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2025/02/07

蓄電池の素材はどんなものがある?大きく分けて4つあります

蓄電池の素材はどんなものがある?大きく分けて4つあります 画像

浜松市で「家庭用蓄電池の導入」をご検討中のみなさん こんにちは、エネシス静岡です!

いつもブログをお読みいただき、ありがとうございます^^

蓄電池は、

●鉛蓄電池

●ニッケル水素電池

●リチウムイオン電池

●NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)

の4つに主に分けられます。

 

それぞれ利用される用途が異なり、これから蓄電池を購入したい方にはぜひとも知っておいてほしい種類です。

 

 

 

今回は、そんな蓄電池の4つの素材についてご紹介!

メリットデメリットも交えて、分かりやすくお伝えいたします^^

 

 

目次

1.鉛蓄電池(なまりちくでんち)とは?

2.鉛蓄電池を使用する際のメリット

3.鉛蓄電池を使用する際のデメリット

4.ニッケル水素電池とは?

5.ニッケル水素電池を使用する際のメリット

6.ニッケル水素電池を使用する際のデメリット

7.リチウムイオン電池とは?

8.リチウムイオン電池を使用する際のメリット

9.リチウムイオン電池を使用する際のデメリット

10.NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)とは?

11.NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)を使用する際のメリット

12.NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)を使用する際のデメリット

13.まとめ

鉛蓄電池(なまりちくでんち)とは?

鉛蓄電池は、主に電動車両やバックアップ電源として利用されることが多いです。

 

 

たとえば、

自動車の始動用バッテリー、

病院やデータセンターや通信設備などの停電時のバックアップ電源としてなど。

 

 

 

構造としては、鉛と酸化鉛を使用した二つの電極(陽極と陰極)が硫酸を含む電解液に浸されています。

他の充電池と比較するとエネルギー密度は低いですが、高い出力が可能!

 

 

適切に使用すれば比較的長く寿命はもちますが、深放電や高温には注意が必要です。

鉛蓄電池はリサイクル率が高く、多くの部品が再利用可能なのでエコとも言えますね。

 

 

 

鉛蓄電池を使用する際のメリット

鉛蓄電池のメリットは、高出力が可能で、短時間のバックアップ電源や大電流が必要な用途に適していることです。

停電時や緊急時のバックアップ電源として利用でき、重要な設備やデータを保護してくれるのもありがたいですね。

 

 

持ち運びのできるポータブル電源として、屋外活動や非常時に利用できます。

電力需要が低い時間帯にエネルギーを蓄え、高い時間帯に使用することでエネルギーコストを削減できるメリットも。

 

 

 

鉛蓄電池を使用する際のデメリット

鉛蓄電池は初期コストが高いことも多く、特に高性能な蓄電池は高価な物も。

使用回数や環境条件によって劣化し、特に鉛蓄電池は深放電が多いと寿命が短くなるので注意が必要です。

 

 

一部の蓄電池(特に鉛蓄電池)は重量があり、大型であるため取り扱いが難しいことも。

女性では持ち運ぶのが困難な場合があります。

重く、環境に対する影響があるため、リサイクルや適切な処理が重要です。

 

 

鉛やカドミウムを含む一部の蓄電池は、適切に処理しないと環境に有害です。

 

 

 

ニッケル水素電池とは?

ニッケル水素電池は、充電式の家電やおもちゃ、リモコンなどの家庭用電化製品に使用されることが多いです。

 

 

ほかにも、トヨタのプリウスなどのハイブリッド車、

ノートパソコンや携帯電話、

デジタルカメラなどの電子機器

など、身の回りの多くのものに使用されています。

 

 

ニッケル水素電池は、正極にニッケル酸化物水酸化物、負極に金属水素化物を使用しています。

エネルギー密度は鉛蓄電池よりも高く、リチウムイオン電池には劣りますが、比較的高いエネルギー密度を持っているのも特徴です。

 

 

カドミウム(地殻中に広く分布する重金属で、人体に有害な物質)を含まないため、ニッケルカドミウム電池(NiCd電池)よりも環境に優しいとされています。

メモリー効果が少ないため、部分的に放電しても容量が低下しにくい特徴も。

 

 

温度変化に対して比較的安定しており、過充電や過放電に対する耐性があるので、比較的安心して使える蓄電池とも言えますね。

 

 

 

ニッケル水素電池を使用する際のメリット

環境への配慮として、カドミウム(地殻中に広く分布する重金属で、人体に有害な物質)を含まないため、ニッケルカドミウム電池(NiCd電池)よりも環境に優しいです。

 

 

鉛蓄電池よりも高いエネルギー密度を持ち、小型化が可能なので、持ち運びにとても便利なのも特徴です。

部分的に放電しても容量が低下しにくいので、使用しやすいのもうれしいですよね。

 

温度変化や過充電、過放電に対して比較的安定しており、安全性が高く、リサイクルが比較的容易で、再利用も可能です。

 

 

 

ニッケル水素電池を使用する際のデメリット

エネルギー密度はリチウムイオン電池には劣り、同じ容量を持つ場合、より大きく重いことがあります。

他の充電池(特にリチウムイオン電池)に比べて自己放電率が高く、長期間使用しない場合には放電してしまうことも。

 

 

充放電回数に制限があり、多くの充放電サイクルで劣化が進むことがあります。

リチウムイオン電池よりも安価ではありますが、鉛蓄電池に比べてコストが高い場合があります。

リチウムイオン電池とは?

