蓄電池の基礎知識と保管用収容箱（キュービクル）について

2023.01.10 電池

蓄電池について

スマートフォンやハイブリット車などの普及により、個人向けの蓄電池需要が急激に増えているとともに、再生可能エネルギーや非常電源用の蓄電池の需要も増えています。

蓄電池は化学反応で電気を発生させるため、使い方を間違えると火災を引き起こすという危険性を持っています。
例えば外的要因等により、ケースが割れる、水が入る、液体が予期せぬところで反応するなどした場合、容易に火災が起こってしまします。

三翠社の収容箱は「電池を一定環境に保つ」「火災が起こっても周りに被害を及ぼさない」といった、電池を安全に運用するための工夫が施されます。
今回は大型蓄電池の紹介と三翠社の収容箱の工夫についてご紹介します。

電池の仕組みは簡単で、「正極」「負極」「電解質」の3つ要素で性能が決まります。この3つの組み合わせにより、起電力の大きさ、電池の大きさ、耐久性、充電回数、重量、コストなどの様々な要素が変わるため、使用環境に合わせた電池が用いられれます。

例えば、リチウムイオン電池は起電力は高く、小型化できる一方で、高温になりすぎると熱暴走する危険性があったり、鉛電池はコストは安くなるが重く小型化ができないとい性質があります。

リチウム電池はスマートフォンなどの家電から自動車、電力貯蔵用大型蓄電池など様々な分野で使用されています。安全面の課題もまだまだ残されていますが、今後急激に発展していく電池です。日本の吉野氏が特許を取り、ソニーが世界で初めて実用化したことでも有名です。

起電力：約3.7V
正極：Li化合物（Coメイン、Mnメインなど）
負極：黒鉛
電解質：有機電解液

ニッケル水素電池はニカド電池の代替電池として開発され、1990年に世界で初めてパナソニックが商品化しました。市場に出ている充電タイプの電池はほとんどがこのニッケル水素電池です。リチウム電池の出現により、需要は落ち気味ですが、ハイブリット車や大型蓄電池として新しいニーズが出てきています。

起電力：約1.2V
正極：水酸化ニッケル
負極：水素化合物
電解質：濃水酸化カリウム水溶液

水素燃料電池は水素と酸素を結合させることで電気エネルギーを得る電池です。酸素は大気中のものを使用し、水素を供給すれば発電するため、非常用蓄電池や電気自動車用まで幅広く使わている一方で、水素を扱う危険性も持っています。取り扱いには注意は必要ですが、発電の手軽さは大きなメリットです。

起電力：約1.2V
正極：空気極（空気）
負極：燃料極（水素）
電解質：様々

レドックスフローは電解質をポンプで循環させるシステムを使った電池です。
2001年に住友電気工業が日本ではじめて製品化しました。
構造が単純で大型化しやすいため、昼夜の電力需要変動用や停電時のバックアップ電源など1000 kW 級の電力用設備として使用されています。

起電力：約1.4V
正極：一酸化バナジウム（主流
負極：バナジウム（主流）電解質：バナジウムの硫酸水溶液

ご紹介したように、蓄電池といっても様々な種類があり、各電池によって気をつけるべきポイントが変わってきます。さらに、蓄電池の使用環境によっても対策方法が変わるため、あらゆる不具合を検討した上で収容箱の設計を行います。

三翠社はこれまで、様々な蓄電池の収容箱を全国各地に設置してきました。

蓄電池設備の設置をご検討中でしたらぜひご相談ください。