電池の実用知識

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電池には大変多くの種類が有ります。しかし、私達が最もよく目にするのは、一次電池(充電出来ない電池)ではアルカリ電池やマンガン電池、そしてそれほど目にしませんが容量の大きいリチウム電池やニッケル電池が有ります。また、充電できる二次電池は昔、ニッカド電池が主流でした。しかし今ははリチュウムイオン電池が主流になりました。また、ニッケル水素電池もかなり出回っています。
ここではこれらのなじみの深い電池について面倒な事はさておき、実用的なことを述べてみます。

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各種電池

 

 電池の容量はAh(アンペアアワー)で表されます。例えば500mAhの容量の電池は500mAの電流を1時間流す能力があります。また、単純計算ならこの電池は100mAの電流なら5時間流せることになります。しかし、実際の電池寿命はこれほど単純ではありません。
例えば乾電池は小さな電流で使う場合と大きな電流で使う場合では異なりますし、休ませながら間欠的に使うと長く持つことが知られています。
また、周囲の温度でも異なりますし、バラツキもかなり大きいと言えます。そのためかマンガン電池やアルカリ電池には殆どの場合、容量の表示がありません。
次は単4と単3電池の容量の目安です(実際にはバラツキが大きいのでご注意下さい)。

 単4マンガン(黒):450mAh
 単4ア ル カ リ:900mAh
 単3マンガン(赤):700mAh
 単3マンガン(黒):1000mAh
 単3ア ル カ リ:2000mAh
 単3ニ ッ カ ド:500−1000mAh
 単3ニッケル 水素:1000−1300mAh

上記から
 ◆マンガン電池の容量は(黒)が(赤)の約1.4倍
 ◆アルカリ電池の容量はマンガン電池(黒)の約2倍
 ◆ニッカド電池は容量が少ない上にバラツキが多い
等が分かります。

 ニッカド電池の容量は大きくないものの、大電流を取り出せる能力はかなり高い特徴が有り、消費電力の比較的大きな機器に適しています。またニッケル水素電池は容量、取り出せる電流とも比較的大きいものの過放電のまま放置すると劣化する上に、メモリー効果も起こすので注意が必要です。
パソコンや携帯電話機に多用されるようになったリチュウムイオン電池はエネルギー密度が高く(つまり小型で大容量、ニッケル水素電池の約2倍)、メモリー効果が無い、しかも自己放電が少ないという特徴が有ります。メモリー効果というのは少しだけ使って充電、ということを繰り返すと電気容量がどんどん少なくなっていく(ように見える)現象です。尚、大電流が取り出せる電池では誤ってプラスとマイナス極をショートさせると危険です。ポケットにキーホルダー等の金属品と一緒に入れない様にしましょう。

 二次電池(充電して繰り返し使える電池)の寿命は容量が半分になるまでの充放電回数で表されます。つまり500回と表示されていれば500回充放電を繰り返すと容量が約半分になるという意味です。これを単純に計算すると毎日充電しても1年半以上、1週間に一度の充電なら10年近くの寿命が有ることになります。しかし、多くの場合大して使ってもいないのに1〜2年、いやもっと短かったりするのではないでしょうか。この原因は過充電や過放電が原因と言われています。つまり満充電状態や過放電状態のまま長時間放置すると、著しく劣化することがあります(ニッカド電池は過放電による劣化は少ない)。従って満充電状態と、過放電状態を避けることで電池寿命はかなり伸びます。

 満充電状態にしないためには、充電器にセットしたまま放置しないようにすれば良いかもしれません。 多くの充電器は80%前後までは急速充電して、その後満充電まではゆっくり充電(トリクル充電・・・・ポタポタ充電)します。そしてたいていは、トリクル充電モードに切り替わると発光ダイオードの色が変わります。従ってこのような場合は発光ダイオードの色が変わった時点で充電器から外せば満充電状態を避けることが出来ます。しかしこの場合、電池の持続時間は約80%になります。

 過放電にしないためには使わないで長時間放置しない、特に使い切った状態で放置しないようにすべきです。だから、使わなくてもたまには充電するしかありません。特にニッケル水素電池は過放電状態で劣化が激しい様です。

 尚、保管は出来るだけ低温が良いとされています。

 充電というと、マンガンやアルカリ電池の充電器というものが売られています。しかし、電池メーカーではこれらの一次電池は「絶対に充電してはいけません」と警告しています。
これには
 ◆マンガンやアルカリ電池も充電することにより有る程度性能が復帰する。
 ◆マンガンやアルカリ電池を充電すると破裂したり液漏れを起こす確率が高い上に液は有害である。
という状況があります。
だから充電できるというのは嘘ではないものの、破裂や液漏れは危険なので電池メーカーはこれを絶対に認める訳にはいかないのです。

 尚、小型機器によく使われるボタン電池には、フッ化黒鉛リチウム電池(3.0V)、二酸化マンガンリチウム電池(3.0V)、酸化銅リチウム電池(1.55V)、アルカリ電池(1.5V)、空気亜鉛電池(1.4V)、酸化銀電池(1.55V)等が有ります。


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