二次電池とは何か|仕組みや種類を解説

二次電池は新しいエネルギー源

こんにちは、今回の記事では今至るところで採用されるようになっている二次電池についてご紹介して行きたいと思います。

二次電池と言うとみなさん聞き慣れないかと思いますが、二次電池の意味するものは一般的には充電電池と言われているので身近なものです。

スマートフォンを筆頭にパソコンやデジタルカメラなど様々なものに使用されており、更にはモバイルバッテリーなど二次電池自体も活用されています。

更にそうした二次電池を利用して、そこからの電力を利用して使う製品も販売されているので、二次電池はすでにみなさんの生活に根付いていると言って過言ではないでしょう。

電池の種類

基本的な電池種類を分類すると、3つの種類に分けることができます。

その3種類は以下の様になっています。

化学電池

化学電池とは電池内部にある電解液と呼ばれる物質が電位差によって酸化や還元反応を起こして電気エネルギーを作るものとなります。

普段良く使う乾電池やスマートフォンなどに入っている電池もこの化学電池になります。

物理電池

物理電池は化学反応などは起こさずに、別の要因によって電気が発生する変換装置のことを言います。

みなさんが思っている電池のイメージとは少し違い、他のエネルギーを電気に変えるための変換装置といったところでしょうか。

代表的なもので言うと太陽電池などがそれに該当しますが、太陽光パネルをみてあれが電池だと思う人は少ないでしょう。

生物電池

生物電池は微生物などが起こす生物化学反応を利用して電気エネルギーを取り出す手法のことを言いますが、現在では実用できるほどの性能になっておらず、まだまだ研究段階の電池ではあります。

一次電池と二次電池の違い

一次電池と二次電池の違いは充電できるかどうかによります。

一次電池は使い切りタイプで充電ができないもので、使うたびに電気がなくなっていきます。

様々な電化製品に使用されているのものですが、使い切ってしまうと交換しないといけませんので消費電力が多く頻繁に交換しなくては行けないようなものは充電式に切り替わりつつあります。

一次電池自体の値段は安くなっているので、簡易的なものの電源としては今後もずっと使用されるでしょう。

二次電池といえば、充電ができる電池のことをいいます。

一度購入すれば電池自体が劣化してしまうまでは繰り返し使えるので、買い直す必要もなく日々の運用コストは安く済みます。

その代わり電池時代の値段が一次電池よりも高くなっているので、初期費用は高くなるでしょう。

また、二次電池はもともと製品に組み込まれていることが多くはじめから電池を入れることなく充電できるものも主流になってきています。

二次電池の種類

電池の種類については先ほどご紹介した3種類となりますが、一般的な電池のイメージは化学電池になります。

二次電池として使用されているものも主に化学電池ですので、その種類についてもご紹介していきましょう。

ニッカド電池

ニッカド電池とは、ニッケルとカドミウムを省略してついた名前となります。

名前の通り正極側にニッケル系の物質を使い、負極側にカドミウム系の物質を使って電気を起こします。

一昔前には充電電池といえばニッカド電池のイメージがありましたが、現在ではその他の電池の性能が非常に上がったため、なかなか使用される機会は少なくなってきています。

ニッケル水素電池

ニッケル水素電池は正極にニッケル系の化合物を使用し、負極には水素を吸蔵した合金を使用しています。

電圧がニッカド電池と同じであり、その上で電気容量を2倍ほど備えていたため、ニッカド電池の上位互換となっっていました。

ニッカド電池は徐々に廃れ、代わりにニッケル水素電池を使用することが多くなっていきました。

しかし、ニッケル水素電池は寿命が短く、使用環境などによっては更に早く寿命が来てしまうこと、自然放電も大きいことから取り扱いには注意が必要です。

鉛蓄電池

鉛蓄電池はかなり長い歴史があり、主に自動車のバッテリーとして使用されています。

正極と負極ともに鉛系の物質を使用しているのが特徴です。

電解液に希硫酸を使用しているのですが、長年バッテリーを使い続けると電解液の硫化物と鉛が反応して戻らなくなってしまう現象が起こってしまいます。

そのため車の二次電池であるバッテリーは定期的に交換が必要となるのです。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は今、一番みなさんの生活と密接に関わっている電池です。

もともとリチウム電池は一次電池や二次電子として使用されていましたが、昔は充放電を繰り返すと寿命が短くなってしまうデメリットを抱えていました。

今ではリチウムとの合金をうまく作ることで、非常に使いがっての良い電池になっています。

今現在使用されている電子機器のほとんどがこのリチウムイオン電池によって小型化に成功しており、スマートフォンなどが普及した背景にはこのリチウムイオン電池の実用化が大きく関わっているのです。

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