省エネ実践記 アルカリ乾電池の充電

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5月3日（火） 00:18 産経新聞
海水冷却を断念　時間かかるが空冷に　福島原発
東電によると、循環冷却システムは、空冷式の放熱装置を原子炉の近くに新設。原子炉か
ら延びる配管と接続させたうえで、原子炉の水を冷やし、再び水を炉内に戻して冷却を図
る。東電は、海水を利用した既存の冷却システムの復旧には時間がかかると判断、海水循
環による放射性物質の海への流出も懸念した。　水冷に比べて冷却効果は劣るが、東電は
「原子炉内の発熱量は事故直後と比べて百分の１程度まで落ちており、十分対応できる」
とみている。外付けの空冷装置を使って原子炉内の水を冷やす循環システムで安定した状
態を目指すことを決めた。すでに装置はメーカーに発注した。

※薄氷を踏む日々が続く。

 

5月2日（月） 05:48　共同通信
フィギュア世界選手権エキシビションが1日、モスクワで行われ、2度目の世界女王に輝い
た安藤美姫は、震災被災者への思いを込めモーツァルトのミサ曲「レクイエム（鎮魂曲）」
で舞った。



5月2日（月）ワシントン　ロイター
ビンラディン容疑者「生け捕り」の可能性、ほとんどなかった＝米政府

※「オバマ vs. ブッシュ」に一応の蹴りがつきオバマの執念が実るものの、覇権主義的
　な抑圧がなくならない限り戦火は続く。



【単三アルカリ電池を１本も無駄にしない闘いの日々】

リーベックス社（下に掲載写真）の充電器を使いアルカリ電池をどの程度まで充電できる
か挑戦し続けている。主に単三電池で日本製であれば１本100～115円程度で購入できるが
ほとんどがピーシーのワイヤレスマウスの電池充電として90％強使用している。ピーシー
の１日の使用時間が10時間から15時間だから相当酷使していることは確かで、充電頻度が
平均で３日に１度程度だから、2万4千円程度乾電池を購入していることになるが、これが
購入ゼロだから充電の電気代を無視すれば、まるまる浮いた上に、産業廃棄物になること
がないので満足すべき数字だろう。もっとも、下記の新規考案もあり「有線」レベルでは
乾電池の交換も不要になる。といって、‘ワイヤード’はいやであり、電磁誘導型ワイヤ
レス充電システムが普及するまではこのスタイルは続くだろう。

特開2009-44790「一次電池充電器」

ところで、アルカリ乾電池とマンガン乾電池の間で、何が違うのかというと、乾電池に使
われている電解液が大きく異なる。電解液とは、乾電池の陽極と陰極を浸すために使う液
体。マンガン乾電池では、電解液として塩化亜鉛、または塩化アンモニウムが使われてお
り、アルカリ乾電池では、電解液としてアルカリ性の水酸化カリウムが使用され、これが
アルカリ乾電池と呼ばれる所以です。正確に言えば、電解液の違いの他に、乾電池内部の
構造にも違いがあるが、アルカリ乾電池とマンガン乾電池の違いと言えば、電解液が代表
的であると言える。

特開2010－103058

【符号の説明】

10アルカリ電池、11金属缶、12正極合剤、13有底円筒状セパレータ、14負極ゲル亜鉛、15
負極集電棒、6絶縁ガスケット、17金属板、18金属封口板、20セパレータ製造装置、30ロ
ータリーダイヤル、40マンドレル、41吸引口、42吸引流路、50円筒部材、51熱圧着部、60
水塗布装置、61容器、62水含浸部材　62ａ端部、63水供給口、64オーバフロー口、70底部
形成用型、71Ｌ字状溝部、71ａ…底面、71ｂ立面。

Zn (s) + 2OH^- (aq) → ZnO (s) + H₂O (l) + 2e^-
2MnO₂ (s) + H₂O (l) + 2e^- → Mn₂O₃ (s) + 2OH^- (aq)

アルカリ乾電池はマイナス極に亜鉛粉（表面積を増やす事により反応性を高める為である）
プラス極に二酸化マンガンを使用する。亜鉛－炭素電池が電解質に塩化アンモニウムや塩
化亜鉛を使用するのに対してアルカリ乾電池は電解質に水酸化カリウムを使用する（それ
ぞれの電極での化学反応は上式で表される）。




