第3回：代表的な電池-前編（鉛蓄電池・ニカド電池・ニッケル水素電池）

まずは、「鉛蓄電池」についてです。
19世紀にフランスで発明された最も古い二次電池と言われており、一負極に鉛（Pb）、正極に酸化鉛（PbO2）、電解液に硫酸の水溶液を使用しています。

単電池（セル）では2Vの電圧が得られ、通常、自動車用途等では、6個直列し12Vの電圧が得られるようにしています。
現在の主な使用例は、エンジンスターター等の始動用バッテリーやゴルフ場の電動カート、フォークリフト向けディープサイクルバッテリーです。

用途に合わせた研究開発が進んでおり、始動用は容量の数％を一気に放電できる一方、深く使用する（空っぽになるくらい放電する）と鉛の消耗が激しくなり、性能低下につながります。一方、ディープサイクル用は同じような出力で長時間使用を想定しているため、深い放電にも対応できる設計になっています。

※一般的に大きな電流を流す場合には、定格容量の分の電気を取り出すことは難しいですが、小さな電流の場合は、定格容量の電気を使用できます。詳しくは別の回で解説します。

鉛蓄電池の使用上の注意点として、「サルフェーション」が起きてしまう点があげられます。これは、電極の周りに鉛に反応した硫酸によって硫酸鉛がまとわりつき、電解液に溶け出さなくなる現象です。自動車でたまに起きる「バッテリー上がり」のように、電池が使えなくなってしまいます。

続いて、「ニカド電池・ニッケル水素電池」です。
ニカド電池（Ni-Cd）は、正極にオキシ水酸化ニッケル（NiOOH）、負極にカドミウム（Cd）、電解液にアルカリ性水溶液（水酸化カリウム）を使用する電池です。
H+イオンの移動により反応のみで、正極の溶解・析出が発生しない点が、鉛蓄電池との違いです。
公称電圧は1.2Vです。

ニッケル水素電池（Ni-MH）は、正極はニカド電池と同様、オキシ水酸化ニッケル（NiOOH）を使用し、負極には水素の吸蔵・放出を行う「水素吸蔵合金」を使用しています。
正極・負極ともに溶解・析出反応を起こさないため、より電極に負担がかからなくなっています。
電圧は1.25Vで、同等の電圧を持つアルカリ電池やマンガン電池、ニカド電池からの置き換え用途として利用されています。また、ニカド電池と比較し、2倍以上のエネルギー密度があります。

どちらの電池も鉛蓄電池に比べ、エネルギー密度が高く、温度特性に優れていますが、デメリットとして、自己放電が大きい、メモリー効果が起きやすい点があげられます。