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電池の豆知識 | LED照明製造・販売・開発・OEM・ODM (株)グッドグッズ

 


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乾電池は、電解液を固体に染み込ませて担持させ、扱いやすくした一次電池の総称です。

本ページでは、乾電池・リチウムイオン電池を中心に、サイズ規格、分類、安全に関わる基本用語までを網羅的に解説します。 LED照明や充電式ライト、業務用機器・防災用品などの選定時に、正しい電池規格を理解することは、 性能・安全性・互換性を確保するうえで非常に重要です。

 

乾電池とリチウムイオン電池の違い

乾電池(一次電池)は使い切りで、簡便性・入手性に優れています。一方、リチウムイオン電池(二次電池)は充電・再使用が可能で、 高エネルギー密度・軽量・長寿命といった特長を持ち、充電式ライト、モバイル機器、業務用照明などに広く採用されています。 用途や必要な容量、コスト、交換頻度、安全性を考慮して、適切な電池を選定することが重要です。

 

円筒型電池の規格比較(日本・米国表記)

日本

アメリカ

サイズ / mm

品種

備考

直径

高さ

単1形

D

32.2 - 34.2

59.5 - 61.5

乾電池

※日本国内で一般流通している円筒型乾電池の代表的規格です。

単2形

C

24.7 - 26.2

48.5 - 50.0

単3形

AA

13.5 - 14.5

49.0 - 50.5

単4形

AAA

9.5 - 10.5

42.5 - 44.5

単5形

N

10.7 - 12.0

28.0 - 30.2

単6形

AAAA

7.7 - 8.3

41.5 - 42.5

9V形

(平形6層)

9V

15.5 - 17.5 × 24.5 - 26.5

46.5 - 48.5

18650型

18650 Li-ion

18

65.0 - 69.0

リチウムイオン二次電池

CR123A×2本相当サイズ。
保護回路内蔵の場合、長さが65mm以上になることがあります。

※乾電池は一次電池であり、使い切りが前提です。
※リチウムイオン二次電池は、正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充放電を行います。
※サイズ表記はメーカー・保護回路の有無・外装形状によりわずかな差異が生じる場合があります。


リチウムイオン電池の分類

リチウムイオン電池は、形状・正極材料・負極材料といった観点で分類されます。 用途(高出力、長寿命、コスト重視、安全性重視など)に応じて最適な構成が選択されます。

 

リチウムイオン電池の分類
形状による分類 円筒型/角型(鉄缶・アルミ缶)/ラミネート型
正極材料による分類 コバルト系/マンガン系/ニッケル系複合材料
負極材料による分類 グラファイト系/コークス系

 

リチウムイオン電池のサイズ表記について

円筒型リチウムイオン電池のサイズは、「直径(mmの2桁)+長さ(0.1mm単位の3桁)」の5桁で表されます。 例えば「18650」は直径約18mm、長さ約65.0mmを意味します。業務用照明、充電式ライト、バッテリーパック設計では、 この表記の理解が互換性・安全性の確保に直結します。

 

  標準的サイズ 備考
円筒型 18650/18500/17670/14650/14500 ※直径+長さの5桁表記。保護回路の有無や外装により全長が異なる場合があります。
角型 フットプリント34×50、30×48、厚さ3~10mm台 ※メーカーにより寸法表記が異なります。近年は「厚さ(0.1mm)+幅(mm)+高さ(mm)」の表記が多く、 例:「383450」=厚さ3.8mm、幅34mm、高さ50mmを意味します。
ラミネート型 角型に準じます。

 

バッテリー用語集(主要項目)

電池の安全性・寿命・性能を正しく理解するために、実務で頻出する用語をまとめました。 過充電・過放電・保護回路などは、事故防止や製品設計において極めて重要な概念です。

 

  説明
液漏れ(漏液) 電池が過放電状態になると内圧が上昇し、安全機構が作動してガスとともに電解液が漏れる現象。
円筒型 リチウムイオン電池の形状の一つ。低コストで容量効率が高く、寸法の安定性に優れるが、多セル化時に隙間が生じやすい。
温度ヒューズ 一定温度に達すると回路を遮断する安全装置。遮断後は復帰しないタイプが一般的。
化学電池 化学反応によるエネルギーを電気エネルギーに変換する電池。一次電池・二次電池・燃料電池が含まれる。
過充電 満充電を超えて充電されること。発熱・劣化・発火などのリスクが高まるため、保護回路が必須。
ガス排出弁 急激な内圧上昇時にガスを放出し、破裂などの危険を回避する安全機構。
過電圧 電極の平衡電位を超えて電圧が加わる状態。電池劣化や安全性低下の原因となる。
過放電 終止電圧を下回って放電すること。容量低下や内部抵抗増大を招く。
急速充電 大電流で短時間に充電する方式。発熱管理やセルバランスが重要。
組電池(パック電池) 複数セルを接続し、外装でパッケージ化した電池。業務用機器や照明で広く使用される。
公称電圧 メーカーが規定する基準電圧。実使用時の電圧とは異なる場合がある。
公称容量 メーカーが規定した目安容量。使用条件により実容量は変動する。
コネクタ 配線を接続する電気部品。接触抵抗や耐振動性が信頼性に影響する。
サイクル使用 充電と放電を繰り返して使用する形態。1回の充放電を1サイクルとする。
サイクル特性 充放電の繰り返しによる容量低下の度合い。電池寿命を評価する重要指標。
作動電圧 実際に負荷をかけた状態での電圧。
自己放電 時間経過とともに自然に容量が減少する現象。高温環境で増大する。
終止電圧 放電を終了させるために規定した電圧。これを下回ると過放電となる。
スマートバッテリー 電池パックと機器・充電器間で情報通信を行い、残量・劣化・温度などを管理する規格。
短絡(ショート) 極めて低抵抗で回路が接続された状態。発熱・火災の原因となる。
直列 正極と負極を順に接続する方式。電圧を高めるために用いられる。
定格電圧 機器が想定している使用電圧。
定格容量 規定条件下で取り出せる電気量。
トリクル充電 微弱電流で継続的に充電し、満充電状態を維持する方式。
鉛蓄電池 正極に二酸化鉛、負極に鉛、電解液に希硫酸を用いた二次電池。公称電圧2.0V。
ニッカド電池 ニッケル・カドミウムを用いた二次電池。公称電圧1.2V。
ニッケル水素電池 水素吸蔵合金を用いた二次電池。公称電圧1.2V。
ブレーカ 過電流・過熱時に電流を遮断する保護装置。
並列 同極同士を接続する方式。容量を増やす目的で用いられる。
放電終止電圧 放電を終了する端子電圧。
保護回路 過充電・過放電・過電流・過熱を防止する回路。リチウムイオン電池の安全性確保に不可欠。
容量 電池が保持できる電気量。AhまたはmAhで表す。
容量維持率

初期容量に対する経年後の容量比。サイクル特性の評価指標。