやって電気を生み出しているのか？
化学反応によって、電解液の中でイオンや電子が移動することで電気が生まれています。
▼ 放電（電気を使う時）
セルを回したりライトを点けると、内部ではこうなっています。
- プラス極板（PbO₂）とマイナス極板（Pb）が反応して硫酸鉛（PbSO₄）に変化
- 電解液の硫酸イオンが消費され、濃度が薄くなる
- その反応過程で電子が生まれ、外部へ電気として流れる
これが「電気を取り出している状態」です。
■ 充電はどう起こる？
走行中のオルタネーター、または充電器から電気を流し込むと、
- 硫酸鉛（PbSO₄）が元の PbO₂・Pb に戻る
- 電解液中の硫酸濃度も復活
という逆の反応が起きます。
これが “充電” です。
バッテリーの放電・充電は、
「化学反応が行ったり来たりすることで成り立っている」のです。
■ なぜ時間が経つとバッテリーは劣化するのか？
バッテリーは“化学反応を繰り返す装置”なので、劣化は避けられません。
主な原因は3つあります。
● ① サルフェーション（硫酸鉛の結晶が固まる）
放電でできる硫酸鉛は、本来充電で元に戻らなければいけません。
しかし、
- 放置時間が長い
- 短距離走行ばかりで充電不足が続く
- 深い放電（セルを何度も回す）を繰り返す
などの使い方をすると、
硫酸鉛が“硬い結晶”になって戻らなくなる
この現象を「サルフェーション」と呼び、
これが進むと容量が目に見えて減っていきます。
● ② 極板の腐食・脱落（物理的な寿命）
化学反応を何度も繰り返すと、極板は少しずつ傷みます。
- 表面が溶ける
- 腐食する
- 破片が底にたまる
これが進むと、
- 電圧が不安定
- 容量が一気に低下
- 最終的には内部ショートで使用不能
という状態になります。
● ③ 電解液が減る（反応面積が減る）
密閉式でも、
- 振動
- 気温
- 過充電
- 蒸発
などで電解液は少しずつ減ります。
電解液が減ると極板が露出し、
その部分は反応できなくなるので 容量が低下 します。
■ 低温でバッテリーの性能が落ちる理由
冬になるとバッテリーの性能が一時的に落ちるのは、劣化とは別問題です。
ポイントは「温度＝粒子の運動エネルギー」という性質。
● 温度が高い
→ 粒子が激しく動く
→ 化学反応が進みやすい
→ バッテリーが元気に働く
● 温度が低い
→ 粒子がゆっくり動く
→ 化学反応が進みにくい
→ 同じバッテリーでも電圧・容量が出にくい
これが冬の始動性悪化につながります。
■ まとめ：バッテリーは“化学反応の機械”—だから正しいケアが必要
鉛バッテリーは、
- プラス極板
- マイナス極板
- 電解液
この3つで電気を作る、とてもシンプルな仕組みですが、
内部では繊細な化学反応が常に起きています。
だからこそ、
- 放置しない
- 深い放電を避ける
- 短距離走行ばかりにしない
- 定期的にしっかり充電してやる（走行 or 充電器）
といったケアが寿命を大きく左右します。
バッテリーの“仕組み”を知ると、
なぜ冬に弱りやすいのか、なぜ定期的な走行が重要なのかが自然と理解できます。
