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第二放送【雑談・コピペ】
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[103]spica1004 
KY-42C
2025/09/06 07:18
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ニッケル水素電池は、リモコンや時計など、通常乾電池を使っている製品に使用できます。2次電池は充電によって繰り返ししよう可能です。繰り返し使用できることから、初期費用は必要ですが、長い目で見れば乾電池よりも経済的だと言えます。
【比較】ニッケル水素電池とは？
このニッケル水素電池は、エネルギー効率が高い水素を使い発電や充電を行います。その構成は、電極として、プラス極に水酸化ニッケル、マイナス極に水素吸蔵合金が使用されています。この電極間を、表面を親水化処理した不織布を使ったセパレータによって隔離して、その中を水酸化カリウム水溶液の電解液で充填しています。マイナス極に使用されている水素吸蔵合金は水素を放出したり、溜め込んだりする事が可能です。この仕組みを使って、充電や放電を行います。
◆ニッケル水素電池のメリットを知ろう
ある電池には水銀、カドミウムなどの有害物質を含んでいるものが有ります。ニッケル水素電池は水素を使った電池であり、水素自体は酸素と反応し易いという特徴はありますが、使われてる材料に有害物質がないため環境負荷が低い点はメリットとして挙げられます。
また、扱える電流量も多く、高速な充放電や、過充電、過放電にも強い電池です。2次電池として繰り返し使用する用途を考えると、サイクル寿命が500~1500回で、使用時間が長い点もメリットとなっています。
◆ニッケル水素電池のデメリットを知ろう
電池のデメリットの一つとして、使用していない期間に放電してしまい電圧が下がってしまう自然放電があります。一ヶ月3.5％の自己放電率があるリチウム電池と比較して、ニッケル水素電池の自然放電量は30％に達し、二次電池で自己放電が最も高いです。
また、この放電量は保管時の温度が高いほど増加します。電池を長時間置く場合に一定の電量を確保し、定期的に充電することや、保管温度なども意識して運用するのが理想的です。
いつでも充電して使用できるリチウム電池と違い、この電池を使いきらずに充電すると、メモリー効果があるデメリットを持っています。ニッケル水素電池のメモリー効果は、ニカド電池ほど顕然ではありませんが、それでも一度電池を使い切ってから充電することを推奨されます。
◆サイクル回数でリチウムイオン電池と比較してみよう
ニッケル水素電池のような2次電池は他にも存在していて、リチウムイオン電池も一般的によく使われている2次電池です。2次電池は放電と充電を繰り返し使用する事ができ、それを何回繰り返し行う事ができるのかをサイクル回数と呼び、電池の寿命の目安ともなります。
ここでは、サイクル回数という視点でニッケル水素電池vsリチウムイオン電池を比較して、その特徴を考えてみます。まず、リチウムイオン電池のサイクル回数は、材料によって違いますが。
リン酸鉄リチウムであれば、4000回と言われています。一日一回放電と充電を繰り返すれば、使用時間にすると10年に相当します。対して、ニッケル水素電池のサイクル回数は500〜1500回とされていて、使用期間にすると半年〜四年と言われています。このことから、ニッケル水素電池は最大リチウムイオン電池の50％の寿命が目安という事が分かります。このように、ニッケル水素電池は他のリチウム電池と比較すると寿命の短い電池に分類されます。
◆ニッケル水素電池とリチウムイオン電池 最大の違いはなんだろう？
実は、リチウムイオン電池はニッケル水素電池のデメリットがいくつか解消されていて、さらに電池としての性能も高いものになっています。
まず、自然放電量も少なく、メモリー効果がありません。さらに、同じサイズの電池とした場合、リチウムイオン電池の方が電量容量が大きく、高エネルギー密度があり、サイクル寿命が長く、電圧が高く、安定したエネルギーを提供できます。
ここまでの情報だと、ニッケル水素電池はリチウムイオン電池との比較で、圧倒的にリチウムイオン電池の方が優れていると感じますが、ニッケル水素電池にも大きなメリットが有ります。それは生産にかかるコストです。
リチウムイオン電池と比較すると、レアメタルなどを使用しないニッケル水素電池はコストを抑えて生産する事が可能です。また、充電時の電圧・電流管理が必須なリチウムイオン電池は充電器の生産コストも高くなる傾向が有ります。このように、生産コストという点がリチウムイオン電池と比較した時の最大の違いだと言えます。
◆ニッケル水素電池についてまとめてみよう
このように、色々と調べてみると、ニッケル水素電池は乾電池の代わりに使用出来る身近な製品で、電池としての性能も十分に有している事が分かりました。2次電池というカテゴリーで比較した際は、より高性能のリチウムイオン電池が存在しますが、環境負荷が低い点や、生産コストを抑えられる点など、ニッケル水素電池を利用するメリットも十分に感じる事ができました。
実際に、ニッケル水素電池は、電動自転車バッテリーや家庭用の蓄電池のシェアの一部を占めていましたが、現在では徐々に優れる性能があるリチウムイオンバッテリーに置き換えられています。現在、それは単一のセルしか必要としない小さな家庭用電気機器に採用されています。ニッケル水素電池は、今後もその特性や性能を活かせる場面で活用されていく電池であると言えます
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