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2607 story

15分で充電する新型電池 22

ストーリー by Oliver
完成したら信じるよ 部門より

Vorspiel 曰く、 "CNetの記事によれば,米Rayovac社が新しいニッケル水素充電池の開発に着手したそうだ.充電制御機構を電池の側に持たせるという改良により,充電時間を15分に短縮.持続時間もアルカリ電池の4倍だとか. 詳細情報によれば,来年の中頃~末には市場に登場するとのこと.デジタルガジェット好きな割に充電が面倒でアルカリ電池を使っている,私のような不精者も,これなら使う気になるかも."

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  • by holic (7626) on 2002年03月22日 23時00分 (#74231)
    放電済みの電池を持っていくと、小額で充電済みの電池と交換してくれるサービスをキオスクとかコンビニあたりでやらないかなぁ、といつも思ってます。

    まあ、ビール瓶の回収みたいなのりなんですが、ビール瓶と違うのは、中身より瓶の方が高いことと、瓶が劣化することかな。
    • 環境対策から行くと、このシステムはいいアイデアだと思いますよ。

      小型の二次電池の場合、高価だったり(NiやLiなど)有害だったりする金属(Cdなど)を使っていますが、回収率があまり良くないのは周知の通り

      こういう感じで、安価な手数料で空電池を充電済みの電池と交換して貰えるならば、劣化して使い物にならなくなった(けど、再生は出来る)電池を効率的に回収できる

      ただ、問題なのは、NiCdにしてもNiHにしても自己放電が結構ありますので、常時充電していないといけないので、交換する側のコストが間に合うかな。と言う辺りですが…。

      親コメント
  • by Fortune (6210) on 2002年03月22日 18時21分 (#74154) 日記
    ZDNetの記事 [zdnet.co.jp]にもうちょっと詳しく書いてありますが、
    監視系の新システムを採用しているみたいですね。

    で、これはZDNetの書き方の問題かもしれないんですが
    この電池が大量の電流を発生させることを考えると,障害時に異常加熱が起きないよう,何らかのショート防止策を施す必要があるが,Pilarzyk氏は安全性の問題について話すのを避けている。

    って言うところがかなり気になる。
  • by doctor_d (4392) on 2002年03月22日 21時18分 (#74199) ホームページ
    短時間で充電が終わるという事は、電池にとっては厳しい事です。
    ゆっくり「いたわり充電」した方が充電可能回数は増やせます。

    地球に優しいのと、便利なのが上手く並列出来れば良いのですが。
  • 物理電池でも (スコア:2, 参考になる)

    by ayumu (5073) on 2002年03月22日 23時26分 (#74237)
    急速充放電、超寿命、メンテナンスフリーな二次電池をねらって、 ECS [powersystems.co.jp]なんてのもありますね。 もっと大電力負荷での応用をねらっているみたいだけど、こういう 小型のNiMH電池とはりあうのは厳しいのかな。

    実用的な二次電池としては、今の化学電池を改良したものが 手っ取り早く便利なものができるんでしょうけど (そしてそれも結構難しいんだろうけど)、もっと違う原理を 利用した電池にもがんばってほしいです。

    --
    ae
    • by Dobon (7495) on 2002年03月23日 1時56分 (#74271) 日記
      大容量・高効率だけど内部抵抗の高い2次電池と、
      内部抵抗が低いけど容量の小さなコンデンサ(電気二重層コンデンサ)を
      組み合わせたシステムについての論文を10年くらい前に読んだ記憶があります。

      充電の際は回路を継ぎ換えて2次電池を並列にして充電するという凝った事をやってました。

      この記事の電池も似たような事をしているのでしょう。
      (並列とまではいかなくても、電池の各セルに均等に電圧または電流がかかるように制御しているのでしょう。)

