酸化銀電池

酸化銀電池
	酸化銀セル
比エネルギー	130Wh/kg
エネルギー密度	500Wh/L
比出力	高い
充放電効率	該当なし
エネルギー/消費者物価	低い
時間耐久性	高い
サイクル耐久性	該当なし
公称セル電圧	1.55V

酸化銀電池 （IECコード：S）は、酸化銀を正極材料として、亜鉛を負極材料として使用する一次電池です。これらの電池は、完全に消耗するまで放電中にほぼ一定の公称電圧を維持します。 ^[2]ボタン電池として小型で入手可能で、使用される銀の量は最小限であり、製品全体のコストに法外なほど高価に寄与することはありません。

酸化銀一次電池は、日本国内の一次電池販売数量全体の30％を占めています（2020年2月現在、2億1,200万個中6,400万個）。^[3]

歴史

銀酸化物セルは、1800年後半にアレッサンドロ・ボルタによって初めて作られました^{。[4]これは、亜鉛と銀のストリップが交互にワイヤで接続された液体食塩水電解質のカップの円形で構成されていました。水の}加水分解には、このようなカップ20個で十分だったと言われています。^[5]

大型酸化銀電池は、エネルギー重量比が高いため、初期のICBMや衛星に使用されていました。例えば、コロナ偵察衛星やアジェナDロケット上段で使用されました。^{[6]その後、}アポロ月着陸船や月面車にも使用されました。^[7]^[8]

仕様

セル電圧^[2]
- 開放電圧 = 1.6 V
- 動作電圧 = 1.2~1.5 V
エネルギー密度 = 130 Wh/kg (60 Wh/lb) ^[2]
数千時間の耐用年数（連続運転）^[9]
数年間保存可能（初期容量の90%を保持）^[10]

酸化銀電池は一次電池であり、サイクル寿命や充放電速度を持たない。^[2]

典型的な酸化銀電池は100℃以下の温度では安定しているが、その温度を超えると漏電が発生する可能性がある。^[11]

化学

酸化銀電池は、正極（カソード）として酸化銀（I）、負極（アノード）として亜鉛、さらにアルカリ電解液（通常は水酸化ナトリウム（NaOH）または水酸化カリウム（KOH））を使用します。銀はカソードでAg（I）からAgに還元され、亜鉛はZnからZn（II）に酸化されます。

正極板における半電池反応:

{\ce {Ag2O + H2O + 2e- -> 2Ag (v) + 2OH-}}

、

(E^{\circ }=+0.34{\text{V}})

負極板における半電池反応:

{\ce {{Zn}+2OH^{-}->{\overset {亜鉛~水酸化物}{Zn(OH)2}}+2e-}}

、

(E^{\circ }=-1.22{\text{ V}})

全体的な反応:

{\ce {Zn + H2O + Ag2O -> Zn(OH)2 + 2Ag(v)}}

、

(E^{\circ }=+1.56{\text{V}})

全体の反応（無水形態）：

{\ce {Zn + Ag2O ->[{\ce {KOH/NaOH}}] ZnO + 2Ag (v)}}

工事

製造コストを削減するため、市販されている酸化銀電池のほとんどは、銀含有量が比較的少ないボタン電池の形をとっています。これらのボタン電池は、一般的に同じコンパクトな設計になっています。電池の底部は、グラファイトを注入した酸化銀でできた陰極です。プラスチックの膜が、アルカリ電解液に溶解した粉末亜鉛の陽極とこれを隔てています。絶縁ガスケットが2つの接点を分離し、電池の放電を容易にしています。^[9]

水銀含有量

2004年まで、すべての酸化銀電池には最大0.2%の水銀が含まれており、アルカリ環境による腐食を防ぐために亜鉛陽極に組み込まれていました。^[12]この腐食は電池が電力を供給しているかどうかに関係なく発生するため、酸化銀電池では保管寿命が重要な考慮事項となります。ソニーは2004年に最初の無水銀酸化銀電池の生産を開始しました。現在、欧州連合の規制では、すべての電池を実質的に無水銀にすることが義務付けられています。^[13]

