バッテリーは、化学エネルギーまたはその他の形式のエネルギーを電気エネルギーに転化できるデバイスです。内部の化学反応または物理プロセスを通じて電荷の転移および貯蔵を実現し、それによって各種の電子設備、電器などに電力を提供します。この記事では、主に一般的な電池に関する知識とその利点と欠点をご紹介します。また、本記事の最後に、あなたのストーリーをシェアして、抽選応募できます。ぜひご覧ください！
一般的なバッテリタイプ
乾電池：一般的には亜鉛マンガン電池を指し、負極は亜鉛、正極は二酸化マンガン、電解質は塩化アンモニウムと塩化亜鉛の水溶液です。一般的な電池には単3電池と単4電池があり、リモコン、懐中電灯、子供のおもちゃ、ワイヤレスマウスなどの低消費電力デバイスによく見られます。
利点：乾電池は一般的に使いやすくて値段も安く、充電する必要がなく、使用時に直接デバイスに挿入して作動するため、非常に便利で一時的または使用頻度の低いデバイスに適しています。
欠点：他のタイプのバッテリーよりも乾電池は消費電力が少ないため、消費電力の少ないデバイスにしか対応できず、持続時間も短くなります。電力が限られており、自己放電率が高いため、環境汚染を引き起こす可能性があります。
鉛蓄電池：二次電池の一種で電極に鉛を用いるものの総称です。単セル電圧が公称2.1ボルト（V）と比較的高めで、かつ安価であることから広く用いられています。多くの製品は、内部で複数セルが直列に繋がれ、12 Vや24 Vで構成されています。広範に自動車電池、予備電源(UPS)、太陽エネルギー蓄積エネルギーシステム、電動フォークリフトなどの大電流、ハイパワー支持を必要とする設備に応用します。
利点：鉛蓄電池の製造コストが相対的に低く、コスパが高いため、多くの高電圧設備の第一選択となっています。また鉛蓄電池は技術が成熟しており、性能が安定しており、長期使用でも比較的均一な出力を維持できます。
欠点：鉛蓄電池は他のタイプの電池に比べて充電速度が遅くなります。体積重量が比較的に大きく、また鉛は有毒物質であり、使用後速やかに回収しなければ、環境特に土壌と水源汚染に深刻な影響を与えます。
ニッケル・水素充電池：二次電池の一種で、正極にオキシ水酸化ニッケルなどのニッケル酸化化合物、電極に水素を含んだ水素吸蔵合金または水素化合物を用い、電解液に濃水酸化カリウム水溶液 (KOH (aq)) などのアルカリ溶液を用いる二次電池（充電可能な電池）です。高いエネルギー密度を持ち、デジタルカメラ、電動工具、電動玩具、手持ち電動設備などの高エネルギー消耗設備に広く応用します。
利点：エネルギー密度が高く、装置の寿命を延ばすことができます。また、比較的に短い時間内に充電と放電過程を完成できて、ユーザが設備の快速使用に対する需要を満足して、使用効率を高めます。
欠点：高性能のため、価格が高くなっております。それ以外、バッテリーの性能と寿命に影響を与える可能性があるため、定期的な充電が必要です。高温環境下で、電池の性能は比較的に大きい影響を受けて、例えば容量の低下、寿命の短縮など、使用環境温度範囲は比較的に狭くなることに注意しなければなりません。
リチウムイオン二次電池：正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充電や放電を行う二次電池です。正極、負極、電解質それぞれの材料は用途やメーカーによって様々であるが、代表的な構成は、正極にリチウム遷移金属複合酸化物、負極に炭素材料、電解質に有機溶媒などの非水電解質を用います。現在はスマートフォン、ノートパソコン、タブレットPC、電気自動車、ドローンなどの現代電子機器と電気自動車に幅広く使われています。
利点：リチウムイオン電池は現在エネルギー密度が最も高い電池の一つであり、比較的に小さい体積と重量内に大量の電気エネルギーを貯蔵することができ、電子設備の小型化、軽量化に可能性を提供しました。また、自己放電率が低く、サイクル寿命が長いので長期間の使用が可能です。
