2016年03月01日

二次電池

自動車には、充電によって電圧が回復し繰り返し使うことができる二次電池(蓄電池または充電池とも呼ぶ)が使用されます。自動車用二次電池には、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などがあります。

鉛蓄電池

一般的なガソリン車やディーゼル車に搭載される二次電池は、ヘッドライト、クラクション、パワーウィンドウ、カーオーディオなどの電装品に電気を供給する働きをするバッテリーで、鉛蓄電池が使われます。

鉛電池1.gif 鉛電池2.jpg

鉛蓄電池はプラス極材料として二酸化鉛、マイナス極材料は鉛で、電解液は硫酸が使われています。電圧は2Vと水溶液系の電池としては、例外的に高い電圧を示します。自動車用のバッテリーは12Vや24Vの電池となっていますが、6個または12個の槽の単セルが直列になった電池となっています。

ニッケル水素電池

ニッケル水素電池は正極に水酸化ニッケル、負極に水素吸蔵合金を使った二次電池で、電解液には水酸化カリウム水溶液が使われています。単一、単二、単三、単四乾電池などと同じ規格の充電式の乾電池は、ほとんどがこのタイプです。自動車用としてハイブリッドカーにも使用されてきましたが、次世代型ではリチウムイオン電池に置き換わっています。

ニッケル水素電池.png ニッケル水素電池2.gif ニッケル水素電池1.png

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、プラス極材料にリチウムを含む酸化物、マイナス極に黒鉛を使った電池です。マイナス極の黒鉛は層状の結晶ですが、充電すると層の間にリチウムがイオンの状態で蓄えることができるインターカレーション型の電池です。リチウムが金属として析出せず、イオン状態であるためにリチウムイオン電池と呼ばれています。

リチウムイオン電池1.jpg リチウムイオン電池2.jpg

プラス極のリチウムを含む酸化物としては、コバルト酸リチウムが最も多く使われていますが、そのほか、マンガン酸リチウムやニッケル酸リチウム、あるいはそれらの混合物も使われています。
リチウムイオン電池の特徴は電圧が3.7Vと高く、リチウムイオン電池1本でニッケル水素電池の3本分の電圧があるので、使用本数を少なくすることができ、軽量でコンパクトにすることができます。このためハイブリッド車や電気自動車の二次電池として期待されています。

蓄電池技術の現状と取組

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