亜鉛イオン電池とは？ わかりやすく解説

出典は列挙するだけでなく、脚注などを用いてどの記述の情報源であるかを明記してください。記事の信頼性向上にご協力をお願いいたします。（2018年11月）

亜鉛イオン二次電池（あえんイオンにじでんち、Zinc ion battery）は、電解質中の亜鉛イオンを利用して蓄電する二次電池。単に亜鉛イオン電池、亜鉛イオンバッテリーともいう。

一次電池の構成材料としては長らく利用されてきた亜鉛だが二次電池としての用途は充電可能なアルカリ乾電池や酸化銀電池等の一部の用途を除いて普及には至っていなかった。リチウムイオン二次電池等と同様に亜鉛のイオンを充放電に利用する事により充電時に生じるデンドライトによるサイクル寿命等の問題の解決を企図する。

1990年代以降、携帯機器や電気自動車の充電池はリチウムイオン電池が主流だったが、需要の拡大により、リチウム資源の偏在、埋蔵量により、長期的な安定供給が懸念されるため、各国でリチウムに代わる代替元素を使用した充電池の開発が進められる。亜鉛は電池業界においてアルカリ乾電池、マンガン乾電池、空気亜鉛電池で負極材料として長年使用されてきた実績があるものの、何れも一次電池としての用途であり、二次電池としては充電時の樹状の析出(デンドライト)による短絡やサイクル寿命の低下等の要因により一部を除き、普及には至っていなかった。亜鉛をイオンの状態で使用することでこれらの諸問題を解決する。

原理的にはリチウムイオン二次電池のリチウムイオンを亜鉛イオンに置き換えたものに相当し、負極と正極の間で亜鉛イオンが移動することによって充放電が行われる。亜鉛イオン(Zn²⁺)は2価のイオンなので1価のリチウムイオン(L⁺)と比較して同じ量のイオンであれば高容量化が可能である反面、2価のカチオンによるホスト材料の静電的インターカレーションは、電気化学的挙動に対して強すぎるため、電極が劣化して充放電サイクル寿命の低下に繋がる。

他のアルカリ金属やアルカリ土類金属を使用する金属イオン電池とは異なり、起電圧が水の電気分解の電圧よりも低いので高価なイオン液体等の非水系電解質を用いずに水溶液系の電解質を使用可能。

• 発火の危険性が低く、安全性が高い
• 資源が豊富
• 比較的廉価
• 廉価で信頼性の高い水溶液系の電解質を使用可能

• 充放電サイクル寿命が短い^{[注 1]}

亜鉛イオン電池は資源の豊富な元素で構成され、資源の偏在が無いので安定的に供給される。

亜鉛イオンは電池は比較的低コストで製造が可能なので従来は鉛蓄電池が担ってきた用途や電力系統での大型蓄電池としての利用が想定される^[1]。

• Zhang, Leyuan, et al. "Morphology-Dependent Electrochemical Performance of Zinc Hexacyanoferrate Cathode for Zinc-Ion Battery."

• 二次電池
• 亜鉛
• リチウムイオン二次電池

表 話 編 歴 電池
一次電池	アルカリマンガン乾電池 空気アルミニウム電池 ブンゼン電池 クロム酸電池（英語版） クラーク電池 ダニエル電池 乾電池 エジソン・ラランド電池（英語版） グローブ電池 ルクランシェ電池 リチウム電池 リチウム・空気電池 水銀電池 ニッケル系一次電池 シリコン空気電池（英語版） 酸化銀電池 ウェストン電池 カドミウム標準電池 ザンボニー電池 空気亜鉛電池 空気鉄電池 マンガン乾電池 空気電池 空気マグネシウム電池 塩化亜鉛電池（英語版）
二次電池	自動車蓄電池 鉛蓄電池 制御弁式鉛蓄電池 リチウム・空気電池 リチウムイオン二次電池 リチウムイオンポリマー二次電池 リン酸鉄リチウムイオン電池 チタン酸リチウム二次電池 リチウム・硫黄電池 デュアルカーボン電池（英語版） 溶融塩電池 ナノポア電池（英語版） ナノワイヤ電池（英語版） ニッケル・カドミウム蓄電池 ニッケル・水素充電池 ニッケル・鉄電池 ニッケル・リチウム電池 ニッケル・亜鉛電池 多硫化物臭化物電池（英語版） カリウムイオン電池 充電式アルカリ電池 ナトリウムイオン二次電池 ナトリウム・硫黄電池 レドックス・フロー電池 亜鉛・臭素フロー電池（英語版） シリコン電池（英語版） 亜鉛・セリウム電池（英語版）
電池の種類	濃淡電池 フロー電池 トラフ電池（英語版） 燃料電池 ボルタ電池 温度差電池（英語版）
他の電池	太陽電池 燃料電池 原子力電池 全固体電池
電池の部分	アノード バインダー (材料)（英語版） 触媒 カソード 電極 電解液 減極剤 半電池 イオン 塩橋 半透膜