欠点：電池の保護回路と使用環境に対する要求は比較的に高くて、過充電、過放電、ショート、高温などの異常情況で、熱暴走、発火甚だしきに至っては爆発などの安全事故が発生しやすくなります。
リチウムイオンバッテリは、主に以下の一般的なモデルに分類されます。
1. 18650電池（18mm × 65mm）
18650リチウムイオン電池は、繰り返し充電が可能で、500回以上の充放電サイクルに耐えられるため、乾電池と比べて長寿命で経済的です。放電容量が大きく、一般的な電池の約1.5〜4.5倍に達し、長時間の使用や非常用電源としても活用できます。さらに、公称電圧3.7Vと高く、小型ながら大容量を実現し、スマートフォンや懐中電灯など幅広い製品に搭載されています。また、メモリー効果がなく安定した性能を維持できます。一方で、長時間使用すると発熱しやすく、構造が複雑で急速充電が難しいという課題もあります。
特徴：
①直径18mm、長さ65mmで、最も一般的な円筒形リチウム電池モデルの一つです。
②通常2600mAh-3500mAhの容量を持ち、放電が安定しており、リサイクルできます。
③高倍率放電能力が強く、ハイパワー設備に適用します。
適用：
①ノートパソコン：ほとんどのノートパソコンのバッテリパックは、複数の18650バッテリを直列または並列に接続したものです。
②電動工具：電動ドリル、電動ドライバーなど、高い放電能力のため好まれている。
③ハイパワー懐中電灯：戦術懐中電灯、サーチライトなど。
④蓄積エネルギー設備：太陽エネルギー蓄積エネルギーシステム、家庭用蓄積エネルギー電池セットなど。
2. 21700電池（21mm × 70mm）
21700充電池は、もともとテスラ向けにパナソニックが開発し、2017年から市場に投入されました。直径21mm、長さ70mmの円筒形電池で、18650電池と比較して最大35%の容量向上（3000〜4800mAh） を実現し、長時間の使用が可能です。また、エネルギー密度は約20%向上（300Wh/kg）しており、より効率的な電力供給が可能となっています。もともと電気自動車向けに開発されたため、ランタイムが長く、現在では幅広い分野で使用されています。
特徴：
①18650セルより大きく、エネルギー密度も高いです。
②通常は4000 mAh-5000mAhの容量があり、バッテリ持続時間も長くなります。
③寸法が増加するため、18650電池と比べて、その内部電池材料の利用率が更に高く、単体電池は更に高いエネルギー出力を提供します。
適用：
①Teslaの電気自動車：Tesla Model 3などのモデルは、動力電池として21700セルを採用しています。
②大容量懐中電灯：高輝度LED懐中電灯、屋外サーチライトなど。
③ハイパワー電子機器：一部のポータブル電源、医療機器など。
３．CR123A（16mm × 34mm，3V）
特徴：
①主に充電できないリチウム電池で、電圧は3Vで、比較的に長い貯蔵寿命があります。
②小型軽量で、高性能な電子機器によく使われます。
適用：
①セキュリティ機器：ワイヤレスカメラ、アクセス制御システムなど。
②プロフェッショナル向け懐中電灯：一部の高輝度懐中電灯にはこの電池が採用されています。
③医療機器：心拍計など。
４．32650電池（32mm × 65mm）
特徴：
①直径32mm、長さ65mmで、より大容量の円筒形リチウム電池です。
②最大6000 mAh-8000mAhの容量により、長時間の電源供給に対応します。
適用：
①太陽エネルギー蓄積：太陽エネルギー家庭用蓄積エネルギーシステム。
②電動工具：電動のこぎり、電気溶接機などの高出力工業設備。
③UPS電源装置：無停電電源装置システムのバッテリバックアップ。
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