充放電検査装置特集「3分でわかる二次電池のお話」

二次電池特集「3分でわかる二次電池のお話」

二次電池は畜電池、充電式電池などとも呼ばれますが、繰り返し充放電のできる電池のことです。これに対して、通常の乾電池のような使いきり電池のことを一次電池と言います。

二次電池として、車両用の鉛電池は長年使われてきていますが、現在は携帯電話、パソコン、電気自動車などにリチウムイオン電池が利用されています。

リチウムイオン電池の場合は、正極にリチウム金属酸化物、負極にグラファイト等の炭素材、電解質に非水溶液系有機電解質が使われます。負荷をつなぎ放電するときには、負極から正極にリチウムイオンが移動し、負荷(外部回路)に電流が流れます。電源をつなぎ充電するときには、正極から負極にリチウムイオンが移動します。

二次電池を使う上で残量を計測し把握しておくことは非常に重要です。通常使われる車のバッテリーも出先でトラブルに遭うと立ち往生してしまいます。
最近普及してきているハイブリッドカーや電気自動車は高価で大容量のリチウムイオン電池を積載しており、BMSとよばれるシステムにより、充電や放電、残容量などが細かく制御されています。これは、リチウムイオン電池が高価であること、また使い方により寿命や容量に大きく影響が出るからです。

二次電池の寿命は、鉛電池では約1000回の充放電(1日1回なら約3年)、リチウムイオン電池では約2000回から3000回と言われています。
小型のリチウムイオン電池は携帯電話やパソコンに使われていますが、以前の鉛電池やニッカド電池と異なり、満充電状態での高温環境や過放電(全くの空の状態)は極端に寿命を損ねてしまいます。たとえば、携帯電話を満充電で車の車内に放置するとバッテリーが駄目になってしまうので注意が必要です。

充電器や二次電池の異常により、発熱や二次電池部の膨らみ、発煙などがあった場合は直ちに充電を止め、万が一の発火に備えることが必要です。リチウムイオン電池は、高密度にエネルギーを貯めることができること、電解質として燃焼しやすい材料が使われていることから特に注意が必要です。
また、リチウムイオン電池は衝撃にも気を付けて下さい。内部が数マイクロメートルの絶縁材で仕切られており、この絶縁材が衝撃により破れると内部短絡と呼ばれる危険な状態となります。携帯電話やパソコンなどを落とした時には、異常な発熱や膨らみが起きていないか注意が必要です。

充放電検査装置により、二次電池の充放電性能や寿命の検査ができます。電池・電池材料の開発時の試験や製造時の検査に使われます。充放電検査装置は、より安全で高性能なバッテリーの開発、製品の安全性・性能の確認に役立っています。

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