リチウムイオンバッテリーの
種類と特徴とは?基礎・基本を学ぶ

No.161 長谷川正の「言ったモン勝ち」


リチウムイオンバッテリーの種類と特徴とは?

リチウムイオンバッテリーの定義

リチウムイオンバッテリーの定義とは、電極にリチウムという金属を含んだ化合物を使用していることを指し、その電極間を取り持つ電解質(電解液)を化学反応によって発生したイオン(電子)が移動することで電気が生み出されます。電極には正極(プラス)と負極(マイナス)がありますが、その両極をショートさせないためにセパレーター(ポリオレフィン製微多孔膜)と呼ばれる分離膜で隔離しています。またチタン酸系を除き、一般的には正極にリチウム酸化物(負極にはグラファイト:黒鉛)が使われますが、その酸化物の種類によってリチウムイオンバッテリーも細かく分類されています。ちなみに、学校の化学の授業でスイ(H:水素)ヘイ(He:ヘリウム)リー(Li:リチウム)ベ(Be:ベリリウム)~♪と唱えた通り、リチウムは水素、ヘリウムに次いで3番目に軽い元素のため、小型・軽量が求められるスマホやPCのバッテリーなどの幅広い用途で使用されています。

リチウムイオンバッテリーの種類と特徴

セパレーターの機能

セパレーターは電極間を隔離してショートを防ぎつつ、表面の小さな孔(穴のようなもの)からリチウムイオンを透過させるという特性を持っています。そのため、バッテリーが異常発熱して高温になった場合、素材のポリオレフィンが溶融して孔を塞ぎ、過剰なリチウムイオンの移動を阻止するという機能も備えています。つまり、異常時にバッテリーの機能を停止させる安全装置(シャットダウン特性)の役割を担っており、地味ではありますがバッテリーにとっては決して欠かすことができない部材となっています。ちなみに、現在開発が進められている全固体電池では、固体の電解質がセパレーターの役割を果たすため、従来のバッテリー構成とは異なっています。

参考)バッテリーパノラマスタンド
参考)長谷川製作所の得意技術(防水照明器具製造)
参考)リチウムイオンバッテリーの劣化と寿命とは?基礎・基本を学ぶ


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