【今さら聞けない】蓄電池ってなに？

皆様、こんにちは。今回は蓄電池のことです。エネルギー部門についていろいろ調べていると、蓄電池の重要性が説かれているのを散見していて、ちゃんと調べてみたいと思い、今回記事にしてみました。前回も静岡市の小中学校80校に蓄電池を設置したとありました。私の出身小学校である有度第一小にも蓄電池がありました。地元が静岡市の方はもしかしたらあるかもしれないですね（笑）
前回の静岡市についての記事はこちらからどうぞ⬇

kuborichan.hatenablog.com

概要
鉛蓄電池
リチウムイオン電池
その他
ファーウェイ
テスラ
まとめ

概要

皆様が毎日スマホを充電していると思うのですが、それは携帯内に電気の充放電を行える蓄電池が内蔵されているからです。携帯用の蓄電池はリチウムイオン電池として有名ですが、他の種類の蓄電池もたくさんあり、様々な用途で使用されています。

蓄電池はなぜ今注目されているかというと、再生可能エネルギーが普及してきましたが、上手く利活用できていないからです。太陽光発電や風力発電は自然エネルギー由来なため、需給の調整がしづらいのです。

電力需要が低いときに、せっかく発電したのにそれらが、送電線につながれず無駄になってしまうことも多々あります。九州地方では太陽光発電が普及していますが、需要が少ない時には発電を止めています。かといって、電力需要が高いときに太陽光発電のような再エネがいつも不足分を補ってくれるかは不明確です。

そこで蓄電池を使えば、太陽光や風力で発電した電力の中で余ったものは蓄電池に蓄えておき、電力が不足しているときに蓄電池から流すようにすれば、需給の調整に一役買います。そうすることで無駄な電力がなくなり余計に再エネが普及していくきっかけになります。再エネと蓄電池は二人三脚の関係とも言えます。

鉛蓄電池

鉛蓄電池は蓄電池の中で最も古いもので、160年も前に発明されています。
名前の通り陽極、陰極板に鉛が使われています。電解液は希硫酸が入っており、両極板の間で電子のキャッチボールが行われることで電気が充放電がなされます。電子が陽極から陰極に動くと充電、陰極から陽極に動くと放電される仕組みになっています。

原材料の鉛は安価で、高い電力が取り出せることで生産量世界1位の蓄電池となっています。用途としては自動車のエンジン、電気自動車の電力、緊急時のバックアップ電源などとして使われています。

欠点は電解液に硫酸を使用しているので、破損すると火災が起きたり、そもそも液体自体危険性が高いという点と、寿命が短いという欠点があります。鉛蓄電池の充放電は400回程度と言われており、非常に短いです。公立の用意充電の仕方は1日使ったら夜充電する方法だそうです。2、3日使って充電するというやり方だと電池にすごく悪いです。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は鉛蓄電池と基本構造は同じですが、陽極から陰極に移動するのが電子ではなくリチウムイオンという点です。この電池の歴史は浅く、1991年にソニー・エナジー・テックが初めて商品化したことが最初のようです。
鉛蓄電池よりも大容量に電力を蓄えることができ、用途はスマホやPCのバッテリー、EVの電力、産業用ロボなどです。寿命は適切に使えば充放電1000回以上に耐えられかつ、鉛蓄電池と比べリチウムイオン電池は急速充電にも対応しています。

しかし、リチウムイオン電池は耐用年数がすぎると膨張して発火しやすいという特徴があります。EVでも発火事故が韓国や中国で報告されていますが、それはリチウムイオン電池に使われる材料のニッケルやコバルトの配合を変えたことが原因なようです。やはり、配合を変えたのは材料費が高騰しているからです。鉛蓄電池と比べると材料費の高さは顕著です。

その他

他にはeneloopとして有名なニッケル水素蓄電池、レドックスフロー電池、アルミニウム空気電池、ナトリウム硫黄電池などなどたくさんの種類があります。これらについてはまた別でまとめたいと思います。

ファーウェイ

ファーウェイ（華為技術）は大型蓄電池の分野で日本に最近進出してきて、3月頃から出荷する見通しです。

蓄電池の種類は、小型でパソコンや携帯電話に使われる民生用、電気自動車やハイブリッド車に使われる車載用、施設などに据え置き、家庭・業務・産業・再エネ併設などに使われる定置用の3種類に分けられる。

このうちファーウェイは最後に紹介した「定置用」の蓄電池を採用しました。コンテナサイズという大型蓄電池の生産をはじめ、一般家庭用の200倍の出力で、2000kWhを発電します。大型の蓄電池ではありますが、実は小型の蓄電池パックを同じく中国の寧徳時代新能源科技（CATL）から購入して、120個を束ねて生産しています。