蓄電池の基礎知識 2.蓄電池の素材について

エネがえる Mag

みなさんこんにちは。

エネがえる土屋です。バトンドールの他にオススメの大阪土産、それは呼吸チョコ

美味しい、個包装、軽い、比較的お手頃、ということで職場へのバラマキ土産に最適です(^O^)

個人的には北新地ココア味が好きです。マスカルポーネがいい塩梅。

 

さて、今回のテーマは『蓄電池の素材について』です。

 

蓄電池は二次電池という種類の電池のこと。

簡単に言うと、使い切りのタイプが一次電池、繰り返し充放電が可能なものが二次電池です。

実はこの二次電池、様々な素材があります。

家庭用の蓄電池の素材はほとんどが「リチウムイオン」です。

また、自動車のバッテリーも二次電池で、電池の素材は「鉛」です。

自動車に搭載されているバッテリー、鉛蓄電池は、エンジンの始動に使われています。

蓄電池の素材ごとに得意・不得意があり、鉛は短時間・少容量の放電には向いていますが、

長時間・大容量の放電には向いていません。

だから、車でエンジンをかけずに電気やエアコンをつけ、長時間放電させていると、バッテリーが上がってしまいますよね。

これは、放電可能な容量を超えて、放電してしまった為に起きることです。

 

一方のリチウムイオン蓄電池は、大きく重たいですがその分、長時間・大容量の放電が得意です。だから、家庭で使うには、鉛蓄電池よりもリチウムイオン蓄電池が向いているのです。

実はスマートフォンやノートパソコンといった電子機器の充電池の多くもリチウムイオンの電池なのです。

 

また、住宅用ではなく、産業用の大型の蓄電システムだとNAS電池やレドックスフロー電池などがあり、逆に小型のもので言うと電気二重層キャパシタや、リチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイスがあります。

産業用は容量も出力も大きいのですが、取り扱いが難しく、ランニングコストがかかるというデメリットもあります。(NAS電池では常に温度を300度に保っておかなければなりません。(さすがに家庭用では使えないですね…。)

 

安全性・性能・扱いの容易さから見て、メリット・デメリットのバランスが一番良いのが、

このリチウムイオン蓄電池なのです。

 

また、リチウムイオン蓄電池の中には様々な種類がありますが、ここでは、三元系リン酸系と呼ばれるものを少しご紹介します。まず、三元系とは、ニッケル、マンガン、コバルトの三元素を使用したもので、2000年に日本とアメリカで開発された蓄電池になります。熱暴走温度はリン酸系に比べ高いですが、釘刺しによる熱暴走の危険性があるため、蓄電池が倒れるなどによって、損傷する危険性が高くなっています。(リン酸系の釘差しによる熱暴走はありません)。

 

一方、リン酸系は、近年、中国やアメリカで採用が増えている蓄電池で、材料は安いが製造コストがやや高く、結晶構造が強固な為、熱安定性が高いと言われています。また、電気伝導性が低いことが課題とされていましたが、活物質の微細化と表面の炭素コートの採用により改良されているようです。

 

主な用途としては、三元系で、電動自転車や電動工具、蓄電システム等で、リン酸系で、電動自転車や医療機器、自動車等といったところです。

 

実際に、SHARP製の蓄電池などは、後者のリン酸鉄リチウムを採用しており、安全性も追求したものになっています。

 

無名メーカーで安いものの中には、電池の性能が低く、危険性のあるものもありますので、こういったところまで是非チェックしてみてくださいね!

エネがえるでは、このような蓄電池の素材の違いからくる各蓄電池の特性についても情報をまとめています。

もし気になる!詳しく知りたい!という方はお気軽にお問合せくださいね。

お役立ち資料についてもこちら2batteries-blur-brass-698485.jpgからダウンロードできますのでぜひ。

それではまたあした!