リチウムイオン電池とニッケル水素電池の違い（電圧・寿命・メモリー効果・使い分け）

2026年11月8日

単3形のニッケル水素充電池4本と、円筒形とパウチ型のリチウムイオン電池のイメージ（AI で生成）

リチウムイオン電池とニッケル水素電池は、どちらもくり返し充電して使える電池（二次電池）ですが、中に使う材料が違うため、1本の電圧・小ささと軽さ・燃えやすさ・自己放電・使われる所が違います。このページでは、2つの電池の違いを表と図で比べ、電圧が違う理由、メモリー効果と継ぎ足し充電、自己放電とくり返し回数、ハイブリッド車でニッケル水素電池が使われる理由、捨て方までを、電池工業会・電池メーカー・トヨタ自動車などの公開資料をもとに順に解説します。

リチウムイオン電池とニッケル水素電池の違い：ひとことで言うと

2つの電池の違い

電池工業会の表では、1本（1セル）の公称電圧はニッケル水素電池が1.2V、リチウムイオン電池が3.7Vです。リチウムイオン電池は1本の電圧が高く、小さく軽くできるので、持ち運ぶ機器に向きます（村田製作所）。

一方、ニッケル水素電池は乾電池と同じ形（単3形・単4形など）の充電池として、乾電池のかわりに使われています。リチウムイオン電池の電解液は燃えやすい有機溶媒で、ニッケル水素電池の電解液はアルカリ水溶液です。

ニッケル水素電池とリチウムイオン電池の違いの表：1本の電圧、電解液、正極と負極、小ささ・軽さ、継ぎ足し充電、自己放電、主な使い道 — 図1　ニッケル水素電池とリチウムイオン電池の違い（まとめ）
出典：一般社団法人電池工業会、村田製作所、パナソニックをもとに AI（Claude）で作成

くらべる点	ニッケル水素電池	リチウムイオン電池
1本の公称電圧	1.2V	3.7V（電池工業会の表。正極の材料により3.2〜3.7V：村田製作所）
電解液	アルカリ水溶液	非水系の有機電解液（燃えやすい）
正極／負極	ニッケル酸化物／水素吸蔵合金	リチウム複合酸化物／炭素
小ささ・軽さ	同じエネルギーならリチウムイオンより大きく重くなる	小さく軽くできる
継ぎ足し充電	メモリー効果はごくわずかで、ふつうの使い方では影響しない	メモリー効果は基本的に起きない
自己放電	低自己放電型（エネループ）は1年後に約90%残る	ほとんど自己放電しない
主な使い道	乾電池と同じ形の充電池、ハイブリッド車の電池	スマートフォン・ノートパソコン・電気自動車など

※「主な使い道」の一部と「小ささ・軽さ」の比べ方は編集部の補足です。電池の大きさあたりのエネルギーの数値は、電池の種類や設計で大きく変わるため、このページでは数値を載せていません。

出典：電池の規格について｜一般社団法人電池工業会、Part 1: What are lithium-ion batteries? An expert describes their mechanism and characteristics.｜村田製作所、What are the advantages of lithium-ion batteries and what considerations apply when charging them?｜村田製作所、つぎ足し充電は可能ですか? PZ18112｜パナソニック、エネループ（ニッケル水素電池）｜パナソニック

中のつくりの違い：電極と電解液の材料

電池の中のつくり：ニッケル水素電池は正極がニッケル酸化物・負極が水素吸蔵合金・電解液がアルカリ水溶液。リチウムイオン電池は正極がリチウム複合酸化物・負極が炭素・電解液が有機電解液 — 図2　電池の中のつくりの違い
出典：一般社団法人電池工業会、村田製作所をもとに AI（Claude）で作成

ニッケル水素電池：水素をためる合金とアルカリ水溶液

電池工業会の表では、ニッケル水素電池は正極がニッケル酸化物、負極が水素吸蔵合金、電解液がアルカリ水溶液です。水素吸蔵合金は、水素を金属の中に取り込んだり出したりできる合金で、充電と放電のたびに水素が出入りします（この一文の説明は編集部の補足）。

リチウムイオン電池：リチウムを出し入れする電極と有機電解液

リチウムイオン電池は、正極がリチウム複合酸化物、負極が炭素、電解液が非水系の有機電解液です（電池工業会）。村田製作所によると、正極にはコバルト酸リチウム・マンガン酸リチウム・リン酸鉄リチウム・三元系などがあり、負極は炭素です。電解液には燃えやすい有機溶媒を使うため、水溶液の電池より取り扱いに注意が要ります。

