3Vバッテリーの基礎知識
電気バッテリーの電圧は、主に以下の二つの要素によって決定されます。一つは化学組成、つまり正極と負極を構成する材料の電気化学反応におけるポテンシャル差です。もう一つはセルの数であり、直列に接続されたバッテリーの電圧は、個々のバッテリーの電圧にバッテリーの数を乗じたものに等しくなります。バッテリーの形状は、この計算には影響しません。例えば、同じ化学組成を持つAAバッテリーとAAAバッテリーは、同じ電圧を持ちます。
3Vバッテリーの一般的な種類
3Vバッテリーは通常、リチウムメタル技術に基づいています。特に、リチウムマンガン二酸化物セルを使用したボタンセルが一般的です。よく使用されるセルには以下のものがあります。
- リチウムマンガン二酸化物セル
- リチウムチオニルクロリドセル
- リチウムエアセル
リチウムマンガン二酸化物セルの全体反応は、Li(s) + MnO2(s) ⇌ MnO2(Li+) [E° = +3.19 V] と表されます。
リチウムプライマリーバッテリー
リチウムベースのプライマリーセルは、アノードとして金属リチウムを使用したバッテリーです。これらはリチウムメタルバッテリーとも呼ばれます。リチウムイオンバッテリーやリチウムポリマーバッテリーなどの充電式バッテリーとは異なり、これらは金属リチウムを含んでいます。プライマリーリチウムバッテリーは最低の自己放電率を持ち、最長10年の保管寿命と70度までの温度に耐えることができます。
リチウムメタル3Vバッテリーの種類
最も一般的なセルは以下の通りです。
- リチウムマンガン二酸化物セル：リチウムフォイルをアノードとし、マンガン二酸化物をカソードとして使用します。電解質は電解塩で含浸されたセパレータシートです。全体のセル電圧は3ボルトです。
- リチウム鉄二硫化物セル：リチウムをアノードとし、鉄二硫化物をカソードとして使用し、有機溶媒ブレンド中のリチウム塩を電解質として使用します。セル電圧は1.5ボルトで、高性能AAバッテリーに使用されます。
- リチウムチオニルクロリドセル：全リチウムタイプセル中で最高のエネルギー密度を持ち、15～20年の使用寿命があります。
- リチウムエアセル：理論的なエネルギー密度が非常に高いです。無限に供給される大気中の酸素と電気化学的に結合された金属リチウムフォイルのアノードを持ちます。
セル電圧
電気バッテリーの電圧は、正極と負極を構成する材料の電気化学反応におけるポテンシャル差によって生み出されます。リチウムイオンセルの電圧は約3.6ボルトであり、これは標準のニッケルカドミウム、ニッケル水素、標準アルカリセルの約1.5ボルト、鉛酸の約2ボルトのセルよりも高いです。
その他のバッテリータイプ
以下は、一つ以上の電気化学セルから構成される注目すべき電気バッテリータイプのリストです。サイズと形式によるバッテリー分類、プライマリー（使い捨て）とセカンダリー（充電式）セルのリスト、バッテリーのアプリケーションリスト、さまざまなバッテリー電圧のリストが提供されています。
