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
リチウムイオンバッテリー(Li-ionバッテリー)は、二次(充電可能)バッテリーの一種であり、リチウムイオンが放電時には陽極から電解質を通じて陰極へ、充電時にはその逆の動きをするセルで構成されています。一方、リチウムイオンポリマー(LiPo)バッテリー(リポバッテリー、リチウムポリ、その他の名称でも知られています)は、液体電解質の代わりにポリマー電解質を使用するLi-ionバッテリーのタイプです。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ています。リチウムポリマーセルは、リチウムイオンおよびリチウム金属バッテリーから進化しました。
主な違い
リチウムイオンとリチウムポリマーの主な違いは、液体のリチウム塩電解質(例:LiPF6)を有機溶媒に保持する代わりに、固体ポリマー電解質(SPE)を使用する点にあります。SPEには、ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリビニリデンフルオライド(PVdF)などがあります。LiPoは、他のリチウムバッテリーよりも高い比エネルギーを提供し、重量が重要な要素であるモバイルデバイス、ドローン、一部の電気自動車などのシステムでよく使用されます。
用途と性能
リチウムイオンバッテリーは、多くのノートパソコンのバッテリー、コードレス電動工具、一部の電気自動車、電動キックスクーター、ほとんどの電動自転車、ポータブル電源、LED懐中電灯に使用されています。放電中の全体的な反応は C6Li + CoO2 ⇄ C6 + LiCoO2 です。リチウムポリマーバッテリーは、ポリマーゲルを電解質として使用する携帯電子機器で主に使用され、高エネルギー密度を提供するリチウムコバルトオキサイド(LiCoO2)カソード材料とグラファイトアノードを特徴とします。
構成要素
リチウムイオンセルには通常、カソード(陽極)、アノード(陰極)、セパレーター、電解質が含まれます。カソードは、リチウムを多く保持し、電解質との良好な化学的・電気化学的安定性を持ち、リチウムイオンの良好な電気伝導体および拡散体であり、かつ低コストである必要があります。一般的なアノード材料としては、リチウムでインターカレートされたグラファイトがあります。セパレーターは、電解質および電極材料に対して電気化学的および化学的に安定でなければなりません。電解質は、他のセルコンポーネントとの反応性が低く、高いイオン伝導率を持ち、毒性が低く、広い電気化学的電圧安定窓(0-5V)を持ち、熱的に安定している必要があります。
まとめ
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は、それぞれ異なる特性と用途を持ちます。リチウムイオンは、高エネルギー密度、記憶効果のなさ、自己放電率の低さで知られていますが、リチウムポリマーは、重量が重要なアプリケーションでの使用に適しており、しばしば高い比エネルギーを提供します。どちらのタイプも広範な用途にわたって使用されており、それぞれの利点を活かしています。