ニッケル水素乾電池とリチウムイオン電池

質問

ニッケル水素乾電池４本の約４．８Ｖ、８０００ｍＡと
リチウムイオン電池７．４Ｖ、１５００ｍＡではどちらが
いいのでしょうか？どちらが長持ちするのでしょうか？
電気特性も含め、わかりやすく説明してください。

回答No.4

candle2007 · ベストアンサー

電池の電気的性能を評価する方法の一つとして、「体積エネルギー密度：Wh/L(リットル)」と「重量エネルギー密度：Wh/kg」という考え方があります。
これは、例えば電気自動車などの動力とする場合、”場所をとってもいけない”し、”重量も軽くなくてはいけない”という理由によります。

リチウムイオン電池は、この両方においてピカ一です。
http://www.baysun.net/lithium/lithium03.html

[資料要約]
　　　　　　　体積エネルギー密度　重量エネルギー密度
　　　　　　　　　　　　Wh/L　　　　　　Wh/kg
　リチウムイオン　　　　520　　　　　　　201
　ニカド　（単三）　　　　172　　　　　　　55
　ニッケル水素（単三）　390　　　　　　　100
　　　注１　リチウムイオンのサイズ(Φ8.3mm)は18.3mmの
　　　　　誤りと思われる。(18650はサイズを表している
　　　注２　上段のニカド・ニッケル水素は、下の注記にも
　　　　あるように、初期の物と思われるので比較から除外

リチウムイオン電池は、エネルギー密度は最大なのですが、
最大の欠点は「充放電管理が難しい」という点です。
ニッカドやニッケル水素は過充電/過放電にもある程度耐えてくれますが、リチウムイオンは過充電/過放電で簡単に壊れます。
そのため、リチウムイオンの充放電はマイコン内蔵の充放電器で緻密に管理する必要があります。
単体のリチウムイオンが一般に出回ってこないのはこのためです。

低温に弱い、価格が高いという欠点もあります。
現在電気自動車の動力はこのリチウムイオンが主流ですが、これらの欠点を克服するため、鋭意研究が行われています。

[リチウムイオン電池の放電特性]
http://www.baysun.net/lithium/lithium10.html

4.2Vあたりからだらだらと下がり、3.6Vくらいになったところから、急激に下がります。
前半はアルカリ電池に似ていて、後半はニッケル水素に似ています。
このだらだら下がって行くところで、残量がどれくらいあるかの見当を付けることができるので（電気自動車などの場合）便利です。
ニッケル水素のように突然使えなくなったら困るでしょうが、リチウムイオンはこういう点は都合が良いです。
しかし、このだらだら下がりは同時に「内部抵抗が高い＝大電流放電はできない」ということにもなります。
なお、このグラフから「温度が下がると急激に容量が小さくなる」という点にもご注目ください。

[まとめ]
リチウムイオン電池は・・・
１．エネルギー密度は体積・重量とも最大
２．１セル当たりの公称電圧も最大
３．メモリー効果がない
４．放電時、電圧がだらだら下がる
５．充放電管理が難しい
６．低温に弱い（最も低温に強いのはニッカド））
７．内部抵抗が高く大電流放電に向かない
　　（最も大電流放電に強いのはニッカド）
８．コストが高い

[参考]
各種電池の特性とその特長
http://www.maxell.co.jp/jpn/industrial/battery/knowledge/knowledge_01.html
リチウムイオン電池の基礎（総括）
http://www.baysun.net/lithium/

[補足]
まだ締め切られていない質問が他に２つありますが、ほぼ片付いたのではないですか？
疑問な点があれば補足欄またはお礼欄に書き込んでください。
（全部見ているのですが、他の方が適当な回答をされているので遠慮しています(-_-;)）

参考URL：

http://www.baysun.net/lithium/lithium03.html

補足

体積エネルギー密度と重量エネルギー密度ですか。僕が知りたかった
データを回答してくれてありがとうございます。ベイサンのＨＰは
まだ詳しく見てませんが、リチウムイオンの単３電池は出来ないの
でしょうか？円筒型は出来るはずですが。　ちょっと詳しい人に聞い
たら構造上、出来なくて、仮に出来ても安全性でとても問題があると
聞いたのですが、そういう解釈でよろしいでしょうか。
また最近のコンパクトカメラは、カプラーを通してＡＣアダプターを
つなぎますが、これも安全性の観点から、リチウムイオン電池を外し
ていると、僕は勝手に思っているのですが、これもそういう解釈で
よろしいでしょうか。

回答No.6

candle2007

これを見るとたしかにリチウム単３の「一円当たりの撮影枚数」はあまりよくないですね。
http://k-tai.ascii24.com/db/review/ce/digicam/2002/07/20/637281-002.html?

