一次電池と二次電池の違いから安全性まで完全ガイド

「リモコンの電池が切れて交換しよう、『リチウム電池』と書いてありました。これって充電できるのですか？」

疑問を持たれた方は多いのではないです。

実は、「リチウム電池」には大きく分けて充電できない使い捨てタイプ（一次電池）と充電して繰り返し使えるタイプ（二次電池）があり、名前が似ているために混同されやすいのです。

この記事では、15年以上の長期にわたるリチウム電池の販売と技術サポートに通じた専門家の視点から、リチウム電池の特徴の種類についてわかりやすく解説します。

リチウム電池と他の電池の違いが明確に理解できる
一次電池（使い捨て）と二次電池（充電式）のもっとわかる
用途に応じた最適な電池の選択が身につく
液漏れや発火などのトラブルを未然に防ぐ知識が得られる
製品選びや交換時に自信を持って判断できるようになる

1. リチウム電池とは？基本的な定義と仕組み

リチウム電池の定義

電圧は周期表で最も軽い金属であり、かつ電気を流しやすい性質（イオン化傾向が高い）を持つため、電池の材料としては非常に優れています。

ただし、「リチウム電池」という言葉には注意が必要です。

リチウム一次電池：使い捨てタイプ（充電不可）
リチウムイオン電池（二次電池）：充電して繰り返し使えるタイプ

名前が似ているため混合可能なのですが、この2つは全く別の製品です。

リチウム電池の歴史

リチウム電池の開発は1950年代、NASAが宇宙開発や軍事利用のために始めました。宇宙空間のようなゆったりとした環境でも安定して動作し、とりあえず使える電池が求められたためです。

その後、1975年から1985年にかけて日本で開発ブームが始まり、民生用途への応用が広がりました。現在では、ガスメーター、火災報知器、精密電子機器、スマートフォン、電気自動車など、私たちの生活のあらゆる場面で使用されています。

基本的な仕組み

電池は、化学反応によって電気エネルギーを高める装置です。リチウム電池の場合、以下のような基本構造になっています：

負極（マイナス極）：リチウム金属またはリチウムを含む材料
正極（プラス極）：二酸化マンガン、塩化チオニル、コバルト酸カルシウムなど（種類による）
電解液：リチウムイオンを移動させる媒体
セパレーター：正極と負極が直接接触しない絶縁材

放電時には、負極からリチウムイオンが電解液を通って正極へ移動し、その際に電子が外部回路を流れることで電力が供給されます。充電式（二次電池）の場合は、この反応を逆向きに起こすことで充電が可能になります。

2. リチウム電池の最大の特徴3つ

リチウム電池が他の電池と比較して優れている点は、主に以下の３つです。

特徴1：自己放電がほとんどない

リチウム電池の最大の特徴は、自己放電率の低さです。自己放電とは、電池を使わずに保管しているだけで自然に容量が低下してしまう現象のことです。

具体的な数値比較：

リチウム一次電池：年間約1％
ニッケル水素電池：月間約10～30％
アルカリ電池：年間約5～10％

つまり、リチウム電池は1年間保管しても99％の容量が残っているのです。これは、とりあえず使用する機器や、非常に用途の備蓄用途に最適な特性です。

私が以前対応したお客様で、屋外に設置したガスメーターの電池交換を依頼された方がいました。冬場の極寒期に頻繁に電池交換が必要になりましたが、電圧一次電池に変更したところ、10年以上交換不要になり大変うれしく思いました。

特徴2：高電圧

リチウム電池は、1本で3～4Vの高電圧を出力できます。これは通常のアルカリ電池やマンガン電池（1.5V）の約2～3倍に相当します。

高電圧のメリット：

いずれの電力を得るのに必要な電池の権利が少なくて済む
機器の省スペース化・軽量化が可能
電子機器の動作が安定する

例、3Vが必要な機器の場合、アルカリ電池なら2本直列接続が必要ですが、リチウム電池なら1本すでに用意されています。

特徴3：広い動作温度範囲

リチウム電池は、低温から高温まで広い温度範囲で安定して動作します。

温度範囲の例（塩化チオニルリチウム電池の場合）：

動作温度範囲：-55℃～+85℃
電解液の凍結点：-114.5℃

通常のアルカリ電池は0℃以下になると性能が大幅に低下しますが、リチウム電池は寒の環境でも安定して極動作します。逆に高温環境でも性能が保たれるため、限界な環境下での使用に適しています。

