充電式リチウムイオン電池とは

リチウムイオン電池は、正極と負極の間でリチウムイオンを移動させることで機能する二次電池 (充電式電池) の一種です。 充電および放電プロセス中、Li+ は 2 つの電極間で挿入および脱離を繰り返します。充電時には、Li+ は正極から脱離され、電解質を介して負極に埋め込まれ、負極はリチウムリッチな状態になります。 放電中はその逆が当てはまります。 2019年10月9日、スウェーデン王立科学アカデミーは、リチウムイオン電池の研究開発における顕著な功績を讃え、2019年のノーベル化学賞をジョン・グッドイナフ氏、スタンリー・ウィッティンガム氏、吉野彰氏に授与すると正式に発表した。リチウム系電池は、リチウム電池とリチウムイオン電池に分けられます。 リチウムイオン電池は携帯電話やノートパソコンに使用されており、通常、人の別名もリチウム電池を指します。 電池は通常、電極としてリチウム含有材料を使用しており、これが現代の高性能電池の代表となっています。 ただし、本物のリチウム電池はリスクが高いため、日常の電子デジタル製品に広く使用されることはほとんどありません。

充電式リチウムイオン電池のメリット

1）高電圧 電池単体の動作電圧は3.7～3.8V（リン酸鉄リチウムは3.2V）と高く、ニカド電池やニッケル水素電池の3倍です。

2) 大きな比エネルギーで達成できる実際の比エネルギーは約 555Wh/kg です。つまり、材料の比容量は 150mAh/g 以上に達することができます (Ni-Cd の 3 ～ 4 倍、2-3これは、Ni-MH の標準偏差の約 88% に近い値です。

3) 長いサイクル寿命は、一般に 500 回以上、さらには 1000 回以上を達成でき、リン酸鉄リチウムは 8000 回を達成できます。 小さな電流で放電する電化製品の場合、バッテリーの寿命は電化製品の競争力が倍増になります。

4) 優れた安全率、汚染なし、メモリ効果なし。 リチウムイオンの前身であるリチウム電池は、金属リチウムは樹枝状結晶を形成しやすく短絡しやすいため、その応用分野が減少します。リチウムイオンには、環境を汚染するカドミウム、鉛、水銀、その他の設計要素が含まれていません。ニカド電池には「メモリー効果」という大きな欠点があり、明らかに電池の使用が制限されてしまいますが、リチウムイオン電池にはそのようなことがありません。