      蛇足:
       電池の開発=電極材料の開発なので、開発には平気で10年単位の時間がかかります。
       積み木のように要素を組み合わせて達成する方が開発期間は短くなります。
       問題は… 使い捨てのイメージの強い電池に、割合高価な制御回路を組み込むこと。
       私みたいな貧乏性の人間には感情的に耐えられない…[笑]
      --
      notice : I ignore an anonymous contribution.
      親コメント
  • コンセントを持ち歩けるわけじゃないもんなぁ。
    • by Stahl (7211) on 2002年03月22日 20時54分 (#74193)
      というか今もあるけど実用性の低さから存在感の薄い携帯用充電
      サービス機。
      あれの充電時間が3分とかに短縮できればかなり実用性も高まっ
      て利用者も見込めるから数も増える、ということにはならないか
      な。
      買い物中に充電が終わる程度の時間で充電が可能な"充電自販機"
      があちこちのコンビニやキオスクに…ということになれば結構利
      便性は高いかと。
      親コメント
    • 電車の待ち時間に待合室で充電。というか、こう素早い充電が可能になると、まさに盗電…。
  • 何で誰もこういう読み方しないのか不思議だが、今回のポイントは
    充電回路の内蔵以上に、電極活物質の改良が大きいと思われ。

    ZDの記事の「自己放電が多い」「2000mAh達成」の特徴は電極の表面積
    と充填率を稼いだためで、急速充電対応と大出力化も基本手法は一緒。
    電池の基本だが、素材の開発製造は簡単ではないだろう。一種のナノテク。
    基礎科学から生産管理までの総合力勝負で日本はtopではないらしいと読む。

    これに内蔵充電回路ならではの高精度な充電制御を組み合わせ、「寸止め」
    の充電を実現した結果の性能だろうと俺感。
    • もっと基本的な化学知識を修得してから書いた方がいいのでは?
      全然記述が妥当でも詳しくもないんですが・・・・。
      せめて電気化学と表面制御関係の化学を勉強してから書きましょうよ。

      >電極活物質の改良が大きいと思われ。
      >...
      >電極の表面積と充填率を稼いだためで、

      それは化学は化学でも表面制御に長けた触媒化学や物理化学、
      高分子化学の範疇で、電極素材より電極表面構造の改良に相当すると思う。
      #もちろん素材の改良も含む可能性はあるけど。

      充電池の寿命が来るのは、電解液の劣化
      (液中に化学変化を起こした電池反応に関係しない反応化学種が増える)
      以外には、電極表面の反応活性表面積が減少することが考えられます。
      例えば、車のバッテリなどの鉛-硫酸二次電池では、電極表面に非伝導性の
      硫酸鉛が析出し電極表面を覆ってしまうために、反応活性表面積が減少し
      内部抵抗が大きくなって充電不能になります。
      電極表面に電池反応生成物質が付着しない電池反応でも、活性表面を
      増加させれば、反応発生確率が増加し、内部抵抗を下げられます。

      #つまり、反応電極の表面積が電池の内部抵抗を決める一要素と言うこと。

      そのため、粉体焼結や高分子網目構造などの多孔質素材で表面積を増やす
      手法は初期から検討されています。
      #こんなの、電極反応の初歩も初歩。

      今回のはNiH二次電池での電極改良という点があれば、新味なのでしょうが、
      電池の改良としては斬新な手法ではないですね。
      むしろ、ZDnet等の記事にあるように、充電制御回路の方がより目を引く
      特色なのでしょう。

      >「自己放電が多い」「2000mAh達成」
      >...
      >急速充電対応と大出力化も

      電池内のイオン移動の速度を上げて、そのかわり逆流も起きやすく
      してるんじゃないか、とわたしは想像します。
      #イオン移動が早ければ分極が早まるので充電は早くなります。
      #ただし対イオンの移動、及び移動イオンの逆流を抑制しないと
      #自分で電荷を相殺するので、自己放電が起こります。
      #液系の電池では半透膜などの特定のイオンの移動を抑制する膜を使いますが、
      #半透膜のイオン分離能が大きいほど、一般にイオン移動度は低下しますね。
      #ポリマー電池などは多分別の手法でしょうが、逆流を防ぐことは一般に
      #順方向移動の抑制になることも多いと思います。

      内部抵抗が落ちているのも、イオン移動を早めてるせいでしょう。
      #イオン移動すなわち電子移動ですから、それが電荷移動になります。
      #また、その抑制要素もまた内部抵抗の増加につながります。
      --
      ---- redbrick
      親コメント
      • せめて電気化学と表面制御関係の化学を勉強してから書きましょうよとは
        大きく出たな。

