リチウムイオン電池とは?

  • 1 リチウムイオン二次電池のメカニズム
  • 2 リチウムイオン二次電池ができるまで
これからのスタンダード リチウムイオン電池

リチウムイオン二次電池のメカニズム

リチウムイオン電池の原理なぜ充電と放電を繰り返せるのか

リチウムイオン電池の原理

 リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物、負極にカーボン系材料が使われるのが一般的です。

 充電すると、正極から負極に電子が移動すると共に、正極からリチウムイオンが飛び出し、負極のカーボン系物質の中に入り込みます。この状態で、正極と負極を接続すると、負極からリチウムイオンが飛び出して正極に戻り、電子も接続された部分を通って正極に移動し、リチウムイオンと結びつきます。このとき、正極から負極に電流が発生するのです。

リチウムイオン電池の特徴他の電池と比べたリチウムイオン電池の優位性

電圧を始めとした電池の基本的な性能(エネルギー密度・パワー密度ほか)は、正極と負極に使用する金属の組み合わせでほぼ決まります。

電圧が高い Ni-Cd,Ni水素の3直列 = Liイオン

エネルギー密度が高い

 電圧をみると、自動車で使われる鉛蓄電池は正極:二酸化鉛、負極:鉛の組み合わせで電圧は2V(自動車にはこれを6直列にした12Vのものが使われます)ですし、ニカド(Ni-Cd)電池は正極:水酸化ニッケル、負極:水酸化カドミウムの組み合わせで1.2V、ニッケル水素(Ni-MH)電池は正極:水酸化ニッケル、負極:水素吸蔵合金の組み合わせで1.2Vです。

 これに対して、リチウムイオン電池は3.2~3.8Vと、ニカド電池やニッケル水素電池の3倍の電圧を得ることができます。
また、エネルギー密度も、ニッケル水素電池に比べて、体積エネルギー密度で約1.5倍、重量エネルギー密度で約2倍と、同じ容量であれば、リチウムイオン二次電池はニッケル水素電池の2/3の体積で、かつ、半分の重さに小型軽量化することができます。

2 リチウムイオン二次電池ができるまで

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