電気代を節約をしたい方や、停電時に大きく活躍が出来る蓄電池ですが、一体どのような仕組みで充放電をしているかご存じでしょうか。また、蓄電池の種類によって、充放電の仕組みが変わるのかも気になるところですよね。

今回は、蓄電池の基本的な仕組みなどをご紹介していきます！

基本的な充放電の仕組み

蓄電池にはいくつか種類がありますが、充放電の仕組みは化学反応によって生まれる電子エネルギーを利用しており、どの製品も基本的な仕組みは同じです。

乾電池にはプラス極とマイナス極がありますよね。蓄電池も乾電池と同じでプラス極とマイナス極が付いています。プラス極には電解質に溶けにくい金属が使用されており、電解液に溶けやすいマイナス極の金属が電解液に溶けて電子を発生させます。 その発生した電子がプラス極に流れ込み、発生した電気が放電されるといった仕組みです。また、ここで電力を加えることで充電が可能になります。

このように、蓄電池はこの化学反応によって繰り返し充放電を行える仕組みになっています。

種類別の充放電の仕組み

では、基本的な蓄電池の充放電の仕組みが分かったところで、種類別にみる蓄電池の充放電の仕組みをお伝えしていきます！

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は頻繁な充放電や満タン時の充電が多くなるノートパソコンやモバイル機器に最適なことで、今では大半のモバイル機器の充電池として利用されています。

また、小型ながら超寿命というメリットがあり、近年は中型化、大型化にも成功したことから、電気自動車のバッテリーや家庭用蓄電池としても使用されています。

仕組みとしては、

負極に単素材、正極の電極板にリチウム合金を用いて、電解液を介してリチウムイオンをやり取りするため、この名称がついています。

負極に単素材、正極の電極板にリチウム合金を用いて、電解液を介してリチウムイオンをやり取りするため、この名称がついています。

マイナス極に単素材、プラス極の電極版にリチウム合金を用いて、電解液を介して、リチウムイオンをやり取りする為、この名称が付きました。電解液が非水系のため、他の蓄電池に比べて容易に高電圧を得られ、エネルギー密度が高いという特性を有します。

鉛蓄電池

鉛蓄電池は1859年にフランスのガストン・ブランテによって開発された最も古い歴史を持つ蓄電池です。

その歴史から、実績やデータも多く存在するため信頼性が高く、用途も幅広く使われています。主な利用先は、病院や公共施設や自動車のバッテリーなどです。

鉛蓄電池は、プラス極とマイナス極のいずれの電極板にも原価の安い合金を使っている為、コストパフォーマンスが良いといった特徴を持っています。

一方で、リチウムイオン蓄電池に比べるとサイズ・重量ともに大きくなるため、小型デバイス等への利用は向いていません。

このため鉛蓄電池は、十分な設置スペースを用意でき、安価に電源を用意したい場合に力を発揮する蓄電池といえるでしょう。

ニッケル水素蓄電池

ニッケル水素蓄電池は、とても身近なもので乾電池にも使用されているものです。販売されているところも家電量販店や携帯ショップなど幅広いため、一度は目にしたことがあるという方も多いのではないでしょうか。プラス極に水素久蔵合金が使われており、マイナス極にニッケル合金が使用されています。

環境や人体に影響のない水素を電極に使用することで、安全性が高くニカド電池の約２倍もの容量を持っています。

まとめ

蓄電池はメーカーはもちろん、種類も様々です。機能としては非常に単純なものですが、蓄電池のタイプや種類によって仕組みは異なってきます。もし導入したあとに思ったものと違う！とならないように、蓄電池のタイプや種類ごとの仕組みを良く理解して、効率的に蓄電池を利用していきましょう。