実際に、北海道の屋外設置機器や、工場の高温エリアなど、従来の電池では対応できなかった環境で、リチウム電池が広く採用されています。

3. 一次電池と二次電池の違い｜充電できるのはどっち？

リチウム電池を理解する上で最も重要なのが、一次電池と二次電池の違いです。

一次電池（使い捨てタイプ）

定義：充電できない、使い切りタイプの電池

特徴：

放電したら再使用不可
すぐに交換して使える
長期保存に向いている
比較的安価

代表例：

リチウム一次電池（コイン型、円筒型など）
アルカリ電池
マンガン電池

向いている用途：

リモコン、懐中電灯など、たまにしか使わない機器
火災報知器、ガスメーターなど、一切交換不要な機器
充電環境がない場所の機器

二次電池（充電式タイプ）

定義：充電して繰り返し使えるタイプの電池

特徴：

充電により何度も使用可能
初期コストは高いが長期的には経済的
充電器が必要
定期的なメンテナンスが必要

代表例：

リチウムイオン電池
ニッケル水素電池
鉛蓄電池

向いている用途：

スノーボード、ノートパソコンなど、毎日使う機器
電気自動車、電動工具など、大電力が必要な機器
充電環境が整っている場所の機器

⚠️重要な注意事項

電池は絶対に充電しないでください。

次回電池を充電すると、以下のような危険があります：

電池内部でガスが発生し、破裂する
液漏れがございます、電解液が漏れ出す（人体に有害）
発火・発煙の危険

実際には、私が相談させていただいたケースで、「リチウム電池」と「リチウムイオン電池」を混同し、一次電池を充電式電池用の充電器にセットしてしまった方がいました。幸いなことに初期に気付いて大事には至りませんでしたが、非常に危険な行為です。

見分け方のポイント：

パッケージや電池本体に「充電式」「rechargeable」と記載があるかチェック
現在を確認（例：CR系は一次電池、ICR系は二次電池が多い）
不明な場合はメーカーにお問い合わせください

4. リチウム二次電池の種類と特徴

リチウム一次電池には、正極に使用する材料によっていくつかの種類があります。それぞれの特性が異なるため、用途に応じて使い分けることが重要です。

4-1. 二酸化マンガンリチウム電池

基本スペック：

公称電圧：3.0V
正極材料：二酸化マンガン（MnO2）
負極材料：リチウム金属

特徴：

高容量で大電力の供給が可能
安定した電圧特性
比較的安価
広範囲の温度範囲で使用可能

主な用途：

デジタルカメラ
電子体温計
LEDライト
メモリーバックアップ

代表的な発言：

CR2032（コイン型）
CR123A（円筒型）
CR2（円筒型）

4-2. 塩化チオニルリチウム電池

基本スペック：

公称電圧：3.6V（リチウム電池の中で最も高い）
正極材料：塩化チオニル（SOCl2）
負極材料：リチウム金属

特徴：

最も高電圧：3.6Vという高い電圧
最も低い自己放電年間：1％以下
優れた特性：電解液の凍結点が-114.5℃
長期信頼性に優れる
エネルギー密度が高い

主な用途：

ガスメーター、水道メーター
火災報知器
GPS追跡装置
医療機器
産業用センサー

野球：

大電流放電には不向き
電解液が安全（入手に注意が必要）
価格が高い

私が実際に遭遇した出来事で、寒い屋外に設置された遠隔監視装置の電池トラブルが起きました。冬場にマイナス30℃以下になる環境で、通常の電池では動作しなくなったのです。

