
蓄電池
蓄電池と言えば、通常よく言われるバッテリーと同義で同じ製品を指します。
現在は電気が無ければ、生活が成り立たない程普及しており、
それら電気を貯蔵する場所が蓄電池(バッテリー)と成ります。
俗に呼ばれるバッテリーですが、は一つのケース等の箱です。
リチウムポリマー電池の普及で、形状も様々なものが市場にあり、美しい形状の物もありますが、
一種の箱である、蓄電池(バッテリー)自体はあまり見ていて面白い物では無いでしょう。
しかし、蓄電される電気は私達の生活上欠かせなくなっている事から、一度電気の無い状態を経験すると、
これは大切な物だと認識されます。実際の災害などが発生すると情報収集や連絡の為に使用される
携帯電話の僅かな電力ですらとても貴重なものだと感じるでしょう。
太陽光や風力の発電ソースにおいても、発電中はある程度不安定な電力を使用する事は出来ても、
夜や無風状態では、発電に寄与するエネルギー自体が存在しないため、結局使用すらできません。
その無発電ソース状態や不安定解消の為に、蓄電池(バッテリー)は
独立電源のシステムには無くては成らないものになっています。
バッテリーの種類は多種多様ですが、私達が現在入手可能なマスプロダクション製品の代表例は以下と成ります。
①鉛蓄電池、②リチウムイオン電池 ③ニッケル水素電池
鉛蓄電池
鉛蓄電池は名前の様に、金属である鉛を主成分とした電池です。
詳細は割愛ですが、実際にはそのたアンチモン等違う金属を使った合金が使われたりします。
蓄電池1セルあたりの起電力は2.0Vとされ、このセルが6個直列に予め1つのパッケージ化されたものが、
12VDCのバッテリーであり、一般車の殆どがこの12Vであるので私達にとって非常になじみ深い物と成っています。
実際には、3セル直列な6Vセルも存在し、出来るだけ大容量で並列組数を少なくしたい場合などに利用されます。
鉛バッテリーの歴史もそれなりにあるので、その期間中にこの種のバッテリーも進化をしてきました。
構造の代表例2種はオープン型とクローズ型です。
オープン型というのは、今でも産業で主力のバッテリーとして存在しています。
クローズ型というと少し馴染みが無いのですが、よく言われるシールドバッテリーが同義と成ります。
基本的に長持ちするのは、オープン型ではあるのですが、液補充が必要であり、個人用途としては少し面倒です。
一方、液交換が出来たりして、性能劣化は緩慢な傾向のバッテリーで、性能低下が起こっても何とか使えたりします。
対して、クローズ構造であるシールドバッテリーは、内部発生する水素等の収束の為、
少量異種金属を含んだ構造が多く、性能劣化はある日突然調子が悪くなるなどの症状があり、
安定した期間は長く続くのですが、劣化はオープン型と比較し突然来ますので予め寿命管理に配慮します。
リチウムイオン電池
リチウムイオン電池も一言で表されますが、この種のバッテリーも種類は豊富です。
使用者としては、電気は使えれば良いという事が一番大切な事ではあるものの、
如何に効率よく使用できるか、如何に長寿命であるかなど設計者は考慮する事が多数あります。
リチウムイオン電池は全体的に低温特性が悪く、基本的に氷点下での充電は出来ない事が多いですが、
リチウムイオン電池の正極材の性質により少しずつその性格は異なります。
例えば、三元系の素材のリチウムイオン電池(セル電圧3.6V~3.7V)では-10℃くらいまでは稼働が可能です。
対して、リン酸鉄系(セル電圧3.2~3.3V)の低温特性は基本的に0℃以下の充電が出来ない様、
バッテリーを管理する電子装置(BMSという)により充電が出来なくなっている場合が多くありますが、
最近では、蓄電池セル自体を保温して、-20℃位まで使用できるものも製品化されています。
しかし、リチウムイオン電池の特徴として、鉛蓄電池の性能において大きなアドバンテージがあります。
まずは、重量は約半分(製品による)、長寿命またニッケル水素電池の様なメモリー効果も無く使いやすい電池です。
電池は電力貯蔵施設と成ります。ガソリン貯蔵施設と言えば、ガソリンスタンドやコンビナートの大きな
燃料貯蔵施設ですが、この燃料貯蔵施設というものの特徴として、ある意味危険が伴う事が挙げられます。
エネルギーを貯蔵している設備であり其れが保存されている場所なのですからある意味仕方のない事なのですが、
鉛蓄電池等他の種の電池に比較して、リチウムイオン電池は安全に動作できる範囲が狭く特に充電管理においては
厳密に管理されなければなりません。
LPF電池と呼ばれるリン酸鉄リチウムイオン電池は性能は他の種のリチウムイオン電池よりは劣りますが、
比較的安価であり、長寿命、安全性も高い為、蓄電システムに多く使用されています。
総合的にはとても良い蓄電池であり、人類はしばらくこの種のバッテリーを使う事に成ると思われます。
その他の蓄電池
たの種類の電池として一括させて頂きましたが、説明には非常に長時間にわたってしまいます。
一応現在のメインの蓄電池として鉛蓄電池とリチウムイオン電池を記載させて頂きましたが、
選択は特殊の要件が必要でない限りこの中からどっちという様に、二者択一で良いと思います。
一応マスプロダクション製品として、蓄電池を上記に紹介させて頂いておりますが、
化石燃料と比較してエネルギー密度としてはあまり大きくは有りません。
ウェブショップの性格上アカデミック事項は割愛せざるを得ませんが、
電池自体は日々変化しており、今後の電池に更なる期待をと願ってやみません。