皆さんの身の回りには、たくさんの電池製品がありますよね。リモコン、時計、スマートフォン、モバイルバッテリー……
これらに使われている電池は、大きく分けて2つの種類があることを知っていますか?
それが、「一次電池(いちじでんち)」と「二次電池(にじでんち)」です。
「使い捨てか、充電できるか」という違いはなんとなく知っている方が多いと思います。でも、「なぜ充電できる電池とできない電池があるのか?」を化学的に説明しようとすると、意外と難しいものです。
今回は、高校化学で習う「可逆反応(かぎゃくはんのう)」などのキーワードに、その仕組みをスッキリ理解していきましょう!
そもそも「一次」「二次」ってどういう意味?
まずは言葉の定義からおさらいしましょう。
- 一次電池(Primary Battery)
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最初から電気を持っていて、使い切ったら終わりの使い捨て電池」
例:アルカリ乾電池、マンガン乾電池
- 二次電池(Secondary Battery)
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充電することで繰り返し使える「充電池(蓄電池)」
例:リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池
英語の「Primary(最初の/基本の)」と「Secondary(二番目の/再利用できる)」という意味をイメージすると覚えやすいですね。
では、この決定的な違いはどこから来るのでしょうか? 答えは、電池の中で起きている「化学反応の性質」にあります。
電池の仕組みは「電子のキャッチボール」
電池が電気を生み出すとき、中では「酸化還元反応(さんかかんげんはんのう)」という化学反応が起きています。
難しそうな言葉ですが、要するに**「電子(e–)のキャッチボール」です。
- 負極(マイナス極)の物質が、電子を手放す(=酸化される)
- 手放された電子が導線を通って、正極(プラス極)へ移動する → これが電流!
- 正極(プラス極)の物質が、やってきた電子を受け取る(=還元される)
この電子の流れが、スマホを動かしたりライトを点けたりするエネルギーになります。ここまでは、一次電池も二次電池も同じです。
違いが出るのは、「使い終わった後」のことなんです。
一次電池:元に戻れない「不可逆反応」
一次電池の中で起きている化学反応は、基本的に「一方通行」です。これを「不可逆反応(ふかぎゃくはんのう)」と呼びます。
イメージしてみましょう。
薪(まき)を燃やすと、熱エネルギーが出て、あとには灰が残りますよね。でも、その灰を温めても、元の薪には戻りません。
一次電池もこれと同じです。
負極の物質が電子を出して別の物質に変化してしまうと、外部から電気を流しても、元の物質には戻りません。
化学反応がゴールまで行き着いてしまったら、そこで電池としての寿命は終了。これが「使い捨て」の正体です。
二次電池:行ったり来たりできる「可逆反応」
一方で二次電池は、条件次第で元に戻ることができる「可逆反応(かぎゃくはんのう)」を利用しています。
こちらは「充電式のエレベーター」のようなイメージです。
- 放電(使うとき):高いところから低いところへボールが転がり落ちる力で仕事をする。
- 充電(貯めるとき):コンセントからの電気エネルギーを使って、落ちてきたボールを無理やり高いところへ押し上げる。
二次電池の材料は、電気エネルギーを逆向きに加えることで「変化してしまった物質が元の物質に戻る」という性質を持っています。
つまり、化学反応を逆再生できるのです。
「電気エネルギー」を「化学エネルギー」として蓄え直し、またいつでも電気として取り出せる。これが二次電池(蓄電池)のすごいところなんですね。
代表的な電池の種類と比較
ここで、代表的な電池を化学の視点で分類してみましょう。
【一次電池】パワーはあるけど一方通行
- マンガン乾電池
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休み休み使うと電圧が少し回復する特徴があります(回復といっても充電ではありません)。リモコンや時計など、小さな電力で動くものに最適です。
→ 関連:マンガン乾電池の構造と仕組み
- アルカリ乾電池
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負極に亜鉛、正極に二酸化マンガン、電解液に強アルカリ性の水酸化カリウムを使っています。大きな電流を流せるので、ミニ四駆や電動歯ブラシに向いています。
→ 関連:アルカリ乾電池の構造と仕組み
【二次電池】進化するスタミナ
- リチウムイオン電池
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現在の主役。リチウムイオン(Li+)が正極と負極の間を行ったり来たりすることで充放電します。軽くて高電圧なので、スマホやノートPC、電気自動車(EV)に欠かせません。
- ニッケル水素電池
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乾電池型の充電池(エネループなど)として有名。安全性が高く、パワーもあります。
→ 関連:ニッケル水素電池とは?|仕組みと化学反応
- 鉛蓄電池
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車のバッテリーに使われる重くて大きな電池。コストが安く、大電流が出せます。
→ 関連:鉛蓄電池の仕組み
【重要】一次電池を充電してはいけない理由
最後に、安全に関わる大切な話をします。
「一次電池を充電器にセットしたらどうなるの?」という疑問です。
結論から言うと、液漏れや破裂の危険があるので絶対にやめてください。
一次電池は「不可逆反応」なので、無理やり電気を流し込んでも元の物質には戻りません。行き場を失った電気エネルギーは、電池内部の電解液を分解し、ガスを発生させます。
電池の中でガスが充満すると、内圧が高まって破裂したり、強アルカリ性の液体が漏れ出したりして大変危険です。
「もったいないから」といって充電するのは、化学的に無理なだけでなく、事故のもとになります。絶対にやめましょうね。
まとめ
- 一次電池:反応が一方通行の「不可逆反応」。使い切ったら終わりの使い捨て。
- 二次電池:反応を逆再生できる「可逆反応」。電気エネルギーを化学エネルギーに戻して再利用できる。
この「元に戻れるかどうか」という化学的な性質の違いが、私たちの便利な生活を支えているんですね。
リモコンには一次電池、スマホには二次電池。それぞれの性質(化学反応の特徴)を理解して、正しく使い分けていきましょう!

