リチウムイオン電池の応用
リチウムイオン電池、またはLi-ion電池とも呼ばれる、は二次電池（充電可能な電池）の一種であり、電荷の放出時にリチウムイオンがアノード（負極）からカソード（正極）へ電解質を通して移動し、充電時にはその逆が行われるセルで構成されています。この電池は、高いセル電圧、高エネルギー密度、およびメモリ効果がないという特定の利点があります。リチウムイオン電池は、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、ポータブルパワーバンク、LED懐中電灯などに使用されています。
リチウムイオン電池の構造と特性
カソードは複合材料（インターカレートリチウム化合物）でできており、Li-ion電池セルの名前を定義します。アノードは通常、多孔質リチウム化グラファイトで作られています。電解質は液体、ポリマー、または固体があります。セパレーターは多孔質であり、リチウムイオンの輸送を可能にし、セルのショート回路と熱暴走を防ぎます。リチウムイオン電池の化学、性能、コスト、および安全性の特性は、電池のタイプによって異なります。携帯電子機器には主にリチウムポリマー電池（電解質としてポリマーゲルを使用）が使用され、これはリチウムコバルトオキシド（LiCoO2）カソード材料とグラファイトアノードを備え、高いエネルギー密度を提供します。一般的に、Li-ion電池は高いエネルギー密度、メモリ効果のなさ、そして低自己放電を持ちます。最も一般的なセルのタイプの一つは18650バッテリーで、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、ポータブルパワーバンク、LED懐中電灯などに使用されています。公称電圧は3.7Vです。
リチウムイオン電池の用途
小型消費者電子機器（ノートパソコンや携帯電話）で最も一般的なLi-ionタイプは、その高い特定エネルギーのためにリチウムコバルトオキシド（LCO）です。テスラモーターズは、その電気自動車（EV）にノートパソコンサイズのLCOセルを使用していますが、安全性を確保するために液体冷却システムを組み合わせています。しかし、低い特定パワーと寿命は、このタイプがEVに適した選択でない理由となります。一方、リチウム鉄リン酸塩（LiFePO4/LFP）は熱暴走を経験せず、高温時に酸素が放出されないため、ほとんど火災の危険がありません。LiFePO4セルは、良好な寿命、AhおよびkWあたりの低コスト、優れたパワー能力、極めて高い安全性を持っていますが、特定エネルギーが低く、低温での性能が悪いという欠点があります。
