
AA電池(またはダブルA電池)は、標準サイズの円筒形乾電池です。携帯電子機器で最も一般的な交換用電池の1つです。AA電池は、一次電池(使い捨て)または充電式電池のいずれかである単一の電気化学セルで構成されています。最も一般的な標準電池サイズでは、AAは小型のAAA電池と大型のC電池の中間に位置します。[ 1 ]
それらの製造にはいくつかの異なる化学が使用されており、最も一般的なのはアルカリ、亜鉛炭素、二硫化リチウム鉄、ニッケル水素化物です。[ 2 ]正確な端子電圧、容量、および実際の放電速度はセル化学に依存しますが、AAセル用に設計されたデバイスは、メーカーによって指定されていない限り、通常1.2~1.5Vしか受け入れません 。
ANSI および IEC の電池命名法では、 このサイズの電池には、電池の特性や化学組成に応じていくつかの名称が付けられています。IEC 60086システムではサイズをR6 と呼び、ANSI C18 では15 と呼んでいます。[ 3 ]日本のJISではUM-3と名付けられています。 [ 4 ]歴史的には、D14 (補聴器用電池)、[ 5 ] U12 –後にU7 (標準電池)、または英国の公式文書ではHP7 (塩化亜鉛「高出力」バージョン)、またはペン電池として知られています。[ 6 ]
1907年にアメリカン・エバー・レディ社によって導入されたAA電池のサイズは、 1947年に米国規格協会( ANSI )によって標準化されましたが、正式な標準化以前から懐中電灯や電気製品に使用されていました。[7][8]

AA 電池は、ボタン端子を含めて長さが49.5~50.5 mm (1.95~1.99インチ)、直径が13.7~14.5 mm (0.54~0.57インチ)です。[ 9 ]プラス端子のボタンは、高さが最低 1 mm、直径が最大 5.5 mm である必要があり、平らなマイナス端子は、直径が最低 7 mm、最大 0.5 mm のくぼみがある必要があります。[ 3 ] [ 9 ]
アルカリ単三電池の重量は約23g (0.81オンス)[ 10 ]、リチウム単三電池は約15g (0.53オンス)[ 11 ]、充電式ニッケル水素電池は約31g (1.1オンス)[ 12 ]である。
一次電池(非充電式)の亜鉛炭素電池(乾電池)AAは、容量が約400~900ミリアンペア時で、測定容量は試験条件、デューティサイクル、カットオフ電圧に大きく左右されます。亜鉛炭素電池は通常「汎用」電池として販売されています。約1,000~1,500mAhの容量を持つ塩化亜鉛電池は、 「ヘビーデューティー」または「スーパーヘビーデューティー」として販売されることがよくあります。1,700 ~ 2,850mAhのアルカリ電池は塩化亜鉛電池よりも高価ですが、より多くの電荷を保持できます。AAサイズのアルカリ電池は、IECではLR6、JISではAM-3と呼ばれています。
充電できないリチウム鉄ジスルフィド電池は、デジタルカメラなど、より多くの電流を消費する機器向けに製造されており、電池交換までの稼働時間が長く、放電中の電圧がより一定であるため、高コストが相殺されます。アルカリ電池の容量は放電電流が増加すると大幅に減少しますが、Li-FeS2 電池の容量は、アルカリ電池ほど高放電電流の影響を受けません。アルカリ電池と比較したリチウムジスルフィド電池のもう 1 つの利点は、液漏れしにくいことです。これは、高価な機器では特に重要です。アルカリ電池が液漏れすると、腐食性の電解液が繊細な電子機器に接触して機器を損傷する可能性があるためです。リチウム鉄ジスルフィド電池は、アルカリ亜鉛電池と互換性のある機器で使用することを目的としています。リチウム鉄ジスルフィド電池は、開放電圧が最大 1.8 ボルトになることがあります。閉回路電圧は低下するため、この化学組成は亜鉛ベースの電池を目的とした機器と互換性があります。新品のアルカリ亜鉛電池は開放電圧が1.6ボルトになるが、開放電圧が1.7ボルト未満のリチウム鉄二硫化物電池は完全に放電している。[ 13 ]

