乾電池と湿電池の主な違い
電気電池は、あるエネルギーの形態を別の形態に変換することができるデバイスとして知られており、多くの場合、化学エネルギーが電気に変換されます。
乾電池と湿電池は、乾電池の電解質が湿った固体であるのに対し、湿電池の電解質は液体であるという、物理的な状態の違いが主な違いです。
しかし、乾電池と湿電池の違いを知るには、まず電池の構造を理解することが重要です。
この記事では、その仕組みについて解説します。
1. What is the Structure of a Cell
2. What is a Dry Cell
– Characteristics, Properties, Examples
3. What is a Wet Cell
– Characteristics, Properties, Examples
4. What is the difference between Dry cell and Wet Cell
細胞の構造とは？
細胞は、電極と電解質で構成されています。
この電極と電解質の間で化学反応が起こる結果、電極間に電位が発生します。
この電位は、電極と電解質の性質によって異なります。
このような電池を複数個組み合わせたものを電池と呼びます。
電池のセルは、並列または直列に接続することができます。
セルの数、セルの種類、組み合わせの種類によって、ある電池の両端の電位差が決まります。
電池は、その電気的特性から大きく2つに分類される。
プライマリーセル
エネルギーを発生させる化学反応は不可逆的です。
そのため、充電することができず、使用後は廃棄する必要がある。
固体材料に固体電解質を吸着させたものです。
そのため、一次電池はほとんどが乾電池です。
二次電池
二次電池は可逆的な化学反応を動力としているため、充電することが可能です。
外部電源による充電も可能である。
また、電池内の電解質の物理的状態により、乾電池と湿電池に区別される。
乾電池とは
乾電池は、水分を含んだペースト状です。
水分は電流が流れる程度です。
乾電池は、どのような向きでも使用でき、中の化学物質がこぼれないので取り扱いが簡単です。
乾電池を使った電池で最も一般的なのは、亜鉛-炭素電池です。
これは、正極となる炭素棒と負極となる亜鉛の外装から構成されている。
電解液のNH4Clは湿ったペースト状で、炭素棒はMnO2とCのペーストで覆われている。
アルカリ電池は、NH4ClをKOHに置き換えたものです。
他の最も一般的な乾電池は、一般的に携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラ、時には自動車に見られるリチウム電池です。
正極にリチウムコバルト、負極にカーボンを使用したものが多くあります。
乾電池は、放電速度が低いため、より長い期間保存するために使用されます。
これらは通常、一次電池です。
しかし、一部の湿式電池は二次電池としても機能することがあります。
乾電池は、環境や人体に悪影響を及ぼす可能性があるため、適切な方法で廃棄することが必要である。
ウェットセルとは
湿電池は、電気電池の中で最初に誕生した電池です。
湿式」という言葉は、電池の電解質が液体として存在することに由来している。
ほとんどの場合、この液体は硫酸と水の溶液からなる。
これらは、ベント/フラッド酸電池とも呼ばれる。
一般的な例としては、自動車用バッテリーとして知られる鉛蓄電池があります。
電極は二酸化鉛と金属鉛でできており、電解液は硫酸です。
電極と電解液を分離するために絶縁体シートが使用される。
湿式電池には、一次電池と二次電池があります。
ダニエルセル、ルクランシェセル、グローブセル、ブンゼンセル、クロム酸セル、クラークセル、ウェストンセルなどが一次電池として知られています。
これらは充電することができない。
車のバッテリーは、二次電池です。
湿式電池にはいくつかの欠点があり、主な欠点は電解質が液体の状態であるため、外側のカバーが破損すると漏れたりこぼれたりして、人がそのような腐食性の化学物質に触れると害を与える可能性があることである。
また、湿式電池は重いため、取り扱いが難しい。
図2：Zn-Cu系ガルバニックセル
乾電池と湿式電池の違い
電解質の物理的状態
乾電池：電解質は湿った固体です。
湿式：電解質は液体です。
リーク
乾電池：薬液の漏れはない。
湿式：腐食性のある薬液が漏れやすい。
サイズ
乾電池：乾電池は小さい。
湿式：湿式セルは大きい。
取り扱いやすさ
乾電池：乾電池の取り扱いは容易です。
Wet Cell：Wet Cellは比較的扱いにくい。
価格
乾電池：乾電池は比較的高価です。
湿式：乾電池より安価です。
製造
乾電池：製造が比較的難しい。
ウェットセル：ウェットセルは製造が容易です。
過充電
乾電池：乾電池は過充電に耐えられない。
湿式：湿式は過充電に耐えられる。
結論
湿式太陽電池は、ガラス瓶の中に溶液を満たしたもので、最初に作られたものです。
この溶液は主に硫酸を含んでいるため腐食性があります。
そのため、液体が漏れて危険な状態になることがあります。
しかし、乾電池は電解質が固形なので、液体がこぼれることはない。
そのため、安全面では乾電池の方が優れています。
湿式電池はサイズが大きいため、自動車用バッテリーなどの大型機器にしか使用できず、携帯電話のような小型機器には使用できない。
乾電池は、湿式電池に比べてエネルギー密度が高い。
そのため、より小規模で作ることができる乾電池は、比較的小さな機器に使われる。
しかし、乾電池は湿電池に比べ、製造が非常に難しい。
これが乾電池と湿式電池の違いです。
参考にしてください。
1. “電気セル”. The Free Dictionary. ファーレックス、n.d. Web. 2017年2月21日付。
2. “電気セル”. The Free Dictionary. Farlex, n.d. Web. 21 Feb. 2017.
3. Hoffman, Sandra. “乾電池とは何ですか？Find out!” UPSバッテリーセンター. N.p., 10 Dec. 2014. Web. 21 Feb. 2017.
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5. “乾電池 – Boundless Open Textbook”. Boundless. N.p., n.d. Web. 21 Feb. 2017.
6. Smith, Brett. “ウェットセル電池対ドライセル電池”. サイエンス・ドット・コム。
