バッテリーの種類

さまざまな種類のバッテリーが様々な構成で利用可能です。新しい消費者向け電子機器、電気自動車、再生可能エネルギー貯蔵の需要、宇宙や軍事用途など、現代ではバッテリーは食糧のように消費されています。私たちの周りを見れば、壁時計、携帯電話、ノートパソコン、腕時計、計算機、インバータ、ドライヤー、トリマー、おもちゃなど、ほとんどのデバイスにバッテリーが隠されています。バッテリーはデバイスをユーティリティ供給から分離することでポータブル化します。今日のバッテリーは長持ちし、高いエネルギー貯蔵容量を持っています。長い旅行に必要なモバイルバッテリーは欠かせない選択肢となっています。バッテリーはボタン型、フラット型、丸型、プリズム型などの様々な形状とサイズがあります。バッテリーには充電不能の一次バッテリーと充電可能な二次バッテリーがあります。一次バッテリーは一度消耗すると再充電できませんが、二次バッテリーは何度も再充電できます。しかし、一次バッテリーは安価でコンパクト、使いやすく、二次バッテリーよりも寿命が長いです。
バッテリーは様々なサイズ、使用される化学物質、形状があるため、IECおよびANSI機関によって特定の命名法が提供され、必要に応じてその仕様を理解することができます。例えば、以下に示すAA 1.5Vタイプのバッテリーを考えてみましょう。

ここではAA LR6 1.5Vと書かれています。では、この名前またはコードが何を意味するのか理解しましょう。

• LR6はIECサイズコードであり、Lはアルカリ/MnO2 バッテリーを表し、R6は物理的な寸法を表します。R6構成は最大全高50.5 mm、最大直径14.5mmの円形バッテリーを意味します。

• AAはANSI指定によるLR6構成バッテリーです。

もう一つの例として、以下のボタンセルを考えてみましょう

ここではCR2025と書かれています。これはIECコードであり、Cはリチウム系、Rは円筒形、20はバッテリーの直径20mm、25は高さ2.5mmを表します。詳細についてはANSIおよびIECのバッテリーコードを参照してください。

バッテリーの種類

一次セルまたは一次バッテリー

これらは一度消耗すると再充電できません。一次セルの利点はコンパクトなサイズと円筒形、ボタン形、長方形、プリズム形などの様々な形状での利用可能性、高密度のパワー、長期の保存期間、低レベルの放電、および携行性です。その無数のアプリケーションには、時計、医療機器、ラジオおよび他の通信機器、ナノアプリケーション、メモリチップなどがあります。

一次セルが液体電解質を含んでいない場合、それは「乾電池」と呼ばれます。乾電池には湿ったペースト状の電解質が含まれています。上記の図は亜鉛炭素バッテリーの断面を示しています。

いくつかの異なる一次バッテリーとそのアプリケーションについて以下に説明します。

亜鉛-炭素/アルカリ/MnO2 セルまたはバッテリー

亜鉛-炭素またはレクランシェセルは、ほぼ一世紀にわたって使用されてきた最も初期の形式の乾電池の一つです。しかし、現在ではアルカリ/MnO2を使用した新しい一次バッテリーが商業的に使用され、それらはより高い容量とエネルギー密度、および長寿命を特徴としています。

水銀酸化物バッテリー

水銀酸化物バッテリーの使用は、環境への水銀の有害な影響により非常に制限されています。これらのバッテリーは亜鉛/カドミウム陽極と水銀酸化物陰極で構成されています。円筒形や小さな平らなボタン形で製造されます。計算機、ポータブルラジオ、時計、カメラなどの低電力源として使用されます。

亜鉛銀酸化物バッテリー

これらのバッテリーは水銀酸化物バッテリーと設計が似ていますが、エネルギー密度が高いです。低温でもよく動作します。主にボタンセルバッテリーとして使用され、写真撮影機器、電子時計、補聴器などに使用されます。

亜鉛空気バッテリー

金属-空気バッテリーは、その高エネルギー密度によりバッテリー業界で注目を集めています。また、活性陰極は必要ありません。ただし、その短い保存期間と温度、湿度などの外部要因に対する敏感性により、その使用は制限されています。これらの用途は電子機器、信号、航海上のアプリケーションです。

リチウムバッテリー

リチウムバッテリーの利点は最高のエネルギー密度、長寿命、広範な温度範囲での動作です。その用途にはカメラ、時計、計算機、その他の低電力アプリケーションがあります。

二次バッテリー

これらのバッテリーは一度放電すると再び電気的に充電できます。例えば、携帯電話やノートパソコンのバッテリーの充電です。今日、二次または充電式バッテリーはどこにでもあります。これらのバッテリーはUPS、インバータ、固定エネルギー源としての待機電源として、そして携帯電話、ノートパソコン、懐中電灯、非常用照明器具などの無数の消費者アプリケーションの主要な電源として使用されています。
いくつかの充電式バッテリーとそのアプリケーションについて以下に説明します。

鉛蓄電池

これらのバッテリーは一般的にインバータ、電気自動車、エンジン始動、緊急電源、ソーラーバッテリーのアプリケーションで使用されています。世界中のバッテリー販売の約40-45％を占めています。以下に、構造とアプリケーションに基づくいくつかの鉛蓄電池のタイプを示します。

スターターバッテリー

これらのバッテリーはエンジンの始動に使用され、短時間に大電流を供給します。これらのバッテリーは遅い放電率を持っています。航空機、船舶、ディーゼルエンジン車両などのアプリケーションに使用されます。

深サイクルバッテリー

定置バッテリーとは異なり、深サイクルバッテリーは再充電前に最大80％まで深く放電します。深サイクルバッテリーにはフローテッドタイプ、ゲル電解質タイプ、吸収ガスマット（AGM）タイプの3種類があります。その用途は産業トラック、ゴルフカート、電気自動車、鉱山車両などです。

潜水艦用バッテリー

潜水艦に使用されます。その放電はスターターバッテリーと深サイクルバッテリーの中間で、約50%です。

定置バッテリー