AAサイズの充電式電池には、 ニッケルカドミウム(NiCd)電池(容量約600~ 1,000mAh) [ 14 ] 、ニッケル水素(NiMH)電池(容量600~2,750mAh)[15][16]、リチウムイオン電池など、複数の化学組成のものがあります。NiCdとNiMHは1.2Vの電圧を提供します。リチウムイオン電池の公称電圧は3.6~3.7Vで、この電圧のAAサイズの電池はAAではなく14500と表記されます。電圧を標準的な交換用電池の1.5Vに下げる回路を備えたAAサイズのリチウムイオン電池も製造されています。
NiMH およびリチウムイオン AA/14500 セルは、高電流 (0.5A 以上) 下でも容量の大部分を供給できますが、アルカリ電池や塩化亜鉛電池 (「ヘビーデューティー」/「スーパーヘビーデューティー」) は、1 Cに達する前に低電流容量のごく一部にまで低下します。[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
中国のKentli社が2014年から「Kentli PH5」として販売している(後に他のサプライヤーからも同様の電池が販売されるようになった)Li-ion 1.5V AAサイズ電池は、充電可能な3.7V Li-ionセルを内蔵したAAサイズの電池ケースで、正極に内部降圧コンバーターがあり、出力電圧を1.5Vに下げるようになっている。 [ 21 ] Kentliの電池は、 AA電極の周囲に通常の3.7V Li-ion電極をリング状に露出させており、専用充電器で充電できるようになっている。新品の使い捨てアルカリAA電池と同じ1.5Vを供給する が、他の使い捨て電池や充電式電池とは異なり、放電サイクル中に電圧降下はほとんどない。リチウムイオン化学により、自己放電は月3%と低い。[ 22 ] 250 mA の放電時の容量は1.5 V で 1,700 mAh であり、他の化学組成よりも少なく、降圧コンバータの効率が低いことが制限要因となっている。[ 23 ]後期の Li-ion AA 電池の中には、通常の容量であるミリアンペア時 (mAh ) の代わりにミリワット時(mWh) でエネルギーを宣伝しているものがあり、消費者の注意は、通常 3,000 以上と主張されている数値に引きつけられるが、実際には 2,000 mAh である。
2023年までに、 AAサイズとAAAサイズの両方で、1.5Vのリチウムイオン充電池のいくつかのブランドが入手可能になりました(小型のAAAケースにも電圧変換回路が内蔵されています)。これらは、特殊なケントリリング第3電極を使用せずに、さまざまな充電方法を使用しています。一部の製品には専用の充電器があります( 1.2Vセル用の充電器では十分な電圧が得られません)が、第3電極は使用していません。[ 24 ]また、セル自体にUSBポートが組み込まれているものもあります。[ 25 ]
ニッケル亜鉛電池(NiZn)製の1.65V充電式 単3形および単4形電池も入手可能だが、広く普及しているわけではない。これらの電池を使用するには、その電圧を供給できる充電回路が必要となる。
2011年、米国ではアルカリ電池の販売の約60%がAAセルでした。日本では、販売されたアルカリ電池の58%がAAで、同国では単三電池として知られています。スイスでは、AA電池は一次電池と二次電池(充電式電池)の販売の合計で55%を占めました。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
亜鉛アルカリ単三電池では、電力消費に伴い亜鉛ゲルが徐々にセラミックに変化します。つまり、完全に充電された電池は硬い表面に落としても跳ねませんが、完全に放電した電池は跳ねます。この変化は徐々に非線形に起こるため、跳ねるからといって電池が完全に消耗しているわけではなく、跳ねないということはまだ充電が残っていることを意味します。プリンストン大学の研究者たちは、放電率が10%ごとに跳ねる高さを示すビデオを作成しました。[ 29 ]