身近なエネルギーとエネルギー源の話し：一次電池と二次電池の違い①

一次電池とは、一度完全に放電してしまったら捨ててしまうことになる、使い切りのタイプの電池です。これに対して、充電して何度も繰返し充放電ができる電池で、繰返し使えるものが「二次電池」と言われています。
「二次電池」を英語で表現するとSecondary Battery, Secondary Cell, Rechargeable Batteryと訳されるようですが、個人的には「Rechargeable Battery」がしっくりくる感じです(笑)。

一次乾電池の仕組み

一次電池の代表格である乾電池の仕組みと構造は、種類によらずほぼ同じだということが参考にした多くの資料に載っていました。
乾電池内部では、「イオン化傾向（陽イオンとなって電解液へ溶け出そうとする特性のこと）」の異なる2種類の金属系物質電解液に浸されています。イオン化傾向が大きい物質はしだいに電解液の中に溶け出してゆくのですが、この時に残された電子によってマイナス側に帯電することで「負極」としての役割を果たします。このイオンは「セパレーター」と呼ばれる仕組みによって、特定のものだけが移動するようになっています。一方、イオン化傾向が低い物質はほとんど電解液に溶けず、プラス側に帯電して「正極」になります。この正極と負極の間に生じる電流を、外部に取り出す仕組みと組み合わせたものが乾電池だということを改めて理解しました！

「マンガン乾電池」と「アルカリ乾電池」

代表的な一次電池である「マンガン乾電池」は、正極側の活物質に「二酸化マンガン」、負極側に「亜鉛」を使い、電解液(セパレーター)には弱酸性の「塩化亜鉛」もしくは「塩化アンモニウム」を使います。
より長時間、大電流を取り出せる「アルカリ乾電池」も、活物質はマンガン乾電池とほぼ同じですが、内部の構造が異なります。マンガン乾電池は棒状の正極材を負極材で覆った構造になっていますが、アルカリ乾電池は亜鉛粉末の負極材を、二酸化マンガンと黒鉛による正極材で覆うという、正反対の構造になっています。また、電解液(セパレーター)には「水酸化カリウム」を使います。アルカリ乾電池という名称は、水酸化カリウムがアルカリ性物質であることから命名されたらしいです！

間違っているかもしれませんが、一次電池の代表格である乾電池の仕組みを絵にしてみました…(笑)

まず一次電池の代表格である乾電池について書きましたが、次回は二次電池について書いていきたいと思います。

続く…