出典：電池の規格について｜一般社団法人電池工業会、Part 1: What are lithium-ion batteries? An expert describes their mechanism and characteristics.｜村田製作所

電圧の違い：なぜ1.2Vと3.7Vなのか

電圧は正極と負極の電位の差で決まる：ニッケル水素は水酸化ニッケル約+0.5Vと水素吸蔵合金約-0.7Vで1.2V、アルカリ乾電池は二酸化マンガン約+0.3Vと亜鉛約-1.2Vで1.5V。約3.6Vをつくるにはニッケル水素なら3本、リチウムイオンなら1本 — 図3　電圧は電極の材料の組み合わせで決まる
出典：パナソニック、一般社団法人電池工業会、村田製作所をもとに AI（Claude）で作成

パナソニックによると、電池の電圧は電極に使う材料の組み合わせで決まります。ニッケル水素電池は、正極の水酸化ニッケル（約0.5V）と負極の水素吸蔵合金（約マイナス0.7V）の差で1.2Vになります。アルカリ乾電池は、正極の二酸化マンガン（約0.3V）と負極の亜鉛（約マイナス1.2V）の差で1.5Vです。

1.2Vなのに乾電池のかわりに使える理由

何もつながない状態では、ニッケル水素電池はアルカリ乾電池より約0.3V低くなります。ただし、パナソニックは、電流を取り出すと電圧の下がり方はニッケル水素電池のほうが小さく、使っている間の平均の電圧は同じくらいなので、ふつうは問題なく使えると説明しています。まれに電圧の差で正しく動かない機器もあるので、機器の取扱説明書を確かめます。

リチウムイオン電池は1本で約3倍の電圧

リチウムイオン電池の電圧は正極の材料で変わり、村田製作所によるとコバルト系・マンガン系は3.7V、三元系は3.6V、リン酸鉄系は3.2Vです。ニッケル水素電池（1.2V）の約3本分の電圧を1本で出せるので、同じ電圧の電池パックを少ない本数で作れます。

出典：ニッケル水素電池はなぜ1.2ボルトなのですか？ PZ18121｜パナソニック、エネループ（ニッケル水素電池）｜パナソニック、Part 1: What are lithium-ion batteries? An expert describes their mechanism and characteristics.｜村田製作所、What are the advantages of lithium-ion batteries and what considerations apply when charging them?｜村田製作所、電池の規格について｜一般社団法人電池工業会

メモリー効果と継ぎ足し充電

メモリー効果は、電池を使い切らずに継ぎ足し充電をくり返すと、その充電の範囲で電圧が一時的に下がり、機器が止まることがある現象です。パナソニックによると、これは主にニカド電池で見られた現象で、今のニッケル水素電池はこの影響がほとんどありません。

パナソニックは、エネループなどではメモリー効果はごくわずかで、ふつうの使い方では影響しないとし、メモリー効果を気にして使い切ってから充電すると、過放電で電池の寿命を縮めると注意しています。村田製作所は、リチウムイオン電池ではメモリー効果は基本的に起きないとしています。

出典：充電式電池のメモリー効果とは？（メモリー現象とは？）PZ18111｜パナソニック、つぎ足し充電は可能ですか? PZ18112｜パナソニック、What are the advantages of lithium-ion batteries and what considerations apply when charging them?｜村田製作所

自己放電とくり返し使える回数

エネループスタンダードの公表値：充電して20℃で置くと1年後約90%、10年後約70%残る。くり返し回数は今のJISで約600回、古いJISで約2100回 — 図4　低自己放電型のニッケル水素電池（エネループスタンダード）の公表値
出典：パナソニックをもとに AI（Claude）で作成

自己放電は、使わずに置いておくだけで電池の中の電気が少しずつ減る現象です。ニッケル水素電池は自己放電が大きめとされてきましたが、自己放電を小さくした製品があります。パナソニックの「エネループ（スタンダード）」は、満充電して20℃で置いたとき、1年後に約90%、10年後に約70%が残るとしています（JIS C8708 2019 の放電条件。置き方や使い方で変わります）。村田製作所は、リチウムイオン電池はほとんど自己放電しないとしています。

