19世紀に起こった産業革命以降、私たちの文明は進化し、エネルギーに依存する多くの機械や装置を生み出しました。 その結果、私たちのエネルギー消費量も増加しました。

単3形と単4形の主な違いは、サイズです。 単4形はサイズが大きいため、エネルギー容量や電圧出力も大きくなっています。

今回は、家庭用のエネルギー源として最も一般的な「電池」について、単3形と単4形の違いや、電圧出力や電流比が同じなのに価格差がある理由などを解説します。

廃棄される使用済みバッテリーがたくさんある

バッテリーとは？

電池とは、簡単に言うと、並列または直列に接続されたセルの集合体です。 セルは金属でできており、電気化学的酸化還元反応と呼ばれる反応によって、持っている化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。

電池は、正極、負極、電解液の3つの要素で構成されています。 正極は電池のプラス端子、負極はマイナス端子です。 電解液は、溶けた状態のイオン性化合物で、その中に自由に動くプラスとマイナスのイオンが存在しているものです。

この2つの端子を回路に接続すると、陽極と電解液の間で反応が起こり、陽極から陰極に電子が移動します。 この電子の移動が電気を発生させるのです、

バッテリーは2種類あります：

• 一次電池：一度しか使えない電池で、捨てなければならないものです。
• 二次電池：充電して何度でも使える電池です。

単3形電池

単三電池は、小型の電子機器によく使われる小型の円筒形の電池です。 リチウムやアルカリ性の材料で作られています。 単三電池のサイズは、直径14mm、長さ50mmです。 単三電池には、使い捨てと充電式の2種類があります。

使い捨ての単3形電池はアルカリ電池と呼ばれ、マンガンと亜鉛の酸化物からできています。 最も一般的な電池です。

単3形充電池はリチウム電池と呼ばれ、金属リチウムでできており、アルカリ単3形電池よりエネルギー密度が高く、充電が可能です。

アルカリ電池とリチウム電池は、電圧 電池容量、使用温度、直径高さ、化学的性質が異なります。 これらの変更点を次の表にまとめました。

単3形電池は黄色い色をしています

単4形電池

単4形電池は、小型の電子機器によく使われる小型の円筒形の電池です。 トリプルA電池とも呼ばれます。 単4形電池は通常リチウムまたはアルカリでできていて、電圧は1.5ボルトです。

単四電池には、使い捨ての単四電池と充電式の単四電池があり、使い捨ての単四電池は一度だけ使って捨てることができ、充電式の単四電池は何度も使うことができます。 単三電池に相当するのはLR03とLR6で、それぞれ1.2ボルトと1.5ボルトの電圧を持っています

単4電池の大きさは、種類によって異なりますが、一般的に直径約10mm、長さ約44mmです。 単4電池の種類は、アルカリ電池が最も多く、リチウム電池はアルカリ電池より高価ですが、長持ちします。

単3形電池のように、充電式がリチウム電池、非充電式がアルカリ電池です。 アルカリ電池とリチウムタイプの単4形電池には、いくつかの違いと共通点があります。 それらを次の表に示します：

単4形電池

単三電池と単四電池の出力電圧と電流比、

単三電池と単四電池は、電池の種類によって出力電圧と電流比が異なり、単三電池の方が単四電池よりも出力電圧と電流比が高いものもあれば、出力電圧と電流比が低いものもあります。

単3形と単4形の出力電圧と電流比は、それぞれ1.5ボルトと3000mAhです。 つまり、単3形は1.5ボルトで3000mAh、単4形は1.5ボルトで1000mAhの電力を供給できることになります。

単三電池は電圧が高く、単四電池は電流が大きい。 単三電池の電圧は約1.5ボルト、電流出力は約2.4アンペア、単四電池の電圧は約1.2ボルト、電流出力は約3.6アンペアである。

単三電池の製造

単三電池は、正極が二酸化マンガン、負極が炭素、電解液が水酸化カリウムと水というように、いくつかの素材からできているのですが、その中でも最も重要な素材が正極です。

製造工程は正極から始まり、二酸化マンガンにカーボンを混ぜてペレット状にし、それを金型に入れてAA型の形状にします。 負極はカーボンにグラファイトを混ぜる以外は同様の方法で作られるのですが、このペレットを金型に入れてAA型の形状にします。

水酸化カリウムと水を混ぜて電解液を作り、材料が揃ったら単3形電池に組み立てます。

単4乾電池の製造

単4形電池はさまざまな材料で作られていますが、最も重要なのは正極で、通常リチウム金属で作られています。

その他、単4形電池には、負極（通常カーボン製）、セパレーター（正極と負極が接触しないようにする）、電解液（電気を通しやすくする）などが使用されています。

製造工程では、まず正極と負極を作り、これをセパレーターや電解液とともに電池ケースに入れ、密閉して安全性を確認する。 そして、電池が安全基準に適合していることを確認する。

工場で電池が作られる様子を紹介する動画

単3形、単4形電池の主な生産メーカー

単3形、単4形は世界中で生産されていますが、主な生産国は以下の通りです：

• デュラセル・カッパートップ
• エナジャイザーマックス
• プライベートブランド
• レイヨバック
• デュラセル クアンタム
• エベレディゴールド

単三電池と単四電池の比較

このよく似た2種類の電池の違いは、まず、単4形電池は単3形電池よりも直径と高さが小さい。 そのため、蓄電容量は単3形電池の蓄電容量よりも小さくなる。

そのため、単3形電池は2.5Vで3000mAh、単4形電池は1.5Vで1000mAhと、同じ出力でも単3形電池の方が長い時間出力が得られる。

単3形電池は単4形電池に比べて、より多くの電流を流すことができます。 これは、単4形電池が小さいためです。

最後に、単三電池タイプは電圧出力が大きく、単四電池タイプは電流出力が大きい。 主な違いを表にまとめると以下のようになる。

この価格差は、主に需要と供給の要因によるもので、単三電池は供給量が多いため価格が安い。 次に、単三電池の製造に使われる材料も安価である。 つまり、単三電池の製造コストは単四電池よりも低いため、安く、単四は高いのである。

結論

• 電池は、複数の電池を並列または直列に接続したもので、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
• 単3形と単4形はよく似ていて、どちらも充電式と非充電式があります。 アルカリ電池は非充電式で、リチウム電池は充電式です。
• 単三電池は出力電圧が大きく、単四電池は電流出力が大きい。
• 2種類の電池の主な違いは、単4が小さいことと、単3電池よりmAhが低いことです。
• この記事がお役に立ち、この2つのバッテリーの主な違いと、なぜ価格が違うのかを理解していただくことに成功したことを願っています。

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