        > #イオン移動が早ければ分極が早まるので充電は早くなります。

        理化学辞典で「分極」を引いてみ。赤面するぞ。教養学部からやりなおせ。
          #乾電池の二酸化マンガンは分極を減らすために入ってるんだ。減極剤。

        急速充電のトピックで電解液の話を持ち出していながらNiMHの充電終期の話が
        ないのも減点。関係ない高分子網目構造と鉛の話を持ち出しているのも理論を
        自分のものにしていない証拠かな。

        >液系の電池では半透膜などの特定のイオンの移動を抑制する膜を使います
        自己放電対策では、確かにセパレータ材質は重要だ。
        ところでNiMH電池で充放電時に移動するイオンは、それぞれなんだろうね?
        自己放電で移動するのはなに? 何故NiMHの自己放電はNiCdより多い?
        電極反応式書いて自分で考えろ。シナリオは自分で考えるもんだ。

        本当に基本が分かっているのかと問い詰めたい。化学屋じゃなくても見破れる。

        だがまぁ、食い付く時にはこれぐらいは書け、という点でスコア1進呈。
        親コメント
        • >理化学辞典で「分極」を引いてみ。赤面するぞ。教養学部からやりなおせ。

          この「分極」の意味は知らなかったな。
          #ご指摘大感謝。しかし、水素発生による電極活性面積の低下を
          #分極と呼ぶのか・・・うーむ、もっといい用語はないのか(汗)?
          #大学時代の教科書ではこの「分極」は見なかった気がするが・・・、
          #記憶がかなり揮発してるので、確かとは言えないな(汗)。

          「分極」は電池分野以外でも様々な意味がありますよ。
          #圧電素子の分極処理とかの話を見ると、混乱してくるな。
          #分子内分極の話とかも全く関連性が見いだせないしなぁ。
          #略して言うのはダメということか・・・。

          理化学辞典、あんまり使わないので持ってないのですよね。
          #大学時代に買えばよかったなぁ・・・。

          あと、記述が正確じゃないなぁ。
          ツッコミ大歓迎だけど、ツッコむなら正確じゃないと。

          >#乾電池の二酸化マンガンは分極を減らすために入ってるんだ。減極剤。

          二酸化マンガンは電極素材。ただし自己減極(つーのは違和感があるが)、
          つまり危険な酸化還元反応の生成物を相殺する
          (ここでは水素ガス生成反応の抑制)能力をもつ。
          #二酸化マンガンで、水素ガス生成反応に割り込んで水素を水に
          #酸化してしまうと。ま、系外に出てしまえば反応できないので、
          #実際の反応はもっと前の段階で起こるんだが。

          減極剤として加えられているのではなく、減極作用もあるから
          電極に使われている。
          #マンガン乾電池の場合。

          で、これが二次電池となにが関係あると?
          #あなたが言うところの、減点1、かな。
          #そもそも、二次電池でこのような水素発生が起きるのは充電過剰な
          #状態のはず。 #(系外に生成物を放出させるのは繰り返し使う反応系としては失格)。
          #そんな状態を普通に起こすのかね?

          >関係ない高分子網目構造と鉛の話を持ち出しているのも理論を自分のものに
          >していない証拠かな。

          鉛は二次電池の説明の話でしたのに、関係がないとでも?
          #まぁ、そりゃいいや。単なる例だし。

          電極表面積の増加について、表面積増加手法の例として高分子などの
          多孔質構造を実現する話を述べたのだが、それが不満?
          #なんについて噛み付かれているのか、よくわからんな・・・。

          まぁ、確かにNiH二次電池の反応式にはあまり通じてませんので、
          その説明はお任せしますよ。
          --
          ---- redbrick
          親コメント
          • 失礼、記述が実際に沿ってなかった(汗)。

            >#そもそも、二次電池でこのような水素発生が起きるのは充電過剰な
            >#状態のはず。
            >#(系外に生成物を放出させるのは繰り返し使う反応系としては失格)。
            >#そんな状態を普通に起こすのかね?

            NiHバッテリでは結構普通に水素ガス発生が起こり得ますな。
            #バッテリ容器の構造自体、圧力破損しないよう、ガス抜き弁がある。
            #ただし、水素ガスが抜けるのは、反応活性物質のロスにつながるので
            #ガス抜けが起こると能力は落ちるはず。

            --
            ---- redbrick
            親コメント
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