くり返し使える回数は、試験の決まりで数字が変わる

エネループ（スタンダード）の単3形・単4形のくり返し使える回数は、今の JIS（C8708:2019）の試験条件で約600回、古い JIS の試験条件では約2100回です。パナソニックは、2019年の JIS の改正で表記が変わっただけで、電池そのものの性能が変わったわけではないとしています。数字を比べるときは、どの決まりの数字かを確かめます。

パナソニックは、長く使わないときは機器から取り出して保管し、1年に1度は充電することを勧めています。エネループは-20℃の低温でも使えますが、ふだんの温度より使える時間が短くなることがあります。

出典：エネループ（ニッケル水素電池）｜パナソニック、エネループQ＆A ～充電池を使う前の疑問もすっきり解決～｜パナソニック、What are the advantages of lithium-ion batteries and what considerations apply when charging them?｜村田製作所

使われている所：ハイブリッド車でニッケル水素電池が使われる理由

車の電池の使い分け：ハイブリッド車は瞬発力を重視する出力型、PHEV・電気自動車は持久力を重視する容量型。アクアのバイポーラ型ニッケル水素電池はセル1つの出力約1.5倍、同じ場所に積めるセルが約1.4倍で、電池全体の出力は従来のアクアの約2倍 — 図5　車の電池の使い分けと、バイポーラ型ニッケル水素電池
出典：トヨタ自動車をもとに AI（Claude）で作成

身の回りの使い分け

パナソニックによると、エネループはマンガン乾電池やアルカリ乾電池が使えるほとんどの機器で使え、ゲームのコントローラー・ストロボ・マウスなどに使えます。水中ライトや、ガス・石油機器の自動点火など、機器の側が充電池を使わないよう決めている物には使えません。スマートフォンやノートパソコンのように、小さく軽い電池で長く使いたい機器には、主にリチウムイオン電池が使われます（この一文は編集部の補足）。

車：出力型と容量型

トヨタ自動車は、ハイブリッド車（HEV）の電池は瞬発力を重視する「出力型」、プラグインハイブリッド車（PHEV）や電気自動車（BEV）の電池は持久力を重視する「容量型」と説明しています。ハイブリッド車には、ニッケル水素電池とリチウムイオン電池の両方を、それぞれの特徴を生かして使ってきたとしています。

2021年に発売した新型アクアには、バイポーラ型ニッケル水素電池を使いました。トヨタによると、電池全体の出力は従来のアクアのニッケル水素電池の約2倍で、これはセル1つあたりの出力が約1.5倍、小さくしたことで同じ場所に約1.4倍のセルを積めたことによるものです。バイポーラ型は、1枚の電極に正極と負極をまとめて積み重ねた構造で、セルの間で電気が流れる面積が広がって抵抗が低くなり、高い出力を出せるとしています。

出典：エネループQ＆A ～充電池を使う前の疑問もすっきり解決～｜パナソニック、電池・カーボンニュートラルに関する説明会｜トヨタ自動車、新型アクアを発売｜トヨタ自動車、【アクア】バイポーラ型ニッケル水素電池と従来の電池（バッテリー）との違いを教えて。｜トヨタ自動車

捨て方とリサイクル

JBRC が回収する小形充電池の表示 Ni-MH・Li-ion・Ni-Cd と、回収の対象にならないもの（乾電池、リチウム一次電池、ボタン電池・コイン電池、メーカーのわからない電池、膨らんだ・壊れた電池） — 図6　充電池の回収の表示と、回収の対象にならないもの
出典：JBRCをもとに AI（Claude）で作成

ニッケル水素電池もリチウムイオン電池も、ごみに混ぜず、リサイクルに回します。JBRC は、小形の充電式電池のニカド電池（Ni-Cd）・ニッケル水素電池（Ni-MH）・リチウムイオン電池（Li-ion）を回収しています。電池には、リサイクルが必要なことを示す3本の矢印のマークと、電池の種類を示す英字の表示が付いています。

回収の条件は、JBRC の会員企業の製品で、電池の種類がはっきりしていて、破損・水ぬれ・膨らみがないことです（外装のないラミネート型の電池も対象外）。乾電池（単1形・単3形など）、リチウム一次電池（型番が BR・CR・ER で始まるもの）、ボタン電池・コイン電池、メーカーのわからない電池は対象外です。回収の対象の電池は、JBRC の協力店・協力自治体に持ち込みます。

出典：不要電池の出し方（回収対象／対象外）｜JBRC