リチウムメタル電池について
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する非充電式の電池です。これらのタイプの電池は、リチウムメタル電池とも呼ばれます。一次リチウム電池は最低自己放電率を持つため、最長10年の使用可能な棚寿命を持ち、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-マンガン二酸化物セル
リチウム-鉄二硫化物セル
リチウム-チオニル塩化物セル
リチウム-空気セル
リチウムメタル電池の全体的な反応
Li/MnO2セルの全体的な反応式は以下の通りです：
Li(s) + MnIV O2(s) ⇌ MnIII O2(Li+) [E° = +3.19 V]
電気電池は、本質的に直流電気エネルギーの源です。化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気回路や電子回路で流れる電流の源となります。
リチウムメタル電池の構成
リチウムメタル電池（Li/MnO2セル）は、以下の五つの部分から成り立っています：
蓋（負極）
アノード。アクティブ材料は金属リチウムです。
セパレータ。電池のアノードとカソードの間に配置される透過性の膜です。
カソード。アクティブ材料は高密度の二酸化マンガン（MnO2）です。
電解質。Li/MnO2セルには、アルカリ金属塩が溶解した有機溶媒混合物の電解質が含まれます。
リチウムメタル電池の化学
リチウムメタル電池では、負極である金属リチウムと正極である高密度二酸化マンガン（MnO2）の間で、電気化学的な反応が起こります。電解質を通って拡散したLi+イオンと電子がカソードで結合し、二酸化マンガンが四価から三価に還元されます。この固体の放電反応生成物はカソードに残り、放電中にガスが発生せず、加圧されることはありません。
半反応式は以下の通りです：
MnIV O2(s) + Li+ + e− → MnIII O2(Li+)
Li(s) → Li+ + e−
リチウムメタル電池の利点と欠点
利点：
高エネルギー密度
低自己放電率
長寿命（リチウム-チオニル塩化物では15〜20年）
幅広い作動温度範囲
欠点：
充電不可
比較的高価
環境への影響
リチウムメタル電池の特性
電池の特性を比較し理解するために、以下のパラメーターが重要です：
セル電圧：リチウム-マンガン二酸化物セルは3V、リチウム-鉄二硫化物セルは1.5Vです。
切断電圧：電池の「空」状態を定義する最小許容電圧です。
容量：100% SOCから切断電圧まで特定の放電電流で放電したときの総アンペア時数です。
C率：電池が最大容量に対してどれだけ早く放電または充電されるかを表す指標です。
自己放電率：電池は、負荷が適用されていない場合でも内部で「サイド」化学反応により徐々に自己放電します。
その他の電池タイプ
以下は、他の顕著な電気電池タイプの一覧です：
サイズ別分類（AA、AAA、CR2032など）
一次電池（アルカリ、リチウムメタル、酸化銀など）
二次電池（リチウムイオン、リチウムポリマー、NiMHなど）
電圧別分類（1.2V、3V、6V、9V、12V、24Vなど）
この記事では、リチウムメタル電池の基本的な特性、化学的な反応、利点と欠点について説明しました。これらの電池は、高エネルギー密度と長寿命を持ち、様々な用途に使用されています。
