リチウムポリマーバッテリーについて
リチウムイオンバッテリーは、リチウムイオンが放電時に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(充電式)バッテリーです。リチウムイオンポリマー(LiPo)バッテリー(またはリポル、リチウムポリなどとも呼ばれる)は、リチウムイオンバッテリーの一種で、液体の電解質の代わりにポリマー電解質を使用しています。LiPoバッテリーはすべて、高導電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の進化
リチウムポリマーセルは、リチウムイオンやリチウムメタルバッテリーから進化しました。リチウムイオンとリポルの主な違いは、液体のリチウム塩電解質(LiPF6など)を有機溶剤に保持する代わりに、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)またはポリビニリデンフルオライド(PVdF)などの固体ポリマー電解質(SPE)を使用することです。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、重量が重要な要素となるシステム(モバイルデバイス、ドローン、一部の電気自動車など)でよく使用されます。
リチウムポリマーバッテリーの構成
リチウムイオンセルには、以下のような部品が含まれます。
カソード(陽極):カソードは、外部回路から電子を受け取り、電気化学反応中に還元される正極です。リチウムバッテリーの場合、カソード材料は一般的にLiCoO2やLiMn2O4で構成されています。
アノード(陰極):アノードは、外部回路に電子を放出し、電気化学反応中に酸化される負極です。現在最も一般的に使用されているアノード材料の一つはリチウム化グラファイト、LixC6です。
セパレータ:セパレータは、バッテリーのアノードとカソードの間に配置される透過性膜です。セパレータの主な機能は、二つの電極を離して電気的なショート回路を防ぎながら、電気化学セル内の電流の流れを閉じるために必要なイオン性の荷電キャリアの輸送を可能にすることです。
電解質:すべてのバッテリーにおいて、電解質の選択は性能と安全性にとって重要です。商業的なリチウムイオンバッテリーに使用される電解質のほとんどは、有機炭酸塩、特にエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)、および/またはエチルメチルカーボネート(EMC)の混合物に溶解したリチウムヘキサフルオロリン酸(LiPF6)塩の非水溶液です。
リチウムポリマーバッテリーの用途
小型消費者電子機器(ラップトップ、携帯電話など)で最も一般的なリチウムイオンタイプは、高い特定エネルギーを持つリチウムコバルト酸化物(LCO)です。しかし、特定の電力や寿命の低さから、このタイプはEVには適していません。
リチウムポリマーバッテリーの利点と欠点
リチウムイオンセルを使用する利点は多く、幅広い用途で増加しています。特に、リチウムイオンバッテリーの主な利点は、高いセル電圧、高いエネルギー密度、メモリー効果がないことです。一方、欠点としては、高価であり、過充電および過放電の保護を確保するために監視エレクトロニクスが必要です。
リチウムイオンバッテリーとその他のバッテリータイプ
リチウムイオンバッテリーとその他の主要な電池タイプとの比較を以下に示します。
一次電池:非充電式電池、典型的にはボタン電池など。
リチウムイオンバッテリーの主な用途:多くのラップトップコンピューターバッテリー、コードレス電動工具、一部の電気自動車、電気キックスクーター、ほとんどのeバイク、携帯電源、LEDフラッシュライトなどに使用されています。
FAQ
リチウムメタルとリチウムイオンバッテリーの違いは何ですか?
リチウムイオンバッテリーの主な用途は何ですか?
リチウムイオンバッテリーの主な長所と短所は何ですか?
リチウムイオンバッテリーにはAAフォーマットがありますか?