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コラム

蓄電池の現在の技術レベルとは

2020年4月4日   文 スタッフ-hayashi

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近年の技術発展によってスマートフォンやノートパソコン、自動車のような身近な電子機器にはたいてい蓄電池(充電できる電池)が積まれるようになりました。


蓄電池の使い方としてはスマートフォンのような携帯電子機器用の電源だというイメージが結構強いかと思います。


ですが実は大型のものも存在し太陽光発電の設備や工場の緊急用の電源としても使われています。今回はそんな蓄電池の技術の紹介をしたいと思います。


蓄電池 リチウムイオン電池 小水力発電



蓄電池の種類

現在蓄電池として主流な物には4つの方式があります。


1つ目は自動車のバッテリーとして搭載されていることが多い鉛蓄電池です。昔から存在し適切な整備をすれば壊れるにくいため信頼性に優れ使用実績も多いものとなっています。


2つ目は充電できる乾電池として有名なエネループで使われたニッケル水素電池です。過充電、過放電に強いことが特徴的です。


3つ目は現在最も使われているとも言えるリチウムイオン電池です。エネルギー密度が現在ある蓄電池の中で最も高く充電容量に優れますが過剰な充放電に弱いことが特徴な方式です。


4つ目はNAS電池です。工場などの大型施設の予備電源として使われており低価格、高寿命、容量も多いとかなり優秀な電池ですが運用には300度の温度が必要となるため扱える場所が限られる方式です。


蓄電池 リチウムイオン電池 小水力発電



発電用の蓄電池の仕組み

4方式の内リチウムイオン電池は大型高出力な蓄電池として太陽光発電などの発電設備に用いられており数千Kwクラスの発電所で用いられているものもあります。


リチウムイオン電池といえばスマートフォンの電池のような小型の機器に使われていますがこれの大型高出力化はどのように行われているかご存知でしょうか。


実は蓄電池の出力は基本となる元の電池を連結させる事で上げており、例えばリチウムイオン電池では基準の大きさは3.6Vのものを大量に連結させることで高出力化を行っています。



蓄電池の技術的な課題

現状では特に発電用の蓄電池は小型の電池を大量に用いて強引に高出力化しており電池の素材は決して安くはないのでコストが掛かることとどうしても場所を取ってしまう事が問題となっています。


現状の蓄電池の仕組みでは場所の問題は省スペース化を目指すことで一応の解決策となりますがコストについては技術的な解決策がなく、どの問題点も現在の技術では根本的な解決ができず技術としても発展が進んでいる分野のため既存技術の改良発展では解決が難しいのが現状となっています。