[Giz Explains]バッテリーの抱える問題

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テクノロジーの世界で1番の難関といえば?

はい、それはバッテリーです。過去50年の間にさまざまな驚くべき進歩がありましたが、バッテリー・テクノロジーは基本的に変わりませんでした。エンジニアたちは、毎年古い技術から、ちょっとづつ長持ちパワーを絞り出してはいますが…。もっと良いバッテリーがあれば、iPhone3Gを1回の充電で1日中快適に使えるだけじゃなく、ラップトップや電話ももっと早く快適に使えるし、電気自動車が高速を牛耳るような、新しい世界が生まれるかもしれないのです。

世の中には、数え切れないほどの種類のバッテリーがあります。今、私たちがガジェットに埋め込んでいるポピュラーなバッテリーについて、強みと弱点のまとめ記事を書いてみました。

ほとんどのバッテリーは、基本的に同じ方法で動きます。まず、詰め込まれた化学薬品から電子が生産され、その電子がマイナスの法に引き上げられて、科学エネルギーを電気エネルギーに変換するのです。そして、あなたがバッテリーをガジェットに接続すると、電子がガジェットを駆け巡りバッテリーのプラス側に戻ってきて電気回路が完結します。そして、この仕組みによって科学のマジックが起こり、エネルギーを生成して、あなたのロボットを動かしちゃうんです。

いろいろな種類のバッテリーの違いは、中に詰まっている科学薬品の混合物の違いによるもので、電池の名前はその薬品に由来していることが多いです。それぞれの電池には特徴があり、あるものに対しては本領を発揮したり、そうじゃなかったりします。ということで、以下それぞれのバッテリーについて考えてみました。

 

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アルカリ電池は古典的な電池ですよね。ご存じのとおり、これはゲームボーイを確実に20分は動かしてくれるし、安いし、使い捨てられる便利な電池ですよね。エネルギー密度は悪くないし消費電力の低い道具なら十分優秀に働きますが、ただ、MP3プレーヤーやデジカメなど高性能なガジェットに使用する時はけっこう役不足になってしまうのが、難点ですよね。なんといっても、一番の弱点はWiiを持っている人ならお分かりだと思いますが、再度充電ができないところ…ですよね?

酸化銀電池・銀亜鉛電池は、かなりパワフルで長持ちします。なので、時計や小さなおもちゃの世界では最も一般的な電池です。その他、潜水艦や水雷など実行がコスト以上に重要なものにも、使われたりしているようです。一方、この電池の悪い点はボタンよりも多きなサイズのバッテリーが必要だと、銀を使うので高くつくことです。水銀が漏れてしまった時の問題があったりするので、役目を終えた後の彼らの行く末は、あんまりかっこいいものじゃないんです。

鉛酸蓄電池は、大きく2つに分類されます。1つは、あなたの車の中にあって短いパワーで衝撃をあたえるようにデザインされている始動用バッテリー、もうひとつはディープサイクル充電池。これは、より低く、より安定したパワーレベルを供給するものです。なので、こちらはボート、ゴルフカートなどの、いろいろなガジェットのバックアップ電源として使用されています。

充電式アルカリ電池。こちら一般のアルカリ電池に似ていますが、再充電できるというのが違うところ。バッテリーがジュースのごとく電子をごくごく飲み込んで、息をふきかえすんです。といっても、一般的なニッケル水素充電パックのように自己放電はせず、限度容量は充電ごとに減少してしまいます。

ニッケルカドミウム電池、ニカド電池ともいいますが、こちらは、初めてのまともで安めな再充電式電池で、充電も速めなので、おもちゃやガジェット用として一般的でした。でも、メモリー効果問題によって、勝負に負けてしまうのです。この問題は、エネルギーが十分に残ってる状態で継ぎ足しで充電しようとした場合、大きな結晶が構築され、エネルギーが残っているのにもかかわらず放電電圧が低下し、容量が減少したようにみえてしまうんです。充電を開始した残容量を「記憶」しているようなかんじです。また、およそ90日で全てのパワーが漏れ出してしまうので、棚や充電器に長い間置いておきたくない電池ですね。

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ニッケル水素電池(NiMH)は、ニッケルカドミウム電池の中のカドミウムをニッケルカドミウム電池より同じスペースでエネルギーを40%多く保持させる合金に変えたものです。メモリー効果問題も軽減されていますが、NiMHは再充電や放電について、細かい注意が必要なのは確かです。とはいうものの、ハイブリッド車のシステムで、大きなニッケル水素電池パックが役立っています。NiMHはパワー、スペース、値段、ガジェットから流出に対して良く持ちこたえるというポイントから、アルカリ電池の代替としては悪くないので、ウォークマンとかに使うなら、スーパーで見かけたら、買ってみるとよいかも。

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リチウムイオン電池(Li-ion)は、ガジェット用のバッテリーとしては定番です。ニッケルベースのバッテリーですが、メモリー効果問題には苦しめられない電池です。一方で、衝撃に弱く、外力が加わることで発火事故の恐れがあったりするので要注意! その他のメジャーな問題としては、Li-ionは激しく使い過ぎて、ある一定の電圧量まで下がると、そのエネルギー要領が永久に低下してしまうんです。なので、電源を入れたあと、ある一定のポイントまできたら、切れるように設計されています。基本的に、あなたが充電式のガジェットを買ったら、ほぼ、この電池か、リチウムイオンポリマー二次電池がつかわれていると思って下さい。

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リチウムイオンポリマー二次電池(リチウムポリマー電池、li-poly)は、リチウムイオン電池を改良したものですが、ジェル状のポリマーベースの電解液を使っているので、この名前になりました。これは、更に耐久性があって発火の可能性も低くなっています。加えて、軽くて、どんな形にでも形成ができるので、ラップトップやiPod、他のガジェットの電池として、リチウムイオン電池と選手交代しても驚かないですよね。問題としては、摩耗するのがリチウムイオン電池よりも少し早いところ。この弱点は改良中なので、そのうち問題も解決するんじゃないかなぁ。

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リン酸鉄リチウム電池も、リチウムイオン電池に改良を加えたものの1つで、コバルト酸化物ミックスを置き換えたものです。利点は、信じられないほど速く充電したり放電することができるところです。でも、今まではちょっとお値段が高いのと、作るのが難しいのが弱点です。1番有名な使いどころは、OLPC XO ラップトップですが、もうすぐ、あなたの近くにあるハイブリッドカーの中でも、おめにかかれる日がくるかも、だそうです。

というのが、現在のところのポータブルなガジェットの電池たちですが、Gizは、今後も電池の発展をチェックしていきたいと思っています。

matt buchanan(原文/訳:junjun)

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