二次電池とは？一次電池・燃料電池との見分け方を確認
基本情報技術者試験 平成30年度秋期 午前 問23 ／ ハードウェア › ハードウェア
過去問にチャレンジ
二次電池(充電式電池)はどれか。
- ア
アルカリマンガン乾電池
- イ
酸化銀電池
- ウ
燃料電池
- エ
リチウムイオン電池
会話形式の解説
講師今回は電池の種類の問題です。見るところは一つで、「充電すれば能力が戻って、繰り返し使えるか」です。この条件を満たす電池を二次電池といいます。
受験者スマートフォンに入っているリチウムイオン電池は充電して使うので、二次電池だと思いました。ただ、燃料電池も「電池」と付いているので、少し迷いました。
講師燃料電池は迷いやすいところです。燃料電池は、外から水素と酸素などを送り込んで化学反応させ、その場で発電する装置です。では、燃料電池で発電を続けるには何が必要だと思いますか。
受験者電気をためているわけではないので、充電ではなく、燃料を補給し続ける必要がある、ということでしょうか。
講師そのとおりです。電気をためておく仕組みではないので、二次電池には当たりません。名前に「電池」と付いていても、充電できるかどうかで判断します。
受験者アルカリマンガン乾電池は、乾電池なので使い切りのものですよね。
講師はい。放電して使い切る一次電池、つまり充電できない電池です。充電を前提としたつくりではないので、一般的なアルカリ乾電池を充電すると、液漏れや発熱が起きるおそれがあります。
受験者酸化銀電池はあまりなじみがありません。名前からは充電できるかどうか分かりませんでした。
講師酸化銀電池は、正極に酸化銀を使う電池で、主にボタン電池として使われています。電圧が安定しているのが特徴ですが、充電式ではなく一次電池です。
受験者そうすると、リチウムイオン電池だけが充電して繰り返し使える電池ということですね。
講師そうです。リチウムイオン電池は、充電と放電のたびに正極と負極の間をリチウムイオンが行き来する仕組みで、何度も繰り返し使えます。二次電池の定義にそのまま当てはまります。
受験者整理すると、乾電池とボタン電池は使い切りの一次電池、燃料電池は燃料で発電する装置、充電して繰り返し使えるのが二次電池、ということですね。
講師よく整理できています。小型の二次電池には、リチウムイオン電池のほかにニカド電池やニッケル水素電池もあるので、あわせて覚えておくと安心です。また、「アルカリ」と付く充電式の専用品はごく一部の例外なので、試験では一般的なアルカリマンガン乾電池は一次電池と考えてかまいません。
まとめ
二次電池は、放電した後に充電すれば能力が戻り、繰り返し使える電池です。アルカリマンガン乾電池や酸化銀電池は使い切りの一次電池で、充電できません。燃料電池は外から供給した水素などの燃料を化学反応させて発電する装置で、電気をためる仕組みではないため二次電池には当たりません。選択肢の中で二次電池に当たるのはリチウムイオン電池で、ほかにニカド電池やニッケル水素電池も二次電池です。
解答・解説
正解はエです
この問題のテーマ
電池の種類を見て、充電して繰り返し使える二次電池を選ぶ問題です。使い切りの一次電池や、燃料を使って発電する燃料電池と見分けられるかが問われています。
解き方の考え方
まず「二次電池＝充電すれば能力が戻り、繰り返し使える電池」という定義をはっきりさせます。次に、選択肢の電池をひとつずつ「充電できるか」で確かめます。乾電池やボタン電池のような使い切りのものは一次電池です。燃料電池は名前に「電池」が付いていますが、電気をためる仕組みではないので外します。
選択肢ごとの解説
- ×ア アルカリマンガン乾電池アルカリマンガン乾電池は、放電して使い切る一次電池です。充電を前提としたつくりではないため、二次電池の条件である「充電して繰り返し使える」に当てはまりません。一般的なアルカリ乾電池を充電すると、液漏れや発熱が起きるおそれがあります。
- ×イ 酸化銀電池酸化銀電池は、正極に酸化銀を使う一次電池で、充電式ではありません。主にボタン電池として使われていて、電圧が安定していることが特徴です。充電して繰り返し使えないので、二次電池ではありません。
- ×ウ 燃料電池燃料電池は、外から供給した水素と酸素などを化学反応させ、その場で発電する装置です。電気を充電してためておく仕組みではないため、二次電池には当たりません。発電を続けるのに必要なのは、充電ではなく燃料の補給です。
- ○エ リチウムイオン電池リチウムイオン電池は、放電と充電を何度も繰り返せる二次電池です。充電すると、正極と負極の間をリチウムイオンが行き来して能力が元に戻ります。このため、二次電池の定義にそのまま当てはまります。
補足
名前に「アルカリ」が付いていても、充電式として作られた専用品はごく一部の例外です。試験では、一般的なアルカリマンガン乾電池は一次電池と考えてかまいません。
POINT
- 二次電池は、放電した後に外から電気を送り込むと能力が戻り、繰り返し使える電池です。
- 一次電池は使い切りで充電できず、アルカリマンガン乾電池や酸化銀電池がこれに当たります。
- 燃料電池は外から供給した燃料の化学反応で発電する装置で、充電して使う二次電池ではありません。
- 小型の二次電池には、リチウムイオン電池のほかにニカド電池やニッケル水素電池があります。