蓄電池ブログ

2015年8月 5日
蓄電池、鉛が減ってリチウムが増えた背景

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今日のブログ記事担当は山口音楽です。本日もどうぞお付き合いください。

今日のテーマは

 

「蓄電池、鉛が減ってリチウムが増えた背景

です。

 

蓄電池を歴史的に見ていくと、まず鉛蓄電池が実用化されてきました。

鉛蓄電池は、正極に酸化鉛、負極に鉛を使い、全体を硫酸の電解液に浸してあります。

性能が安定しており、比較的安全で使いやすいという特徴があり、自動車のバッテリーや

停電時に使う非常用電源などで広く使われてきました。その一方で鉛を使うため重く、

液体状態の硫酸を使うので傾けたり振りまわしたりする用途には向かないという問題点

もありました。

次に実用化されたのがニッケル・カドミウム電池です。ニッカドとも呼ばれるタイプ。

正極に水酸化ニッケル、負極に水酸化カドミウム、電解液に水酸化カリウムを使う電池です。

電解液は不織布などに浸して漏れないようにして密閉してあり、振りまわす用途に使えるし、

一気に大電流を放電することもできます。しかし、充電して放置しておくとどんどん勝手に

放電していってしまう、また何度も充電すると使える容量が小さくなるという問題点がありました。

そして、ニッケル・カドミウム電池の問題点を解決するべく開発されたのが、ニッケル・水素電池

です。正極は水酸化ニッケル、電解液は水酸化カリウムとニッケル・カドミウム電池と同じですが、

負極に水素収蔵合金という特殊な合金を使用します。1990年代まで、ノートパソコン用バッテリーと

いえば、このニッケル・水素電池でした。現在でも、「エネループ」「エボルタ」(共にパナソニック)

「インパルス」(東芝)などの乾電池型蓄電池は、ニッケル・水素電池が用いられています。

ハイブリッドカーや電動アシスト自転車も、価格が比較的安く、長年使われてきて利用のノウハウ

が豊富であるという理由から、ニッケル水素電池を採用している例が多いです。

◎軽さと大容量を目指して登場したのがリチウムイオン電池◎

そして、より一層の大容量を狙って開発されたのが、リチウムイオン電池です。

実はリチウムイオン電池にはさまざまな形式が存在する。正極にリチウム化合物、電解液は有機

溶媒にリチウム塩を融かしたものを使うというのが共通点で、使う物質はかなり多種多様です。

リチウムは軽く、かつ極めて化学反応を起こしやすい元素で、リチウムイオン電池は、他の蓄電池

よりも軽量で、かつ大きな電気エネルギーを発生するという特徴を持っています。その一方で充電時

の条件が厳しく、すこしでも条件を外れると破損し、最悪の場合は爆発するという欠点もあります。

このためリチウムイオン電池は厳重にパックされ、充・放電状態を監視・制御する電子回路と一体と

なっているのが普通です。大容量で軽量のリチウムイオン電池の出現で、はじめてスマートフォン

やタブレット端末といった携帯する道具は実用的な利用可能時間を獲得できた。最近では、

ハイブリッドカーにも使用されるようになってきている。今後技術開発が進んでさらに安全性が

高まれば、ますます広く利用されることになっていくでしょう。

 

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