コバルト酸リチウム電池 | 組成、正極および用途

リチウムコバルト酸化物バッテリーについて

リチウムイオンバッテリー、別名Li-ionバッテリーは、放電時にリチウムイオンが陽極から電解質を介して陰極へ移動し、充電時にはその逆が行われる二次(充電可能)バッテリーの一種です。リチウムイオンバッテリーには、高いセル電圧、高エネルギー密度、メモリ効果のないことなど、複数の特有の利点があります。リチウムコバルト酸化物は、リチウムイオンバッテリー用の最も一般的に使用される陰極材料です。現在、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、カメラなどにこのタイプのバッテリーが使用されています。放電中の全体的な反応式は、C6Li + CoO2 ⇄ C6 + LiCoO2です。

リチウムイオンバッテリー

リチウムイオンバッテリー、別名Li-ionバッテリーは、放電時にリチウムイオンが陽極から電解質を介して陰極へ移動し、充電時にはその逆が行われる二次(充電可能)バッテリーの一種です。陰極は複合材料(リチウム化合物が介在する)で構成され、Li-ionバッテリーセルの名称を定義します。陽極は通常、多孔性リチウム化グラファイトで作られます。電解質は液体、ポリマー、または固体があります。セパレータは多孔性であり、リチウムイオンの輸送を可能にし、セルの短絡と熱暴走を防ぎます。リチウムイオンバッテリーの化学的特性、性能、コスト、安全性はタイプによって異なります。携帯電子機器は主に、高エネルギー密度を提供するリチウムポリマーバッテリー(ポリマーゲルを電解質として使用)を使用しています。

リチウムイオンバッテリーの種類

リチウムイオンバッテリーは、陰極材料に基づいて分類されます。陰極は複合材料(リチウム化合物が介在する)で構成され、Li-ionバッテリーセルの名称を定義します。電極には、挿入型と変換型の二種類があります。挿入型電極は、リチウムイオンが挿入できるホスト材料として機能する材料です。代表的な例はLiCoO2とその派生物です。変換型陰極材料は、次世代の充電可能なLiおよびLi-ionバッテリーにおける主要な候補の一つです。最も一般的なリチウムバッテリーは、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)です。

リチウムイオンバッテリーとリチウムポリマーバッテリーの比較

リチウムイオンポリマー(LiPo)バッテリーは、液体電解質(LiPF6などのリチウム塩を含む有機溶媒)の代わりに固体ポリマー電解質(SPE)を使用するLi-ionバッテリーの一種です。すべてのLiPoバッテリーは、高伝導性ゲルポリマーを電解質として使用します。LiPoは、他のリチウムバッテリーよりも高い特定エネルギーを提供し、重量が重要な要因であるシステム(携帯端末、ドローン、一部の電気自動車など)によく使用されます。

その他のバッテリータイプ

以下のリストは、一つまたは複数の電解電池で構成される注目すべき電気バッテリータイプをまとめたものです。表には、サイズと形式によるバッテリーの分類、一次(使い捨て)および二次(充電可能)セルのリスト、バッテリー化学によるリスト、バッテリー用途のリスト、異なるバッテリー電圧のリストの四つが提供されています。

Lithium Cobalt Oxide Battery

 

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