4-3. ヨウ素リチウム電池

基本スペック：

公称電圧：2.8V
正極材料：ヨウ素
負極材料：リチウム金属

特徴：

限りなく高い信頼性
安全性が非常に高い（電解液が固体）
自己放電がほとんどない
当面安定した電圧を維持する

主な用途：

ペースメーカー（心臓ペースメーカー）
その他の埋め込み型医療機器
長期信頼性が要求される精密機器

医療機器に使用されることになるので、信頼性と安全性が最優先されています。電解液が固体であるため、液漏れのリスクはほとんどありません。

4-4. その他のリチウム一次電池

フッ化黒鉛リチウム電池：エネルギー密度が高い。軍事用途や特殊用途向け。
亜硫酸リチウム電池：大電流放電が可能。

5. リチウムイオン電池（二次電池）の種類と特徴

充電して繰り返し使えるリチウムイオン電池にも、正極材料によって複数の種類があります。

5-1. コバルト酸リチウム系（LiCoO2）

特徴：

高いエネルギー密度
安定した電圧特性
比較的高価

主な用途：

有
ノートパソコン
タブレット端末

5-2. マンガン酸リチウム系（LiMn2O4）

特徴：

安全性が高い
大電流放電が可能
コバルト系より安い

主な用途：

電動工具
電動アシスト自転車
医療機器

5-3. リン酸鉄リチウム系（LiFePO4）

特徴：

最も安全性が高い
長寿命（充放電サイクル2000回以上）
熱安定性に優れる
エネルギー密度はやや低い

主な用途：

電気自動車（一部車種）
定置型蓄電池
産業用バックアップ電源

5-4. 三元系（NMC/NCA）

特徴：

ニッケル、マンガン、コバルトを組み合わせた正極
バランスの取れた性能
高容量と安全性の両立

主な用途：

電気自動車（主流）
家庭用蓄電池
電動バイク

リチウム電池の種類別性能比較レーダーチャート — 【画像4：リチウム電池の種類別の比較性能レーダーチャート】

6. リチウム電池の一時・野球

特典

長期保存が可能であるため
自己放電が少ないため、非常に使用としても保管性能が劣化しにくいです。
軽量・コンパクト
同じ容量の他の電池と比べて軽量で小型化が可能です。
エネルギー密度が高く
体積あたり、重量あたりのエネルギー量が多く、長時間の使用が可能です。
安定した電圧
放電末期まで電圧が安定しているため、機器の動作が安定する。
環境適応性
から低温広い温度範囲で使用可能。
メモリー効果がない（リチウムイオン電池）
継ぎ足し充電性能があっても劣化しません。

野球

価格が高い
アルカリ電池やマンガン電池と比べて初期コストが高い。
慎重に注意が必要な
間違った使い方（充電、過放電、高温環境など）を行うと、液漏れや発火の危険があります。
廃棄時の注意
リサイクルが必要で、一般ゴミとして廃棄できない自治体が多い。
一次電池は再利用不可
使い捨てのため、頻繁に使う機器では経済的でない場合がある。
劣化する（リチウムイオン電池）
充放電サイクルにより徐々に容量が減少します。また、使用しなくても経年劣化が続きます。

7. リチウム電池の主な用途と選び方

用途別おすすめ電池

家庭用機器

リモコン、時計、懐中電灯：

推奨：プラチナ一次電池（二酸化マンガン系）
理由：長期保存可能、交換頻度が少ない

スマートフォン、タブレット：

推奨：ナトリウムイオン電池（コバルト酸系）
理由：高容量、軽量、内蔵型

産業用機器

ガスメーター、水道メーター：

推奨：塩化チオニルリチウム電池
理由：長寿命、低自己放電、広い温度範囲

火災報知器：

推奨：塩化チオニルリチウム電池
理由：10年以上の長期使用が可能

医療機器

ペースメーカー：

推奨：ヨウ素リチウム電池
理由：最高レベルの掘り下げ性と安全性

携帯型医療機器：

推奨：ナトリウムイオン電池（マンガン酸系）
理由：安全性が高く、繰り返し使用可能

自動車・モビリティ

電気自動車：

推奨：ナトリウムイオン電池（三元系またはリン酸鉄系）
理由：高容量、大電流対応、長寿命

電動工具：

推奨：ナトリウムイオン電池（マンガン酸系）
理由：大電流放電が可能

選び方のポイント

充電の必要性
頻繁に使う → 二次電池（リチウムイオン電池）／たまにしか使わない → 一回電池
使用環境
余分ない温度環境 → 塩化チオニルリチウム電池／一般環境 → 二酸化マンガンリチウム電池
使用期間
10年以上の長期使用 → 塩化チオニルリチウム電池／数年程度 → 二酸化マンガンリチウム電池
安全性の要求レベル
最高レベルの基礎性が必要 → ヨウ素リチウム電池またはリン酸鉄カルシウム系／通常レベル → その他の種類
コスト
初期コスト重視 → 二酸化マンガンリチウム電池／ランニングコスト重視 → リチウムイオン電池（繰り返し使用可能）

