リチウム金属電池の利点と欠点
リチウム金属電池は、陽極に金属リチウムを使用した一次電池です。一次リチウム電池とは、使い捨ての電池で、充電可能な二次リチウムイオンやリチウムポリマー電池とは区別されるべきです。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、最も自己放電率が低く、最長10年間の棚寿命を持ち、最高70°Cの温度での保管が可能です。国際電気標準会議(IEC)の標準システムでは、最初の文字で電池の化学組成を識別します。例えば、リチウム金属電池は「C」(CR2032など)と表されます。
リチウム金属電池の特性
リチウムを高エネルギー密度電池の優れた電極材料にする特性には、低電極電位と非常に高い導電性があります。リチウムは柔らかく、展延性があり、薄い箔に押し出すことができます。リチウム金属電池は、カソード材料と電圧によっていくつかの方法で分類されます。鉄ジスルフィドカソードを使用すると、公称電圧が1.5ボルトの電池が得られます。このセルは、高性能AA電池に使用されます。他の多くのリチウム電池は、マンガンジオキシドやフッ素化炭素などの固体、または二酸化硫黄やチオニルクロリドなどの非常に有毒な液体を含むカソードを使用した3.0ボルトシステムです。
リチウム金属電池の利点
一次電池は、充電可能な二次電池よりも高いエネルギー密度を持ちます。高い比エネルギー、長い保管期間(低自己放電)、即時の使用準備ができることで、他の電源よりも独自の利点を持っています。これらは通常、低負荷用途に最適な選択です。遠隔地に持ち運びが可能で、長期間の保管後でも即座に使用できます。また、環境にやさしく、廃棄時にも問題がありません。
リチウム金属電池は、高級アルカリ電池の約2倍の非常に高いエネルギー密度を持っています。また、高いセル電圧、フラットな放電特性、低自己放電、非常に長い動作寿命(リチウムチオニルクロリドでは15〜20年)、広い動作温度範囲(リチウム-二酸化硫黄で-60°Cから+85°C)、優れた耐久性、そして小さなセルサイズを有しています。
リチウム金属電池の欠点
一次電池の主な欠点は、充電不可であることです。また、低いCレートも欠点の一つです。高電流タイプであっても、充電式電池と比較して低いと考えられています。また、充電式電池に比べて環境にやさしくないことも欠点です。一次電池の使用により、大量の廃棄電池のリサイクルが必要になります。大型電池に関しては、一次電池は通常、コスト効率が良くありません。リチウム金属電池の主な欠点はその価格です。