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電池 でんち battery

翻訳|battery

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

電池
でんち
battery

電気エネルギーを化学的に蓄え,放出する装置。一般の電池は一次電池二次電池 (蓄電池) に分けられる。一次電池は,内包する化学物質を消費してエネルギーを生む。したがって,その化学物質を使いきるとエネルギーをつくれなくなる。

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デジタル大辞泉の解説

でん‐ち【電池】

物質の化学反応または物理反応によって放出されるエネルギーを電気エネルギーに変換する装置。ふつうは化学電池をさし、充電できない一次電池、充電できる二次電池、燃料電池などがある。物理電池には光電池太陽電池などがある。

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百科事典マイペディアの解説

電池【でんち】

化学電池と物理電池に大別される。前者は化学変化を利用して物質の有する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変えて持続的な電流を外部回路に取り出す装置で,単に電池という場合には一般にこれをさす。
→関連項目可逆電池濃淡電池能動素子

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世界大百科事典 第2版の解説

でんち【電池 cell】

光,熱,化学エネルギーなどを電気エネルギーに変換する装置。化学電池と物理電池に大別される。化学電池は電気化学反応を利用して化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で,単に電池といった場合は通常化学電池を指す。ほとんどの化学電池では,装置に用いられる化学物質に必要なときだけ化学反応を起こさせて電気エネルギーを取り出すことができるので,電気エネルギーの貯蔵装置にもなる。これに対し,物理現象を利用して他の形態のエネルギーを電気エネルギーに変換する装置が物理電池で,太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置は太陽電池と呼ばれ,放射線のエネルギーを電気エネルギーに変換するのが原子力電池である。

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大辞林 第三版の解説

でんち【電池】

化学反応・放射線・温度差・光などにより電極間に電位差を生じさせ、電気エネルギーを取り出す装置。一般に広く用いられているものは化学反応による化学電池で、充電の不可能な一次電池と、充電可能で繰り返し使用できる二次電池とがある。1800年ボルタが最初に作った。 〔訳語として中国語から借用した語〕

出典|三省堂
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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

電池
でんち
batterygalvanic cellvoltaic cell

物質系の変化によって放出されるエネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電装置と定義できる。系の化学変化に伴うギブス自由エネルギー変化(物質が定温定圧下で化学反応をすると内部エネルギーが変化するが、その変化のうち仕事に変わりうる部分)を利用するものを化学電池といい、物理的変化を利用するものを物理電池、そして生物的あるいは生物化学的変化を利用するものを生物電池(生物化学電池)という。一般には化学電池を単に電池とよぶことが多い。また物理電池と生物電池などを一括して特殊電池とよぶことがある。
 今日の化学電池の原形は1800年にボルタが亜鉛板と銅板を希硫酸に浸漬(しんし)し、電力を取り出すことに成功したボルタ電池であるといわれる。
 化学電池は基本的には二つの電極と電解質および隔膜から成り立っている。電池を放電すると酸化反応が進行して生じた電子が外部回路側へ流出する電極を負極、また外部回路から電子が流入し還元反応が進む電極を正極とよんでいる。そして負極と正極での起電反応に関与する化学物質をそれぞれ負極活物質および正極活物質という。
 化学電池を表示する場合、放電時に酸化反応がおこる負極を左側に、還元反応がおこる正極を右側に書く。したがって、負極活物質の還元体と正極活物質の酸化体をそれぞれN(Red)およびP(Ox)とすると
  N(Red)|電解質|P(Ox)
で表示できる。そして電極反応は
 (負極)
  N(Red)―→N(Ox)+ne-
 (正極)
  P(Ox)+ne-―→P(Red)
と示すことができ、電池反応は両電極反応の和
  N(Red)+P(Ox)―→N(Ox)+P(Red)
によって与えられる。
 化学電池の起電力(開放電圧)は上記の電池反応のギブス自由エネルギー変化を用い、ネルンストの式から求めることができる。しかし実際には不可逆的な現象を伴うため、ギブス自由エネルギー変化の一部は熱エネルギーなどの形で消費され、オーム抵抗などもあるので、放電中の電池電圧は起電力よりつねに小さくなる。この電池電圧により外部回路に流れる放電電流を用いて電気的な仕事をさせるものが電池である。
 化学電池はその特性に応じて一次電池、蓄電池(二次電池)および燃料電池の3種類に分けることができる。一次電池は不可逆的化学反応を利用し、1回の放電しか利用できないものをいい、化学反応が可逆的で外部電源により電流を逆に流して充電すれば繰り返し使用できるものを蓄電池という。そして燃料電池は、閉じた系内で電池反応を行う一次電池や蓄電池と異なり、燃料(水素、一酸化炭素、炭化水素、メタノールなど)と酸素(空気)を外部から連続的に供給し、燃料の電気化学的酸化反応によって生じる化学エネルギーを直接電気エネルギーとして取り出す電池をさす。このとき反応生成物は連続的に系外へ除去される。
 化学電池は宇宙開発や海洋開発に必要な電源として、また小形可搬形電子機器の電源として重要な地位を確立している。そして電気自動車やハイブリッド・カー用をはじめ、電力負荷平準化用の電源、さらにオンサイト形発電装置として利用されるまでになったが、性能と安全性、信頼性のさらなる向上を目ざして研究開発が精力的に進められている。
 物理電池は外部から光や熱、放射線などのエネルギーを照射して、電池を構成する物質系のエネルギーを高い状態としたのち、物理的、化学的変化によりエネルギーの低い安定な状態に戻るときに放出するエネルギーを直接電気エネルギーに変換するものである。これらには太陽電池をはじめ、光化学電池(光電池)、熱電池、原子力電池などがある。
 生物電池は酵素や微生物のような生物の機能を利用したものである。生物による化学反応を利用しているので、広義には化学電池の一種とみなすことができよう。[浅野 満]
『橋本尚著『電池の科学――生物電池から太陽電池まで』(1987・講談社) ▽高村勉・佐藤祐一著『ユーザーのための電池読本』(1988・コロナ社) ▽竹原善一郎著『電池――その化学と材料』(1988・大日本図書) ▽池田宏之助著『電池の進化とエレクトロニクス――薄く・小さく・高性能』(1992・工業調査会) ▽池田宏之助編著、武島源二・梅尾良之著『「図解」電池のはなし』(1996・日本実業出版社) ▽岡田和夫著『電池のサイエンス――くらしをささえる名脇役』(1997・森北出版) ▽小久見善八編著『電気化学』(2000・オーム社) ▽電気化学会編『電気化学便覧』(2000・丸善) ▽電池便覧編集委員会編『電池便覧』(2001・丸善)』

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