鉛蓄電池のメリット・デメリット
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鉛蓄電池のメリット・デメリット

電池は、他の技術と融合して現代の産業界を形成する大きなイノベーションの一つであると言っても過言ではありません。 様々な種類の化学物質やアプリケーションがありますが、 発明から161年が経過した現在でも、地球上で最も多くの蓄電を行っているのは鉛酸化学です。 鉛蓄電池は電気化学的な蓄電デバイスであり、電流と電圧を供給する原理は他のすべての電気化学的な電池と同じであり、電気を蓄え供給する方法として鉛蓄電池を採用することに先行するものもある。 しかし、充電可能な電池としては初めてのものであった。

鉛蓄電池のメリット・デメリット

鉛蓄電池のメリットは何ですか?

  • 新しい技術の初期段階の問題は、何十年も前に解決されていることが多い。
  • 堅牢で予測可能なバッテリー技術の現状
  • 鉛蓄電池の技術は、ゆっくりとしたスピードではありますが、非常に大きな進化を遂げてきました。 木製のセパレーターから合成セパレーターへ、そして木材から抽出したリグニンを負極板の添加剤として使用したことは、鉛蓄電池の進化において大きなブレークスルーとなった。
  • 1960年代には、ソンネンシェンゲル電池が登場した。 残念ながら、この発明は明らかに時代を先取りしていたため、当時は注目されませんでしたが、数十年後に復活し、現在ではゲル電池は最高の蓄電用電池技術の一つとなっています。

鉛蓄電池のメリット

  • その後、水の損失を減らすためにグリッドに低アンチモンを使用したり、合金の結晶化剤としてセレンを使用したり、耐食合金を使用したりしました。
  • 鉛-カルシウム合金の登場により、メンテナンスフリーの電池が実現。 また、VRLA-AGMデザインの先駆けとなった。
  • 最近では、90年代に設立されたALABC(ADVANCED LEAD-ACID BATTERY CONSORTIUM、現在のCBI(Consortium for Battery Innovation))の取り組みにより、特に電気自動車(BEV)やハイブリッド車(HEV)の研究が拡大・加速されています[HEV] 。 これはやりがいのある仕事でした。 世界中の多くのメーカーや研究機関の研究努力が結集されました。 (取り組みが重複しない共同研究)。 当時の人気技術は、EV用のニッケル水素でした。
  • 従来の電池にスーパーキャパシタを搭載し、数秒間の大電流放電を可能にしたウルトラバッテリーは、鉛蓄電池のEVへの再参入を可能にしました。 現在のCBIの組織は、これらの研究活動を引き継いでいます。
  • 比較的地味なバッテリーである強化型フローテッド・バッテリー(EFB)は、ヨーロッパ諸国(EU)や日本の政府が公害削減のために導入したもので、その後、導入されました。
    EFBは、インドの電池メーカーが現在製造している電池の寿命や性能を向上させるために注目している。 特に、自動車用電池は予想以上に良くなる。 既存のバッテリーにEFBの機能の一部を導入することで、性能や寿命の面で大きな効果が期待できます。

鉛蓄電池のデメリット

  • アプリケーションによっては、LABの寿命が短いことが深刻なボトルネックとなっている。 これは、サルフェーション、活物質のプレート脱落や緩み、グリッドの腐食、電解液の成層化など多くの要因によって引き起こされます。 どんな問題にも対処法があります。 これらを実行する必要があります。 コスト面での影響は避けられませんが、長い目で見て競争市場で生き残るためには必要なことです。
  • 鉛電池が重いのは、鉛の原子質量が大きいからです。 (リチウム6.9との対比で207)
  • 固有の化学的性質により、充電が遅い。
  • リチウムイオンや他の化学物質に比べてサイクル寿命が短い
図1 電池の種類別売上高の内訳とMWh 鉛蓄電池のメリット・デメリット

なぜ鉛蓄電池なのか?

鉛蓄電池は、160年以上の歴史を持つ信頼性の高い電池です。 今や成熟した技術であり、新しい技術が最初に直面するいくつかの障害を克服しています。 リチウムイオンに比べてエネルギー密度が低いにもかかわらず、堅牢で性能が良い。 また、リチウムイオンのような新しい技術による安全性の問題もありません。 火事にならないようにするためのバッテリーマネージメントシステムは必要ありません。 鉛電池は今後も性能が向上していくでしょう。 例えば、バイポーラ電池や、充電の受け入れ性を高めるための鉛蓄電池へのナノカーボン添加剤などです。

鉛蓄電池は、世界で最もリサイクルされている商品です。 使用済みの鉛蓄電池からの効率的な回収により、豊富な鉛の供給と、驚くべきことに、採掘された鉛よりもリサイクルされた鉛の使用が可能になりました。 鉛蓄電池のほぼ97%が完全に回収される。 電池メーカーがお金を払って、使用済みの電池を引き取ってくれます。 リチウムイオン電池メーカーは、お客様からお金を集めて電池をリサイクルしますが リチウムイオン電池に含まれる約27種類の化学物質を回収する方法は、まだ実用化されていません。

鉛はグリーンで環境に優しい。 最も効率的で長い歴史を持つリサイクルプロセスのひとつです。 世界で最もリサイクルされている商品です。

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