二次電池（にじでんち）は蓄電池（ちくでんち）、充電式電池ともいい、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できる様になり、繰り返し使用することが出来る電池（化学電池）のことである。
近年、関連業界および一般流通分野では、慣例的に「充電式電池」を簡略化して充電池（じゅうでんち）と呼ばれるようになっており、製品名としても見られるが、これまで、学術用語で使われていなかったため、学術論文では用語として用いてはならないと考える人もいる。日本で従来、車両（主に自動車）に用いられてきた鉛蓄電池を「バッテリー」と呼んできたため、単にバッテリー（battery）といえば、通常は蓄電池をさすことが多い。
一般的に二次電池は、その電気を使用しなくても、時間と共に蓄えた電気が徐々に失われる自然放電が大きいため、長期保存後に使用するには、失われた容量を回復させる為の充電（補充電）を行わなければならない。自然放電量は二次電池の種類や保存状態などによって異なる。
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概要
金属が酸化還元するイオン化傾向を利用して酸化還元電位を発生させる。 鉛蓄電池の場合、鉛の電極を、希硫酸でつなぐと電力と水が発生し、電位がさがる。（硫酸が水になる）。
電極をつなぐ物質を電解質という。通常は酸化還元、する作用のある液体が使われる。硫酸などは危険である。
また、乾電池は、粘り気のある液体を電解質として、電源として使いやすくしたものである。
さらに、固体の電解質で、正負両極をつなぐことで、安定・安全な電池が作れると、研究されている。
特性
分類
一般型
- 鉛蓄電池
- リチウムイオン二次電池
- リチウムイオンポリマー二次電池
- ニッケル・水素蓄電池
- ニッケル・カドミウム蓄電池
- ニッケル・鉄蓄電池
- ニッケル・亜鉛蓄電池
- 酸化銀・亜鉛蓄電池
液循環型
- レドックス・フロー電池
- 亜鉛・塩素電池
- 亜鉛・臭素電池
メカニカルチャージ型
- アルミニウム・空気電池
- 空気・亜鉛電池
- 空気・鉄電池
高温動作型
比較
各種二次電池の比較を示す
| 種類 | 電圧a | エネルギー密度b | 出力c | 効率d | E/$e | Disch.f | サイクルg | 寿命h | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (V) | (MJ/kg) | (Wh/kg) | (Wh/L) | (W/kg) | (%) | (Wh/$) | (%/mo) | (#) | (年) | |
| 鉛蓄電池 | 2.1 | 0.11-0.14 | 30-40 | 60-75 | 180 | 70%-92% | 5-8 | 3%-4% | 500-800 | 3 (自動車用), 20 (定置式) |
| VRLAi | 2.105 | |||||||||
| ニッケル-鉄電池 | 1.2 | 0.18 | 50 | 100 | 65% | 5-7.3[1] | 20%-40% | |||
| ニッケル・カドミウム蓄電池 | 1.2 | 0.14-0.22 | 40-60 | 50-150 | 150 | 70%-90% | 20% | 1500 | ||
| ニッケル・水素蓄電池 | 1.2 | 0.11-0.29 | 30-80 | 140-300 | 250-1000 | 66% | 1.37[1] | 20% | 1000 | |
| ニッケル・亜鉛蓄電池 | 1.7 | 0.22 | 60 | 170 | 2-3.3 | |||||
| リチウムイオン二次電池 | 3.6 | 0.58 | 160 | 270 | 1800 | 99.9% | 2.8-5[2] | 5%-10% | 1200 | 2-3 |
| リチウムイオンポリマー二次電池 | 3.7 | 0.47-0.72 | 130-200 | 300 | 3000+ | 99.8% | 2.8-5.0 | ~0.5 | ||
| LiFePO4 | 3.25 | 80-120 | 170 [3] | 1400 | 0.7-1.6 | 2000+[4] | ||||
| Li sulfur[5] | 2.0 | 400[6] | ||||||||
| Nano Titanate[7] | 2.3 | 90 | 4000+ | 87-95%r | 0.5-1.0[8] | 9000+ | 20+ | |||
| Li箔 | ? | 350 | 959 | 6000 | ?p[9] | 40000 | ||||
| 亜鉛・臭素二次電池 | ||||||||||
| レドックス・フロー電池（バナジウム） | 1.15-1.6 | 25-35[10] | 15-25 | >10000 | 10-20 | |||||
| ナトリウム・硫黄電池 | 89%-92% | |||||||||
| 溶融塩電池 | 70-110[11] | 150-220 | 4.54[12] | 3000+ | 8+ | |||||
| スーパーイオン電池 | ||||||||||
| 酸化銀電池 | 130 | 240 | ||||||||
| 充電式アルカリ電池 | 1.5 | |||||||||
利用例
二次電池は自動車や航空機、農業機械など各種車両のほか、ノートパソコンやデジタルカメラ、携帯電話などのさまざまな機器に利用されている。特に携帯機器の場合、その容量が、製品購入時の決定要素となることも多いため、最新技術のバッテリーが採用されるのが常である。
外部バッテリー
デジタルカメラなどでは、本体にバッテリーを内蔵していることが多いが、それだけでは必ずしも十分時間使用できるとは限らないため、サードパーティー製の外部バッテリーパックが利用されている。この種の製品は、機器本体のDC入力端子に直接接続し、ACアダプターと同様の形で運用するものが主流である。ただし、クレードル式のデジタルカメラなどの場合、クレードルを利用しなければ充電できないこともあり、この場合は直接本体に接続して使うことはできない。
外部バッテリーを使用しない場合は、頻回の内蔵電池の交換が必要となり、デジタルビデオカメラなどの場合は撮影の中断を余儀なくされる。
ノートパソコンにおいても、大容量の外部バッテリーが販売されており、AC電源供給のない場所での安定した利用を可能にしている。
関連項目
- 一次電池
- メモリー効果
- 蓄電池設備整備資格者
- メビウスループマーク
- 電池パック
- 充電器
脚注
- ^ mpoweruk.com: Accumulator and battery comparisons (pdf)
- ^ http://www.werbos.com/E/WhoKilledElecPJW.htm (which links to http://www.thunder-sky.com/home_en.asp)
- ^ phantom hub motors, LiFePO4 batteries, electric bike kits, electric scooters
- ^ Zero Emission Vehicles Australia
- ^ Lithium_Sulfur
- ^ http://www.polyplus.com/inproperty/patents/pat6358643.PDF
- ^ http://www.altairnano.com/documents/NanoSafeBackgrounder060920.pdf
- ^ Power & Energy Systems FAQ
- ^ Excellatron - the Company
- ^ Vanadium Redox Battery
- ^ http://www.betard.co.uk/new_zebra.pdf
- ^ EVWORLD FEATURE: Fuel Cell Disruptor - Part 2:BROOKS | FUEL CELL | CARB | ARB | HYDROGEN | ZEBRA | EV | ELECTRIC
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・電気自動車
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