リチウムイオン電池(Li-ion電池)は、エネルギー密度が高く、広範囲で利用されています。

 

 

主に用途としては、

スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどのポータブル電子機器や

電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)の電動車両、

電動ドリルや芝刈り機などの電動工具などに使用されています。

 

 

構造としては、正極にリチウム化合物、負極に炭素系材料を使用し、電解液として有機溶媒を使用します。



高いエネルギー密度を持ち、比較的小型・軽量でありながら多くのエネルギーを蓄えることが可能です。

高い充放電効率を持ち、頻繁な充放電も可能。

メモリー効果がほとんどないため、部分的に放電しても容量が低下しにくいです。

 

 

適切に使用すれば長寿命であり、一般的には数百~千回程度の充放電サイクルが可能なのです。

 

 

 

リチウムイオン電池を使用する際のメリット

リチウムイオン電池は他の電池と比べてエネルギー密度が高く、軽量でコンパクトなデザインが多いです。



 適切に使用すれば、数百から千回以上の充放電サイクルが可能で、寿命も長く持ちます。

 

 

メモリー効果がほとんどないため、部分的に放電しても容量が低下しにくいのも特徴。

充電速度が速いため、短時間で充電が完了し、自己放電率が低いため長期間使用しない場合でも電力が維持されます。

 

 

 

リチウムイオン電池を使用する際のデメリット

他の充電池と比べて製造コストが高く、一般的に価格が高めです。

高温に弱いため、過充電や短絡が発生すると発火や爆発のリスクがあるため、適切な管理が必要です!

 

 

リチウムイオン電池のリサイクルは技術的に複雑であり、適切な処理が求められます。

時間とともに劣化し、充放電サイクルや使用環境によって寿命が短くなることも。

 

 

 

NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)とは?

ナトリウム硫黄電池(NAS電池)は、高温動作型の電池で、ナトリウム (Na) と硫黄 (S) を主な活物質とする電池です。

特に大規模なエネルギー貯蔵システムで利用され、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギー源の使用に適しています。

 

 

用途としては、再生可能エネルギー(太陽光発電や風力発電など)を蓄電するために使用されます。

構造としては、正極に硫黄、負極にナトリウムを使用し、電解質にはセラミックの固体電解質を用います。

 

 

高いエネルギー密度を持ち、大量のエネルギーを蓄えることができるため、充放電効率が高く、エネルギー損失が少ないです。

長寿命であり、数千回の充放電サイクルが可能。

 

 

約300°Cの高温での動作が必要ですが、固体電解質を使用することで漏液や爆発のリスクが低減されています。

 

 

 

NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)を使用する際のメリット

ナトリウム硫黄電池(NAS電池)は、非常に高いエネルギー密度を持ち、大量のエネルギーを蓄えることができます。

適切に使用すれば数千回の充放電サイクルが可能で、長寿命!

充放電効率が高く、エネルギー損失が少ないのも特徴です。

 

 

再生可能エネルギー(太陽光発電や風力発電)の余剰電力を蓄電し、電力系統を安定的に寄与します。
 

材料として比較的環境に優しいナトリウムと硫黄を使用しており、リサイクルが可能です。

 

 

 

NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)を使用する際のデメリット

約300°Cの高温で動作し、エネルギーを消費して温度を維持する必要があります。

製造コストが高く、初期投資がかなり大きいです。

 

 

高温動作に伴う安全対策が必須であり、システム全体の安全性を確保するための設計が求められます。

高温で動作するため、断熱材やヒーターなどの付属装置が必要で、システム全体が大きく重くなります。

 

 

導入にはコストや安全面での心配がありますね。

 

 

 

まとめ

蓄電池の素材には、

●鉛蓄電池

●ニッケル水素電池

●リチウムイオン電池

●NAS電池 (ナトリウム・硫黄電池)

の4つが主にありました。

 

それぞれの特徴をご理解いただけたかと思います。

 

 

蓄電池と太陽光をセットで考えているかたは、ぜひ「エネシス静岡」におまかせください!

 

 

「安心して蓄電池を購入したい」

「わかりやすく説明してほしい」

「我が家に合った蓄電池はどれか知りたい」

「商品選びや、補助金の申請までしっかりサポートしてほしい」

  

 

というご要望にも、しっかりお応えいたします^^

もちろん、要資格者もそろっているので、安心しておまかせください!

  

  

  

2025年度、蓄電池をご検討されているようでしたら、まずはお気軽に「エネシス静岡」までご相談を♪

  

最後までお読みくださり、ありがとうございました^^

  

  

  

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