リチウム金属電池の特性
リチウムベースの一次電池は、アノードとして金属リチウムを使用している非充電式の電池です。これらの電池は、リチウム金属電池とも呼ばれています。一次リチウム電池は、最低の自己放電率を持ち、最長で10年の保管寿命と、最高70度の温度での使用が可能です。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
- リチウムチオニルクロリドセル
- リチウムエアセル
全体の反応式（Li/MnO2セル）: Li(s) + MnIV2O2(s) ⇌ MnIII2O2(Li+) [E° = +3.19 V]
リチウム金属電池とは
リチウムベースの一次電池は、アノードとして金属リチウムを使用する電池です。これらは、リチウム金属電池としても知られています。使い捨ての一次リチウム電池は、充電可能な二次リチウムイオンまたはリチウムポリマーと区別する必要があります。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、最低の自己放電率を持つため、最長で10年間の保管寿命があり、最高70度の温度でも使用できます。IEC標準システムの最初の文字は、電池の化学組成を識別します。Cはリチウム金属電池を意味します（例：CR2032）。
リチウム金属電池の特長
リチウムを優れた電極材料とする特性には、低い電極電位と非常に高い導電性があります。それは柔らかく加工しやすく、薄い箔に押し出すことができます。電池はいくつかの方法で分類されるかもしれませんが、便宜上の方法はカソード材料と電圧によるものです。鉄二硫化物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電池用に使用されます。他のほとんどのリチウム電池は、カソードに固体（二酸化マンガンや一酸化炭素）または高度に有毒な液体（二酸化硫黄やチオニルクロリド）を使用する3.0ボルトシステムです。
リチウム金属電池の比較と理解
各電池の能力を比較し理解するために、各種電池に固有のいくつかの重要なパラメータがあります。これらのパラメータは、特定の品質が必要な電池が求められる際の参照点です。すべての種類のデバイスと無限の目的で電池が使用されているためです。
- セル電圧: 電気電池の電圧は、正極と負極の材料が電気化学反応で作る電位差によって生じます。リチウム・マンガン二酸化物セルの場合、セル電圧は3Vです。
- カットオフ電圧: カットオフ電圧は、許容される最小電圧です。通常、電池の「空」状態を定義するのはこの電圧です。CR2032電池の公称電圧は3.0 Vで、カットオフ電圧は2.0 Vです。
- 容量: クーロンメトリック容量は、100% SOCからカットオフ電圧までの特定の放電電流で電池を放電したときに利用可能な合計アンペア時です。CR2032電池は、210-230 mAhの範囲の典型的な容量を持っています。
- Cレート: Cレートは、電池がその最大容量に対してどのくらい速く放電または充電されるかを表すために使用されます。単位はh−1です。1Cレートは、放電電流が1時間で電池全体を放電することを意味します。
- 自己放電: 電池は、接続されていなくても、また電流を供給していなくても、徐々に自己放電します。これは、負荷がかからない状態でもセル内で発生する非電流生成「サイド」化学反応によるものです。CR2032電池の室温および通常の湿度での年間自己放電率は、公称容量の1%未満です。
