リチウム金属電池の構成

リチウムベースの一次電池は、金属リチウムをアノードとして使用する、充電不可の電池です。これらの電池は、リチウム金属電池とも呼ばれます。一次リチウム電池は最も自己放電率が低く、最長10年の棚寿命を持ち、最大70度の温度でも保存可能です。最も一般的なセルは以下の通りです：

リチウム・マンガンダイオキサイドセル
リチウム・アイアン・ディスルフィドセル
リチウム・チオニルクロリドセル
リチウム・エアセル

リチウム/マンガンダイオキサイドセルの全体反応式は、Li(s) + Mn^IVO₂(s) ⇌ Mn^IIIO₂(Li⁺) [E° = +3.19 V]です。

リチウム金属電池とリチウムイオン電池の区別

使い捨ての一次リチウム電池は、充電可能なリチウムイオンまたはリチウムポリマー電池とは区別される必要があります。リチウムイオン電池には金属リチウムは含まれていません。一次リチウム電池は自己放電率が最も低く、最長10年の棚寿命を持ち、最大70度の温度でも保存可能です。IEC標準システムにおいて、電池の化学組成を示す最初の文字はCであり、リチウム金属電池（CR2032など）を意味します。

高エネルギー密度電池においてリチウムが優れた電極材料である特徴は、低電極ポテンシャルと非常に高い導電率です。リチウムは柔らかく加工しやすいため、薄い箔に押し出すことができます。これらはカソード材料と電圧によって分類される方法など、いくつかの方法で分類されるかもしれません。

リチウム金属電池の種類

最も一般的なセルは以下の通りです：

リチウム・マンガンダイオキサイドセル：リチウム箔をアノードとし、マンガンダイオキサイドをカソードとして使用します。電解液は電解質塩で浸したセパレータシートです。全体のセル電圧は3ボルトです。これはCR2032のようなボタンセルで一般的に使用される非充電式リチウムセルです。
リチウム・アイアン・ディスルフィドセル：円筒形のリチウムアイアンディスルフィド電池（LiFeS₂）は、アノードにリチウムを、カソードにアイアンディスルフィドを使用し、電解液は有機溶剤ブレンド中のリチウム塩です。これはジンク-カーボンまたはアルカリ電池の代替として設計されており、セル電圧は1.5ボルトです。これらは「電圧互換」リチウムセルと呼ばれることがあります。
リチウム・チオニルクロリドセル：このタイプのセルは、すべてのリチウム型セル中で最も高いエネルギー密度を持ち、15年から20年のサービス寿命があります。
リチウム・エアセル：亜鉛エアセルに似ており、非常に高い理論エネルギー密度を持ちます。アノードは金属リチウム箔で、ニッケルメッシュの電流コレクターに圧縮されています。