単三電池の特徴 | 電圧、容量、自己放電

AA電池の特性

AA電池は、最も一般的な単一セル円筒型電池の一つです。これらは携帯電子機器に広く使用されており、構成にはいくつかの異なる化学物質が使われています。端子電圧、容量、実際の放電率はセルの化学構成によって異なりますが、AAセル用に設計されたデバイスは、通常1.2-1.5Vを要求します。

AA電池の種類

  • 一次電池
    • アルカリ電池
    • リチウム金属電池
    • 亜鉛炭素電池
    • 亜鉛塩化物電池
  • 二次電池
    • NiMH(ニッケル水素)電池
    • NiCd(ニッケルカドミウム)電池

AA電池の特性

各電池の能力を比較し理解するためには、各種類の電池に固有の重要なパラメーターが参考になります。これらのパラメーターは、特定の品質が求められる電池を必要とする際の基準となります。

セル電圧

電池の電圧は、電気化学反応での正負の電極に含まれる物質のポテンシャル差によって生じます。アルカリ電池の開放セル電圧は約1.5Vです。一方、NiMH電池(例:AAA、AA)の一般的な開回路電圧は1.2Vです。

カットオフ電圧

カットオフ電圧は、許容される最小電圧です。この電圧は通常、電池の「空」状態を定義します。NiMHやNiCd電池の容量をテストする際、1.0Vのセルごとのカットオフ電圧が一般的に使用されますが、アルカリ電池では0.9Vがカットオフ電圧として使われます。

容量

クーロメトリック容量は、100%SOCからカットオフ電圧まで特定の放電電流で放電した際に得られる総アンペア時です。標準的な“AA”サイズのアルカリまたはNiMH電池の容量は約2000~3000mAh(または2~3Ah)です。

バッテリーのCレート

Cレートは、バッテリーが最大容量に対してどのくらいの速さで放電または充電されるかを表すのに使用され、単位はh-1です。1Cレートは、放電電流が1時間でバッテリーを完全に放電することを意味します。アルカリおよび鉛酸電池は、一般的に非常に低い0.05C(20時間放電)で評価されます。

自己放電

電池は、接続されて電流を供給していなくても、徐々に自己放電します。これは、負荷がかからない状態でもセル内で発生する非電流産生の「副」化学反応によるものです。アルカリ電池の主な利点の一つは、保存が容易であることです。化学的に安定しており、非常に低い自己放電率を持っています。アルカリ電池は、室温(20~30°C)で保存された場合、元の充電量の2~3%を年間で失います。NiMH電池も高い自己放電を持ち、最初の24時間で最大20%、その後は月に10%の充電を失うことがあります。

劣化

充電可能な電池は、充放電サイクルのたびにある程度の劣化が発生します。劣化は通常、電解液が電極から離れたり、活性物質が電極から剥がれたりすることで起こります。NiMH電池のサイクル寿命は通常700~1,000ライフサイクルです。

その他の電池の種類

以下のリストは、一つ以上の電気化学セルで構成される注目すべき電池タイプをまとめたものです。表には、サイズと形式による電池の分類、一次(非充電式)および二次(充電式)セルの化学構成、電池用途、さまざまな電池電圧の4つのリストが含まれています。

Characteristics of AA Batteries

 

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