アルカリ電池と充電式電池の電圧の違い
現代社会では、様々な携帯機器が日常生活に欠かせないものとなっています。これらの機器を動かすためには電池が必要不可欠です。特に一般的なアルカリ電池（AAAやAAサイズ）と充電式電池は、その電圧の違いにより使い分けられています。アルカリ電池は1.5Vの電圧を有し、充電式電池は1.2Vです。この記事では、その理由と電池の種類について詳しく解説します。
アルカリ電池の仕組み
アルカリ電池（IECコード: L）は、亜鉛と二酸化マンガン（MnO2）の電気化学反応を利用して直流電気を供給する一次電池です。この反応はアルカリ性電解質、すなわち水酸化カリウム（KOH）の存在下で起こります。これが、アルカリ電池という名前の由来です。他の電池システムもアルカリ性電解質を使用していますが、電極に使用される活性物質が異なります。
アルカリ電池は、電動工具、ラジオ、おもちゃ、リモートコントロールなど、多くの携帯機器に不可欠な製品です。一般的なサイズはAA電池で、低電流ドレインの携帯機器、間欠的に使用される機器、または代替電源がない場所で使用されるアラームや通信回路などに最も一般的に使用されます。
充電式電池の仕組み
充電式電池、特にニッケル水素（NiMH）電池は、異なる化学反応を利用しています。この反応は、ニッケルオキシ水素（NiO(OH)）とMHからニッケル水酸化物（Ni(OH)2）とMへの変化を伴います。これにより、ニッケル水素電池の開放電圧は1.2Vとなります。
電圧の違いとその影響
一次電池（使い捨てまたはアルカリ電池）は新品の状態で1.5Vの開放電圧を持ちます。これに対し、二次電池（充電式）はニッケル水素またはニッケルカドミウムを使用し、1.2Vの開放電圧を有します。アルカリ電池と充電式電池は、実際には電圧特性が異なる以外は交換可能です。
一次電池は使用に伴い徐々に電圧が下がります。最初は1.5Vから始まり、1.2Vに下がり、最終的には1.0V以下で機器が動作を停止します。一方で、二次電池はより均一に動作し、1.2Vでほぼ一定の電圧を維持します。これはフラット放電と呼ばれ、電池が使い果たされるまで1.2V近辺を維持し、急激に1.0V以下に落ち込みます。
電子機器は通常、1.0Vから1.5Vの電池電圧で動作するように設計されているため、アルカリ電池と充電式電池は類似した性能を発揮します。実際には、1.2Vの二次電池がアルカリ電池よりも優れていると考えられています。これは、二次電池が低い出力インピーダンスを持ち、充電開始から終了までより一貫した電圧を提供するためです。