・電池の種類（活物質による）  無機化合物  酸化物  マンガン酸化物 
　　　　　　　　　　　　　　　金属・合金  亜鉛 
・形状・構造    外形形状（電池形状）  筒形 
　　　　　　    内部構造（電極群構造）  同心状に配列したもの  
・構成要素      封口部材  
・材料・材質   （活物質、電解液以外）有機化合物 
・電解液の選択  水成電解液  アルカリ電解液  水酸化カリウム 
・数値、大小、範囲の特性 
                ＰＨ、濃渡、モル濃度、粘度、比重、密度 
　　　　　　　　寸法（厚さ、巾、長さ、径など） 
 　　　　　　　 比、比率（％）、重量、量 

※「富士通　乾電池のできるまで」
※「乾電池使用機器の電池室・端子安全設計ガイドブック（第２版）」
※アルカリ乾電池の充電実際には大半のアルカリ乾電池は充電できる。しかし一般的には
　充電できるようには設計されておらず実際に充電することは危険を伴う。特に充電する
　前に本体などに書かれた電池に関するメーカーの説明を読む事は重要である。大半のメ
　ーカーの一次電池は充電禁止を明記している。それでもアルカリ乾電池は充電できる場
　合がある。市場で売られている充電器にはアルカリ乾電池への充電が出来ると表示され
　ているものもある。但し、その効果は予測不可能とされている。水酸化カリウムは腐食
　性で目や皮膚に触れると怪我に繋がり機器内の電池の端子を腐食る。いかなる電池を充
　電時する場合でも保護めがねを着用することが望ましい。電池の材料は土壌汚染等の環
　境汚染を引き起こすので回収に出すべきである。このため、いくつかの地域では電池の
　廃棄は違法となっている。動作アルカリ乾電池は放電により内部で化学反応が起こる。
　活物質が尽き化学反応が起こらなくなると電池の寿命である。電池により活物質が異な
　るため、可逆的な反応と不可逆的な反応の場合がある。多くのアルカリ乾電池の反応は
　不可逆な反応で充電できないといわれている。

　乾電池の液漏れは、電池が過放電状態になると反応ガスで電池内の圧力が上がっていき、
　そのまま圧力が上がり続けると安全弁が動作し、そこよりガス（水素）が抜ける（下図
　参照）。その時に電解液も出てしまい漏液する。液漏れは電池内の、ガス圧の上昇で電
　解液が外部に出る現象（例えば、塩化カリウム）。電池を、充電、逆接、新旧、異種混
　合で使用すると電池の内圧が上昇し、液漏れしやすくなり、安全弁が動作してガスが抜
　ける。
※「一次電池」


「充電式アルカリ電池」

充電式アルカリ電池充電式のアルカリ電池の第一世代はカナダのバッテリーテクノロジー
社がピュアエナジー (Pure Energy) 社、エンバイロセル (EnviroCell) 社、レイオバッ
ク (Rayovac) 社、そしてグランドセル (Grandcell) 社にライセンスを与えた。 後続の
特許と進んだ技術が導入された。単3や単2型等や9Vの006P型がある。充電式アルカリ電池
は多くのニカド電池やニッケル水素電池が90日で自己放電するのに対して、5年間に渡っ
て充電を維持する。適切に生産されれば充電式アルカリ電池は環境にやさしいエネルギー
保管方法である。

化学組成充電式とそうでないアルカリ電池の組成の主な違いは材料の組成と充電に適した
構造であるかである。化学組成の改良なくしては複数回の充電を維持できない。電池はこ
れまでのアルカリ電池や充電式電池以上の液漏れ対策が施されている。適切な使用と耐久
性標準的な電池の用途に対応している。テレビのリモコン等低消費電流で長期間使用する
用途に適する。充電問題アルカリ充電池は比較的安く容量が大きいがそれらの充電容量は
放電量によって異なる。もし25%以下の放電の場合、100回充電でき、約1.42Vである。もし
50%以下の放電の場合、数10回ほぼ完全に充電でき、約1.32Vである。深放電の後は高容量
充電した場合、数回だけである。環境問題電池によっては環境汚染物質である水銀 (Hg)
やカドミウム (Cd) が含まれているので廃棄時には注意を要する。しかしながら、2007年
8月時点でほとんどの日本の会社は毒物や重金属を含まない電池を製造している。