酸化銀電池に関するその他の安全性の懸念は、その小ささから生じており、特に幼児が誤って飲み込んで中毒を起こすことが多い。^[11]

参照

参考文献

^ ab 「ProCell 酸化銀電池の化学」。Duracell 。 2009年12月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月21日閲覧。
^ abcd 「酸化銀電池」。muRata 。 2020年11月25日閲覧。
^ 「月次電池販売統計」Baj.or.jp . MoETI. 2020年5月。2010年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年8月7日閲覧。
^ 「亜鉛/酸化銀電池」www.doitpoms.ac.uk . 2024年11月9日閲覧。
^ R., A. (1923年2月). 「電気と磁気の書誌史、年代順に並べました」. Nature . 111 (2779): 142. doi :10.1038/111142a0. ISSN 0028-0836.
^ 「実現可能性調査、最終報告書、測地軌道写真衛星システム、第2巻」(PDF) 。NRO。1966年6月。 2012年3月16日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2011年1月28日閲覧。
^ クレメンス、ケビン (2019-07-05). 「月着陸船に電力を供給したバッテリー」. designnews.com . 2021-02-02閲覧。
^ ライオンズ、ピート、「時代を先取りしたベスト 10 マシン」、Car and Driver、1988 年 1 月、p.78
^ ab 「亜鉛/酸化銀電池」。www.doitpoms.ac.uk 。 2024年11月9日閲覧。
^ 「酸化銀電池（SR）/アルカリボタン電池（LR） | 一次電池 | Biz.maxell - マクセル」. biz.maxell . 2024年11月9日閲覧。
^ ab "セイコーインスツル株式会社マイクロエネルギー事業部".セイコーインスツル株式会社マイクロエネルギー事業部. 2024年11月9日閲覧。
^ 世界初の環境に優しい無水銀酸化銀電池。2004 年 9 月 29 日。
^ 「バッテリー」。ゼロマーキュリー。2024年11月9日閲覧。

外部リンク

マクセルのSR（酸化銀電池）

[duracell-1] 「ProCell 酸化銀電池の化学」。Duracell 。 2009年12月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月21日閲覧。

[:0-2] 「酸化銀電池」。muRata 。 2020年11月25日閲覧。

[3] 「月次電池販売統計」Baj.or.jp . MoETI. 2020年5月。2010年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年8月7日閲覧。

[4] 「亜鉛/酸化銀電池」www.doitpoms.ac.uk . 2024年11月9日閲覧。

[5] R., A. (1923年2月). 「電気と磁気の書誌史、年代順に並べました」. Nature . 111 (2779): 142. doi :10.1038/111142a0. ISSN 0028-0836.

[6] 「実現可能性調査、最終報告書、測地軌道写真衛星システム、第2巻」(PDF) 。NRO。1966年6月。 2012年3月16日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2011年1月28日閲覧。

[7] クレメンス、ケビン (2019-07-05). 「月着陸船に電力を供給したバッテリー」. designnews.com . 2021-02-02閲覧。

[Lyons1988-8] ライオンズ、ピート、「時代を先取りしたベスト 10 マシン」、Car and Driver、1988 年 1 月、p.78

[:1-9] 「亜鉛/酸化銀電池」。www.doitpoms.ac.uk 。 2024年11月9日閲覧。

[10] 「酸化銀電池（SR）/アルカリボタン電池（LR） | 一次電池 | Biz.maxell - マクセル」. biz.maxell . 2024年11月9日閲覧。

[:2-11] "セイコーインスツル株式会社マイクロエネルギー事業部".セイコーインスツル株式会社マイクロエネルギー事業部. 2024年11月9日閲覧。

[12] 世界初の環境に優しい無水銀酸化銀電池。2004 年 9 月 29 日。

[13] 「バッテリー」。ゼロマーキュリー。2024年11月9日閲覧。