ごみ分別

電池の種類と基本、そのリサイクルの問題点

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電池は普段の生活の中で当たり前に存在していますが、その種類や仕組みの基本については、わからない部分が多いですよね。

実は、電池によってはリサイクルの過程で火災事故を起こしてしまうという問題もあります。

このページでは、みなさんに電池のゴミを適切に分別して捨ててもらうこと、そしてなぜそのように分別をしているのかまでご説明していきます。

電池の種類

電池は大まかに「一次電池・二次電池・燃料電池」の3つの種類に分類できます。

一次電池:充電ができない電池

アルカリ電池
パワーがあり、長持ちです。大きな電流を必要とする機器に向いています。
例)CDプレーヤー、MDプレーヤー、強力ライト、ミニ四駆よんく など

マンガン電池
休み休み使うと、電圧が回復かいふくするという特徴とくちょうがあります。小さな電流で休み休み使う機器に向いています。
例)時計、懐中電灯かいちゅうでんとう、リモコン、携帯けいたいラジオなど

二次電池:充電できる電池

リチウムイオン電池

電極に「リチウム」という金属を含んだ化合物を使い、「リチウムイオン」の移動によって放電する電池のことで、小型・軽量・高い起電力が特徴です。

例)スマホ、パソコンの充電池、車のバッテリー

ニッケル水素電池

なくなっても充電すれば何度も繰り返し使える「充電池」。特徴は製造コストの安さと使い捨てにしないエコな資源電池。

例)いわゆる単3、単4など乾電池型のものは、携帯ラジオやデジタルカメラなど

リチウムイオン電池のほうが大容量の電力を蓄えることができ、メモリー効果(継ぎ足し充電を繰り返すと性能が低下する現象)がない、自己放電が少ないというメリットもあります。

一方で、リチウムイオン電池の製造には、高価なレアメタルが欠かせないため、ニッケル水素電池と比べコストが高くなってしまいます。

燃料電池:水素と酵素の化学反応

燃料電池は主にエネファームなどの家庭で使う給湯機能に付属された発電装置で使われます。

また有名なのは、水素で走る自動車などで、水素によって電気を発生させて、それを蓄電する仕組みの中で使われています。

電池の使用使途に関しては、『JBRCホームページ』を参考にしてください。

電池の仕組みの基本

電池の仕組みの基本は3つだけです。

  • 化学反応で電子とイオンが発生
  • 電子とイオンの移動の繰り返しで電気が発生
  • 電子がなくなると電池切れになる

基本はこの3点だけです。

電池は「正極(プラス)」「負極(マイナス)」「電解質」の3つの要素で成り立っています。この構成は基本的にどの電池も同じです。

どんな材料を使うかで電池の種類や性能が決まります。

負極では、負極に使われている物質が電解質と反応て、「電子」が放出されます。電子を失った物質の原子は、プラスの性質を持った「イオン」として電解質に溶け出します。

放出された電子は、導線を通って正極へと移動します。このとき、電子の移動とは反対方向に電流が流れ、電気エネルギーが発生(=放電)します。

正極に到着した電子は、電解質内のイオンと結合します。イオンと結合して正極から電子がなくなると、また負極から電子が移動してきて、イオンと結合して、を繰り返し起こします。

この繰り返しの反応が続くと、電子を放出する原子が0になり、原子がなくなって電気を作れなくなり、いわゆる電池切れの状態になります。

ここからわかることは、もし負極に原子がたくさんあれば、電池を長持ちさせられるので、長持ちする電池は負極に原子をたくさんもつ物質で製造された電池ということになります。

この仕組みが理解できると、材料によって電池の特徴がわかれるということが理解しやすくなります。

電池のリサイクルの問題点

ここまでで電池の種類と仕組みの基本を記しました。

では、この電池を捨ててリサイクルをするにあたって何が問題になるかというとことについて説明していきます。

問題点1.リチウムイオン電池の廃棄によって火災事故が起きている

放電も充電もできる電池(負極にたくさんの原資をもつことができる電池)=リチウムイオン電池は、アルカリ電池やマンガン電池とは異なり、放電による発火リスクが高くなってしまうということです。

これは『令和元年の小型家電リサイクル制度の課題』でも、問題として取り上げられており、2018年度だけでもリチウムイオン電池などの充電式電池の放電による火災事故が79件も起きていることがわかっています。

この火災事故の原因の第一位はこのリチウムイオン電池ですが、第二位はアイコスなどの加熱式タバコで年間15件の火災事故を起こしています。リチウムイオンいによる火災事故は第二の加熱式タバコによる火災事故の約5倍もあり断トツの1位になてしまています。(公益財団法人日本容器包装リサイクル協会ウェブサイトデータより記載)

問題点2.しっかりと分別がされていない

電池は種類ごとに分別されていますが、いまだにもえるごみやもえないごみと混ぜて捨てられてしまったり、他のごみと分別していても電池ごとの分別ができていなかったりと、電池の分別はなかなか進んでいません。

スマートフォンの廃棄では、そのほとんどがスマホから電池を取り出されていません。データによると2018年度では約2割のものしか電池とスマホを分別して捨てられていなかったそうです。

分別は地域ごとでルールが異なりますが、ここではさいたま市を例にして分別の仕方を記載します。

ボタン型電池・充電式電池は小型家電扱い

一次電池(充電できない電池)は、有害危険ゴミ扱いで捨てられます。

一方で使い切りの乾電池(一次電池)とは異なり、ボタン式電池と充電式電池(二次電池)に関しては、小型家電リサイクル法の対象品目にあたります。
*小型家電リサイクル法の詳細はこちら

この二次電池の中でもリチウムイオン電池はリチウムという貴重な金属を使用していることからも積極的にリサイクルをして資源化することが促進されています。

ボタン型電池・充電式電池はどこで捨てるか

ボタン式電池と充電式電池(小型家電)は以下のどちらかの場所で捨てます。
*小型家電はなぜ分別するのかの解説は、こちら

電池販売店:ボタン型電池・充電式電池は、それぞれの販売店などに設置されている専用の回収箱に入れて捨てます。

さいたま市内の公共施設:ボタン型電池・充電式電池は、さいたま市内の公共施設に設置した小型家電回収ボックスでも回収を行っています。

ボタン型電池・充電式電池の捨て方

  • 小型家電に使っていた電池は、外して回収ボックスの小さい方の投入口に入れます。
  • 電池を入れる際は、絶縁のため電極にテープを貼ってください。セロハンテープのほかビニールテープなども使えます。

さいたま市の電池の捨て方の詳細は『さいたま市の有害危険ゴミ(乾電池・蛍光灯)の捨て方』でご確認ください。

まとめ

このページでは、電池の種類と仕組みの基本、そして電池のリサイクルの問題点をご説明しました。

電池の種類と仕組みの基本を記載したのは、リチウム電池の材料と特徴をしっていただくことで、しっかりと分別し積極的に再資源化すべき貴重な材料を含んでいる電池である一方で、蓄電機能が高く、放電もしやすいため、しっかりと絶縁のため電極にテープを貼って捨てなければ、火災の原因になりやすい危険なゴミであるという認識を皆さんに持っていただきたかったからです。

ごみの資源化、リサイクルは環境問題と直結しており、改善のために制度も変わるスピードが速いため、目標とするリサイクル量を実現するのは簡単なことではありませんが、私たちはこのようなメディアを通して少しでも、理想のリサイクル状況に近づけられればと考えています。

何かご不明な点やご質問や内容に関する指摘、訂正などありましたら、お気軽にお問合せフォームよりご連絡ください。

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