ただ、「電池単価は高い」ですが、「延べ撮影枚数が多い」という点で、「（同一撮影枚数に対して）持ち運ぶ数量が少なくてすむ」という利点があるのではないでしょうか？

それと、「リチウム電池の安全性」というのは、「人体への影響」ではなく、電池の破裂とか発熱・損壊といった問題なのですが・・・
人体への影響を言えば、カドミウムのほうがはるかに毒性が高いですし、破裂についても、ニッカド・ニッケル水素の短絡のほうがはるかに大電流が流れるので危険です。
（ただ、これは大電流電池の宿命のようなものですが）

参考URL：

http://k-tai.ascii24.com/db/review/ce/digicam/2002/07/20/637281-002.html?

補足

回答ありがとうございます。リチウム電池が７７０枚。ニッケル乾電池
が５４０枚ですか。かなりの差がありますね。これだけの差だとまだまだ
リチウム電池を買う人が多いのでしょうね。あとリチウム電池を作って
いる生産業者のためもあるのでしょう。それからここだけのデータです
が、ニッケル水素が５６０枚ですね。ニッケル乾電池の実力もたいした
ものです。

回答No.5

candle2007

いつも的確な再質問を投げ返してくれますね。
たいへん張り合いがあります。(^_^;)

>リチウムイオンの単３電池は出来ないのでしょうか？円筒型は出来るはずですが。　ちょっと詳しい人に聞いたら構造上、出来なくて、仮に出来ても安全性でとても問題があると聞いたのですが、そういう解釈でよろしいでしょうか。

パックが出来て単３型が作れない、ということはあり得ません。
単３型ではありませんが、これに近い大きさの単セル・リチウムイオンを、
メーカー向けのサイトで見たことがあります。

「安全性（が理由で市販されていない）」というのはある意味で正しいと思います。
ANo.4で書いたように、充放電管理を緻密に行わないと簡単に壊れてしまうからです。
ニッカドやニッケル水素は、そういう意味では”頑丈に”出来ていると言えるのですが、これらでさえも、しばしば事故が報告されているのはご存知のことと思います。

もし、リチウムイオン電池を、ニッカド・ニッケル水素並みに扱ったらおそらく事故続発でしょう。

補足

回答、ありがとうございます。気持ちがすっきりする回答なので
嬉しいです。
一次電池の話ですが、リチウム電池の単３をフジフィルムから
出てますが、これはいずれなくしてもいいのでは？
東芝のギガエナジー、松下のオキシライドなど、ニッケル乾電池
が出てるので。やはり安全性の観点からなくしてもいいのでは。
このリチウム電池と、ニッケル乾電池の違いがわかるＨＰがなかなか
ありません。
ご存知ならお教え下さい。

回答No.3

noname#65902

> ではどちらがいいのでしょうか？

用途、要求内容によって異なるのでなんとも言えません。

> どちらが長持ちするのでしょうか？

使い方による、と別のQ&A でも書きましたが理解されてるなら
そこら辺を含んだ質問でないと回答できません。

> わかりやすく説明してください。

こう書かれる方を時々見かけますが、分かりやすく書くのは
それなりに労力がいるのはおわかりでしょうか。
単にその方が理解の努力が少なくていいとか
甘えた考えなら労力を割く気はありません。

何度か回答してきましたが、努力や理解されてるような気がしないのですが。

http://okwave.jp/qa3642595.html
http://okwave.jp/qa3642674.html
http://okwave.jp/qa3643183.html

お礼

なるほど。そうですよね。何回も回答して頂きありがとう
ございました。

回答No.2

chiezo2005

電池から取り出せる電力量(Wh)は電圧(V)と電流時間値（Ah)の積であらわされます。
したがって，この場合は
ニッケル水素：4.8*8＝38.4 Wh
リチウムイオン：7.4*1.5＝11.1　Wh
となりますから，ニッケル水素のほうが4倍近く長持ちする計算になります。

ただし，ニッケル水素の8000 mAって何か違ってませんか？
もしこの通りだとすると電池のサイズが比較されているものでだいぶ違うと思いますので，ニッケル水素のほうが長持ちして当然です。

ニッケル水素電池のひとつのセルの電圧は1.2V程度です。
したがって4.8Vを得るためには4セルを直列につなぎます。
普通単三電池サイズのニッケル水素電池のセルの場合には2000 mAh(hを忘れないように）程度ですが，電流容量は直列つなぎの場合は変らないので，2000　mAhのままです。8000 mAhの容量を確保するにはこの4倍つまり単三電池サイズでいうと，16本分になりますよ？

お礼

ニッケル水素４本では２０００ｍＡｈですか。そうすると４．８×
２＝９．６Ｗｈとなり、リチウムイオンとあまり変わらないですね。
とても勉強になりました。ありがとうございました。

回答No.1

atoo224

Netがココまで普及した今、この手の質問は、少し調べる努力をしてからの方が良いと思いますよ。

参考までに、ρ(・・。) コレ

http://panasonic.co.jp/mbi/info/oxyride/01.html

参考URL：

http://panasonic.co.jp/mbi/info/oxyride/01.html

お礼

参考ＵＲＬ。ためになりました。ありがとうございました。