電池のセパレーターとは
セパレーターは、電池の陽極と陰極の間に配置される透過性の膜です。その主な機能は、二つの電極を物理的に隔てて電気的なショートを防ぎつつ、電気化学セル内での電流の通過中に回路を閉じるために必要なイオン性の荷電担体の輸送を可能にすることです。市販の液体電解質セルでは、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）などの微細孔ポリオレフィン材料が使用されます。リチウムイオン電池のセパレーターは、電解質および電極材料に対して電気化学的および化学的に安定でなければなりません。電解質とセパレーターの二重機能を果たすMOFコーティング膜を使用した機能的セパレーターが、電気自動車や電気航空機の高エネルギーシステム向けの高性能リチウム金属電池の設計を支援するために開発されています。
電池の構成
電池は、様々な材料から成り、それぞれ異なる能力や動作をもたらします。最も一般的な材料には鉛、ニッケル、亜鉛、リチウムがあり、それぞれが異なる出力を持ち、要件に応じて特定の目的に適しています。多様な化学プロセスとデザインを持つ電気化学セルが生産されており、ガルバニ電池、電解電池、燃料電池、フローセル、ボルタ電池などが含まれます。湿式電池は液体電解質を使用し、乾式電池は流動性のないペースト状の電解質を使用します。電池の化学的および材料的構成は、そのサイズ、形状、全体的な性能を決定します。しかし、ほとんどの電池には共通のコンポーネントがあり、材料構成は異なる場合があります。
カソードとアノード
カソードは、外部回路から電子を取得し、電気化学反応中に還元される正のまたは酸化電極です。リチウム電池の場合、カソード材料は一般的にLiCoO2またはLiMn2O4から構築されます。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する負のまたは還元電極です。現在最も一般的に使用されているアノード材料は、リチウムで間隔を開けたグラファイトシートで構成されるリチウム化グラファイト、LixC6です。
電解質と現行集電体
電解質は、イオンが移動することによって電気を導くが電子は導かない媒体です。リチウムイオン電池では、電解質は通常、有機溶剤に溶解したリチウム塩です。現行集電体は、電極から外部回路への電子の流れを伝達する電池コンポーネントで、メッシュ、フォーム、フォイルなどの種類があります。現行集電体は、電極の動作電圧ウィンドウにおいて液体電解質と接触しても化学的に安定であり、セル抵抗を減少させるために高い電気伝導性を持つべきです。
