FIT(固定価格買取制度)の終了に向け蓄電池を購入しよう!おすすめの施工業者を細かく分析!

蓄電池の種類にはどのようなものがある?個々の特徴を理解しよう!

公開日:2021/11/15  最終更新日:2021/11/29


蓄電池はスマートフォンやパソコンをはじめとする電子機器を中心に世界的に普及しています。現代の生活においてなくてはならないものですが、意外と中身はご存じない方が多いのではないでしょうか。今回は、主な蓄電池として鉛蓄電池、ニッケル電池、リチウムイオン電池、NAS電池についてそれぞれのメリット、デメリットについてご紹介します。

鉛蓄電池のメリット・デメリット

鉛蓄電池は1859年にフランスで発明された最も歴史のある蓄電池で、現在も蓄電池の主流として活躍しています。自動車バッテリー、コンピュータなど比較的大きい電力が必要なデバイスに使用されています。

■鉛蓄電池のメリット

鉛蓄電池のメリットは大きな起電力(電流を生じさせる力)を持っている点です。大きな起電力を有することから、大きな電流を取り出すことができ、大きい電力が必要なデバイスに充分な電力を供給できます。また、素材としての魅力もあります。鉛蓄電池の原料である鉛は豊富に取れ、リサイクルや再生も容易で、クリーンな蓄電池です。

■鉛蓄電池のデメリット

鉛蓄電池のデメリットは他の蓄電池と比較して大型で重く、電解液(電気を伝導させる媒体)に希硫酸を使用している点です。希硫酸は強酸性の液体で、人体に付着すると炎症や火傷などの症状を引き起こします。鉛蓄電池の破損などにより電解液の希硫酸が漏洩すると危険が伴いるため、注意が必要です。

ニッケル電池のメリット・デメリット

ニッケル電池の源流はニッケル・カドミウム電池です。ニッケル・カドミウム電池は1899年にスウェーデンの技術者によって発明されました。一昔前までは広く使用されていましたが、カドミウムによる公害(イタイイタイ病)のイメージがあり、近年では改良版のニッケル水素電池が主流となっています。ニッケル水素電池は1970年代、アメリカにて人工衛星のバッテリーとして開発が進められてきました。現在は乾電池やハイブリッドカーの動力源として用いられています。

■ニッケル水素電池のメリット

ニッケル水素電池のメリットはその高いエネルギー密度です。エネルギー密度とは電池の単位質量または単位容積あたり取り出せるエネルギーのことです。すなわち、いかに小さな電池から多くの電力を取り出せることができるか、の指標となります。ニッケル水素電池はその小さいサイズから大きな電力を取り出せる、小さな巨人なのです。

■ニッケル水素電池のデメリット

ニッケル水素電池のデメリットは劣化の早さです。もはや過去のものになってきましたが、初期のいわゆるガラケーに搭載されていた電池はニッケル水素電池でした。当時の携帯電話は半年から1年経過すると1日もバッテリーが持たない、といった経験をされた方もいらっしゃるのではないでしょうか。

改良は続けられたものの、このニッケル水素電池の長寿命化を阻む大きな要因として「メモリ効果」が挙げられます。「メモリ効果」とは、放電によって低下した起電力を蓄電池自体が記憶してしまう現象です。たとえば、蓄電容量が70%まで減少した段階で、継ぎ足し充電を繰り返し行ったとします。すると蓄電池はその70%という蓄電容量を記憶してしまいます。

そして、次回以降に蓄電池から放電する際に、蓄電容量が70%まで到達した段階で放電電圧が大きく低下し、そこから放電ができなくなります。蓄電池からするといわゆるバッテリー切れの状態になっているように見えます。

以上のメカニズムにより蓄電池には70%も電力が残されているにもかかわらず、その電力は使えないことになります。「メモリ効果」によってニッケル水素電池は劣化の早さが運命づけられているのです。

リチウムイオン電池のメリット・デメリット

リチウムイオン電池は、現在スマートフォン、ノートパソコン、ビデオカメラ、ハイブリッド自動車、航空機など、現代社会になくてはならない蓄電池です。1979年にオックスフォード大学教授と同大学に留学していた東京大学の留学生により、リチウムコバルト酸化物を蓄電池に使用できることが発見されたことが大きなブレークスルーでした。1995年頃からパソコンなどのデバイスに広く用いられるようになり、なくてはならない蓄電池として幅広く使用されています。

■リチウムイオン電池のメリット

リチウムイオン電池のメリットは何度も充電と放電を行うことができる点です。ニッケル水素電池に運命づけられていた「メモリ効果」がリチウムイオン電池にはないため、継ぎ足し充電をしても劣化しにくい性質があります。

■リチウムイオン電池のデメリット

リチウムイオン電池のデメリットは「保存劣化」です。「保存劣化」は電池を放置したまま劣化する現象のことです。たとえば電池を温度の高いところに放置しておく、満充電のまま、反対に完全放電(0%)の状態で置いておくことで保存劣化は進行してしまいます。

NAS電池のメリット・デメリット

NAS電池は1967年にアメリカで基本原理が発明された蓄電池で、負極(マイナス側)にナトリウム、正極(プラス側)に硫黄、電解質にファインセラミックスを用いた蓄電池です。商業化、量産化に日本の大手セラミックス企業が成功、現在NAS電池は当該企業が唯一の量産メーカーとなっています。

■NAS電池のメリット

NAS電池のメリットはコンパクトかつ大容量、長寿命な点です。サイズはなんと鉛蓄電池の約3分の1になります。また「メモリ効果」も起こりにくく、長期的に安定した充電量を維持できます。加えて希少金属を一切使用していないことから、資源についても制約が少ないことが特徴です。資源に制約が少ないことから、大きな需要があった場合でも生産量への影響リスクが小さいこともメリットになります。

■NAS電池のデメリット

NAS電池のデメリットは高価な点です。メーカーや製造年代によって多少の違いがあるものの、容量によっておおよその単価は決まってきます。kW単価では鉛蓄電池で約15万円、ニッケル水素電池で約10万円、リチウムイオン電池で約20万円、そしてNAS電池は約24万円となります。NAS電池は他の蓄電池よりも割高であることがわかります。

 

身近にありながらも意外と知らない蓄電池。今回は、主な蓄電池として鉛蓄電池、ニッケル電池、リチウムイオン電池、NAS電池についてそれぞれのメリット、デメリットについて紹介しました。それぞれ適材適所で活躍していることをお分かりになって頂けましたでしょうか?身近な家電量販店でデバイスだけでなく、その中身の蓄電池もチェックすると新たな発見があるかもしれません。

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