ニッケル水素電池とは?原理、特徴について解説。

ニッケル水素電池とは、正極に「水酸化ニッケル」を用いた二次電池です。主に、小型家電に使われます。

 

ニッケルといえば、ステンレス、100円玉や50円玉など日常でお馴染みです。水素は燃やすと爆発する気体ですが、アンモニアの製造など工業的に幅広く使用されます。

 

本稿では、

「ニッケル水素電池とはどんな電池?」

「ニッケル水素電池の原理について教えて欲しい」

という疑問にお答え致します。

 

 

ニッケル水素電池の概要

 

正極に「水酸化ニッケル」を用いた二次電池です。三洋電機(現:Panasonic)のエネループが有名です。

 

ニッケル・カドミウム(ニッカド)電池の上位互換です。ニッカド電池と同じ1.2Vで、容量2倍、低環境負荷のため、ニッケル水素電池への置き換えが進んでいます。

 

以下、ニッケル水素電池の特徴を表にまとめました。

 

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用途 

 

ニッケル水素電池の用途は、デジカメやミニ四駆、小型オーディオなど幅広く使用されています。

 

トヨタのプリウスやホンダのインサイトの電池もこのニッケル水素電池です。

 

歴史

 

ニッケル水素電池は宇宙用として開発された電池です。1994年に衛星に初めて搭載されました。しかし、最近ではリチウムイオン電池が宇宙用の電池として搭載されています。

 

ニッケル水素電池は1990年に日本の松下電器と三洋電機が世界で初めて商品化しました。

 

三洋電機(現:Panasonic)が開発したエネループは爆発的なヒットになりましたよね。

 

構成

 

ニッケル水素電池の構成は以下のとおりです。

 

・正極 オキシ水酸化ニッケル(NIOOH)

・負極 水素吸蔵合金(M)

・電解液 水酸化カリウム水溶液(KOH)

・セパレーター

 

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反応

 

ニッケル水素電池の放電反応は以下の通り進みます。

 

正極では電子を受け取ります。オキシ水素ニッケルと水が、水酸化ニッケルと水酸化物イオンになります。

 

負極では電子を放出します。水素吸蔵合金が、水素イオンとなり正極からでた水酸化物イオンと反応して水になります。

 

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充電反応は、放電反応の全くの逆になります。

 

公称電圧

 

ニッケル水素電池の公称電圧は、1.2Vです。ニッケルカドミウム電池と同じ電圧です。

 

しかし、ニッケルカドミウム電池のカドミウムが有害物質であるため、ニッケル水素電池への置き換えが進んでいます。

 

容量もニッケル水素電池の方が、2倍程度あるため、置き換えは加速しています。

 

低環境負荷のため、一日も早く置き換えが進んでほしいです。

 

特徴

 

ニッケル水素電池の特徴は以下の通りです。

 

・ニッカド電池と同じ電圧1.2V

・ニッカド電池の2倍の容量

・放電負荷&放電温度特性良好

・優れたサイクル特性(1000回充放電)

・メモリー効果がある

 

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