8. 安全に使うための注意点｜液漏れ・発火を防ぐ

リチウム電池は正しく使えば非常に安全ですが、間違った使い方をすると重大なトラブルにつながります。実際、電池トラブルの約9割は「液漏れ」が原因です。

液漏れ・発火の主な原因

原因1：過放電

電池を使い切った後も機器を入れたまましばらく放置すると、電池内部で化学反応が続き、ガスが発生して液漏れにつながります。

対策：

使い終わったらすぐに電池を取り出す
万が一使わない機器からは電池を忘れずに

原因2：逆装充填（プラスマイナスの逆装充填）

電池の向きを間違えて装着すると、異常な電流が流れて発熱し、液漏れや破裂の原因になります。

対策：

装着前に必ずプラスマイナスの表示を確認
装填後ももう一度確認する習慣をつける

原因3：異種電池の使用

異なる銘柄、種類、サイズ、新しい電池を混ぜて使うと、電池間で位差電が生じ、過放電や逆充電がございます。

対策：

同じ銘柄、選択肢の電池を使う
本を使う場合は、すべて同時に複数の新しい電池に交換
古い電池と新しい電池を混ぜない

私が以前担当したお客様で、リモコンの電池交換の際に「もったいないから」と、1本だけ新しい電池に交換し、残りは古い電池を使い続けた方がいました。数週間後、リモコン内部で液漏れが発生し、リモコン自体が故障してしまいました。

原因4：高温環境での保管・使用

高温環境では電池内部の化学反応が加速し、劣化や液漏れが起こりやすくなります。

対策：

勝負日光が当たる場所に保管しない
車内など高温になる場所での長期保管を気にする
メーカー推奨の保管温度を守る（通常15～25℃）

原因5：一次電池の充電

前述の通り、一次電池を充電すると破損や発火の危険があります。

対策：

一次電池と二次電池を明確に区別する
不明な場合は充電しない

安全な使用のためのチェックリスト

交換時間：

それではというと・銘柄の電池を使う
すべて新しい電池に交換（新しく作らせない）
プラスマイナスの向きを確認
点に汚れやサビがないか確認

保管時：

東京日光・高温多湿を気にする
子供の手の届かない場所に保管
金属製品と一緒に保管しない（ショート防止）

廃棄時：

端子テープで絶縁してから廃棄
自治体の指示に従って廃棄
リサイクル回収ボックスがあれば利用可能

9. よくある質問（FAQ）

Q1. リチウム電池は充電できますか？

A: リチウム電池には充電できないタイプ（一次電池）と充電できるタイプ（リチウムイオン電池・二次電池）があります。一次電池を充電すると破損や液漏れの危険がありますので、パッケージや電池本体に「充電式」「rechargeable」の表示があるか必ず確認してください。

Q2. リチウム電池とアルカリ電池、どちらを選んでも大丈夫ですか？

A: たまにしか使わない機器（リモコン、懐中電灯など）やちょっと交換したくない機器には、自己放電が少ないリチウム電池が適しています。一方、頻繁に使用し、コストを抑えたい場合はアルカリ電池が経済的です。

Q3. リチウム電池の寿命はどれくらいですか？

答え: 1次電池の場合、未使用状態での保存寿命は10～20年程度です。使用開始後の寿命は使用環境や使用頻度によって異なりますが、自己放電が少ないため、間欠使用（たまに使う）の場合は非常にゆっくりします。電池）の場合、充放電サイクル数で300～2000回程度（種類による）、または使用開始から2～10年程度が目安です。なお、使用しなくても経年劣化が進むため、製造から数年経過したものは性能が低下している可能性があります。

Q4. リチウム電池が液漏れした場合の対処法を教えてください

答え:液漏れを発見したら、まず手で触らないでください。電解液は皮膚に危険です。ゴム手袋を着用し、漏れた液をティッシュペーパーなどで拭きます。機器の電池接点部分も綿棒などで清掃してください。機器内部に重大な損傷がある場合は、専門業者へのご相談をおすすめします。

Q5. リチウム電池はどのように廃棄すればよいですか？

答え:多くの自治体では「有害ごみ」「資源ごみ」として分別回収していますが、一般ごみとして廃棄できる地域もあります。とりあえず、お住まいの自治体のホームページや分別ガイドで確認してください。また、家電店やホームセンターに設置されているリサイクル回収ボックスに入れることもできます。ボタン型のリチウム電池（CR2032など）は、電気店の回収ボックス（ボタン電池回収缶）で回収されていることが多いです。

10. まとめ

リチウム電池は、その優れた特性により私たちの生活に欠かせないものとなっております。この記事の要点を以下にまとめます。

リチウム電池の主な特徴

自己放電が少ない（年間約1％）ため、長期保存・長期使用に最適
高電圧（3～4V）で省スペース化が可能
一切動作温度範囲で限定された環境でも使用可能