アルカリマンガン乾電池
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アルカリマンガン乾電池アルカリマンガン乾電池(単1?単3)
自己放電率<0.3%/月
時間耐久性5?10年
公称電圧1.5 V
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アルカリマンガン乾電池(アルカリマンガンかんでんち)は、主に一次電池として使われている乾電池の一種で、正極二酸化マンガン黒鉛の粉末、負極亜鉛電解液水酸化カリウムなどが用いられている。一般的な通称はアルカリ乾電池と呼ばれているが、JISでの名称は「アルカリマンガン乾電池」となっている。以降はアルカリマンガン乾電池を通称のアルカリ乾電池と読み替えて説明する。

アルカリ乾電池は電解液が水溶液であるため、使用時でなくても亜鉛の自己放電と水素発生反応が同時に進行する。
化学式

アルカリ乾電池はマイナス極に亜鉛粉(表面積を増やす事により反応性を高める為である)、プラス極に二酸化マンガンを使用する。亜鉛?炭素電池(マンガン電池)が電解質に塩化アンモニウムや塩化亜鉛を使用するのに対して、アルカリ乾電池は電解質に水酸化カリウムを使用する。

正極と負極における化学反応は:[1][2]
負極
Zn ( s ) + 2 OH − ( aq ) ⟶ ZnO ( s ) + H 2 O ( l ) + 2 e − {\displaystyle {\ce {{Zn(s)}+2OH^{-}(aq)->{ZnO(s)}+{H2O(l)}+2{\it {e}}^{-}}}}
正極
2 MnO 2 ( s ) + H 2 O ( l ) + 2 e − ⟶ Mn 2 O 3 ( s ) + 2 OH − ( aq ) {\displaystyle {\ce {{2MnO2(s)}+{H2O(l)}+2{\it {e}}^{-}->{Mn2O3(s)}+2OH^{-}(aq)}}}
サイズ円筒形、積層タイプのアルカリ電池

円筒形(単1形 - 単6形)、積層(9V、3LR12、4LR25、23A、4LR44など)、ボタン電池など、各種の形状やサイズの製品が生産されている。
用途

マンガン乾電池に比べ高いエネルギー密度を持ち、モータ駆動用、エレクトロニックフラッシュなど連続的に大きな電流が流れる各種携帯機器に使用されている[3]内部抵抗が比較的大きいため、デジタルカメラなどのように短時間に大きな電力を消費するような機器には本来向かないものの、エネルギー密度の低いマンガン乾電池では対応できないため、乾電池式のデジタルカメラには通常、アルカリ乾電池の使用が指定されている。

一方、電気時計や赤外線リモコンなどのような消費電力の少ない機器に利用した場合、電池寿命よりも先に使用推奨期限を迎える場合があるので、製品によってはマンガン電池の使用が推奨されている[4]
近年の事情

日本メーカー製のアルカリ乾電池はほぼマンガン乾電池の上位互換となっており、たいていの用途でマンガン乾電池よりも長寿命である。しかし、その時間は適した用途では5 - 10倍になるが、適さない用途では1.5 - 3倍程度にとどまる。

マンガン乾電池が適しているとされていた時計やリモコンでも、電波時計・音声認識など多機能な製品については、アルカリ乾電池を指定するものが出ている。また石油ストーブの点火は従来のヒーター式ではマンガン乾電池が適しているとされていたが、トヨトミの放電式点火装置『PonPa』ではアルカリ乾電池を推奨している。

従来、アルカリ乾電池の短所であった自己放電が大きく改善した事もあり、非常用の備蓄に薦めるメーカーも多い。ただ、液漏れという弱点に関しては、まだ各メーカーとも発展途上の段階である。中には試験において液漏れ率0%を達成した富士通のリモコン用アルカリ電池など、本当に液漏れに強いアルカリ電池も出始めたが、多くはメーカーのアピールほど強くはなく、液漏れの問題は相変わらず克服できていないのが現状である(ただし、マンガン乾電池が液漏れの問題を克服しきっているとはいえない)。現在のところ、能力においてはリチウム乾電池などが圧倒的に優位であるが、コストパフォーマンスで圧倒的にアルカリ電池に有利な上、市場での流通量、一般消費者への認知度などから、一番容易かつ供給の不安のないものとなるとアルカリ電池とならざるを得ない。

また、大電流を要求する用途でアルカリ乾電池の電圧が大きく降下する段階になっても、エネルギー密度ではマンガン乾電池の半分程度を残している為、ミニ四駆RCカー等のモーター機器で充分な性能が発揮できなくなった個体を、時計などに流用して使い切る方法もある。

20世紀末から2000年代にかけて、アルカリ電池より少し高性能なニッケル系一次電池(位置づけとしてはリチウム電池とアルカリの間といえる)が開発され、当時普及中のデジカメを用途の主として広く市販された。しかしながら、初期電圧が少し高く内部抵抗が低い故その電圧が機器に直接かかる、電圧の降下曲線が異なるため残量検出で不具合の可能性がある、等の問題があった。一般の生産は短期間のうちに縮小、終了した。

現代は「(コストダウンによる)アルカリ乾電池の低価格化」と「(消費電力が多く多機能のため)アルカリ乾電池使用を義務づける機器増加」によりマンガン乾電池の需要が減少傾向にあり、マンガン乾電池を製造・発売しない大手メーカー(例・マクセル)、およびマンガン乾電池を販売しない店舗が急増している。

また、メーカーもマンガン乾電池とアルカリ乾電池の双方の製造ラインを維持することはコストがかかるため、マンガン乾電池に代えて、性能を日本のJIS 8501で規定されている“PU”(所謂“黒マンガン電池”)相当にダウングレードし、その分安価にしたアルカリ乾電池を製造しているところもある。これらは、通常のアルカリ乾電池がマンガン乾電池より高性能であることを示す金色の外装であることに対して、銀色地に黒の外装となっている。公式な世界規格とはなっていないが(元々、黒マンガンの“PU”自体、日本のJISでしか規定されていない)、日本のJIS規格を準用するかたちで形式を“LRxxPU”(“xx”は電池サイズに基づく番号)とするのが世界的な通例となっている。
電圧

公称電圧 : 1.5V(円筒形)、9V(角形)

初期電圧 : 1.6V(円筒形)、9.6V(角形)

終止電圧 : 約0.8 - 1.0V(円筒形)

歴史

1959年、アメリカのエバレディ・バッテリー(現・エナジャイザー・ホールディングス (en:Energizer Holdings))のカナダ人ルイス・アリー(英語版)が開発。(その後、1964年に松下電器産業(電池製造事業部。現・パナソニックエナジー)で「ナショナルマロリーアルカリ乾電池」として販売開始)

1963年(昭和38年)、マクセル電気工業(現・マクセル)が 国産として初めてアルカリ乾電池を製造。
メーカー
海外

開発元のエナジャイザー・ホールディングスは現在
Energizerなどの商品名でアルカリ乾電池を販売している。またデュラセル (en:Duracell) もアメリカで広いシェアを持つ。

日本国内


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