ところで、アルカリ一次電池の充電は安全上推奨されていない。それはいたしかたないが
日本の電池メーカの技術品質が向上し、それなりの知識があれば充分に対応できるという
のがこの一年間の実体験ではある。とはいえ、購入した充電器は、LEDランプ（赤）が点灯
し続けることで充電の完了を通知するが、スタート時は点滅しているが、点滅周期が短く
（激しく）点滅するとその電池は使えないといいう仕様書だったのだが、このリーベック
ス社RC-2500型（現在販売中止）の仕様書に書かれていないことに気づく。それは、使えな
くなったと諦めず、設置方法を変えるか（両極を挟み込む接点を確実にする）、陽極側の
金属封口板（材質は銅・ニッケル合金系？）をフェルトなどで摩擦し、表面酸化薄膜層を
剥ぎ取るようにすると、点滅が消えることに気づいた。勿論、過放電状態が大きいと弊害
が生じることを見越し慎重に扱うのだが、いまのところこれが功を奏している。とりあえ
使えなくなるところまで観察するという段階にある。


特開2011-36052「充電器」三洋電機

 
特開2010-279210

 特開2005-287289

【符号の説明】

１：太陽電池 ２：コネクタ ３：外装 ４：制御回路基板 ５：蓄電部 ６：外部電池 ７：
外部電池の受電端子 ８：携帯機器 ９：ＤＣ／ＤＣコンバータ 10：太陽電池式携帯機器
用充電器 12：蓄電部の充電 制御回路 14：外部電池の充電制御回路 15：充電制御出力
16：外部電池出力 17，18，19：表示部 17A：電流検出抵抗 17B：電流検出回路 17C:差動
増幅器 18A：スイッチ

 
特開2009-232632

 

充電器および充電方法は、電池性能が十分に発揮できないばかりでなく寿命劣化や極端な
場合には、漏液等により機器に損傷を与えるが。電池タイプ、放電状態、充電電流値、周
囲温度などの条件を配慮した適切な充電方法を選択する必要がある。電池の充電方法を用
途面より区分すると、サイクル（繰り返し）使用とスタンバイ（予備電源）使用に大別さ
れる。１つは、サイクル（繰り返し）使用→充電と放電を繰り返しながら使用する方法で、
電池の用途としては最も多い方法。２つめは、スタンバイ（予備電源）使用し、通常は負
荷に対しては、AC電源から電力が供給されており、停電などによってAC入力が途切れた場
合に、いつでも電池から負荷に対して電力を供給できる状態に維持する使用法がある。

 

アルカリ乾電池の充電は80%のデューティー比の40～200Hzのパルス式充電器で充電する。
パルス式充電は電解質（水酸化カリウム）の漏洩の危険性を減らす。充電時の電流は通常
急激なガスの発生による電池の破裂を避ける為に極低電流を流す。もし電池が腐食や液漏
れなど破損していた場合は廃棄して二度と使用すべきではない。安全性放電済みのアルカ
リ乾電池に充電した場合容器内でガスが発生する。一般的に容器は密封されているので高
圧に達する。密封が破裂すると水酸化カリウム水溶液を含む電解液が漏れたりひどい場合
は破裂する。電池が内圧により膨らむ事は危険な兆候である。充電により発熱する。発熱
により炎上、破裂により怪我をする場合がある。



※特開2007-123091「アルカリ蓄電池用急速充電器」
※特開2007-80552「蓄電池の再生処理方法」
※特開2010-11586「アルカリ蓄電池の充電方式および充電器」
※特開2009-504124「第1電池を第2電池によって充電する装置および方法」


今回は、乾電池と充電器を取り上げ、「第１回　省エネ実践記」をブログ掲載した。東日
本大震災を契機に‘節電対策’を科学してみたいと思い立ち急遽とりあげた。取り上げた
以上、徹底的に掘り下げようと努力してみたがやはり時間がかかることが了解できた。し
かし、このテーマは続けられる限り掲載して行ことうと密かに？　誓った。特に、最近変
わったのではと思うのは、LEDのアプリケーションが広く普及販売されてきている。これ
は不可逆的に進展していくだろう。このように考えてみる、電池やLED、太陽電池だけで
はない、根底から変わりつつあるのではという予感がする。それは追い詰められれば日本
の実力は自然に発揮されるということであり、先端技術だけに限定しても世界のトップに
いるという自負と実感が一体として感じられる。　
　
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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