リチウム電池の予備的な理解
Heltec Energyの公式ブログへようこそ!リチウムイオン電池は、スマートフォンやノートパソコン、さらには自動車など、私たちが日常的に使用する機器の電源として、私たちの日常生活に欠かせない存在となっています。この電池の原型は18世紀後半に発明され、それから200年以上が経ちました。リチウムイオン電池は、電池開発の過程で誕生した最新の電池の一つです。
電池は、一度しか使用できない乾電池(一次電池)と、繰り返し充電して使用できる電池(二次電池)に分けられます。リチウムイオン電池は、繰り返し充電できる二次電池です。他の電池と比較して、リチウムイオン電池は小型軽量という特徴があり、携帯型電子機器に最適です。さらに、大容量の電気エネルギーを蓄えることができるため、効率的な電源として活用できます。
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リチウムイオン電池が電気を生成する仕組み
電池の基本的な動作原理は、正極(カソード)、負極(負極)、そして電解質で構成されています。電池内部では、電解質がイオンを透過させ、負極から正極へ電子が流れ、電流が発生します。リチウムイオン電池などの二次電池は、充電によって負極に電子を蓄えておくことができ、放電時にこれらの電子が正極へ流れ込むことで発電します。
次に、リチウムイオン電池の特徴と利点を見ていきましょう。リチウムイオン電池が数ある電池の中で際立っている理由は、主にその独特な構造と材料の選択にあります。まず、リチウムイオン電池は正極にリチウム含有金属化合物を使用し、負極にはリチウムを吸収・貯蔵できる炭素(グラファイトなど)を使用しています。 この設計により、リチウムイオン電池は従来の電池のように電解液を溶かして電極を分解する必要がなく、発電が可能になり、電池の劣化を遅らせることができます。また、リチウムは小型軽量な元素であるため、同じ容量であればリチウムイオン電池はより小型・軽量になります。さらに、リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、メモリー効果がないことなどの利点があり、携帯型電子機器、電気自動車などの分野で広く利用されています。

リチウム電池の分類
リチウムイオン電池は、正極に用いられる金属材料によっていくつかの種類に分類されます。当初、リチウムイオン電池の正極に用いられる金属材料はコバルトでした。しかし、コバルトの生産量はリチウムとほぼ同程度で、希少金属でもあるため、製造コストが高額です。そのため、マンガン、ニッケル、鉄といった安価で環境に優しい材料が使われるようになりました。リチウムイオン電池は、使用する材料によって分類されます。それぞれの特徴を見ていきましょう。
リチウムイオン電池の種類 | 電圧 | 放電時間 | 長所と短所 |
コバルト系リチウムイオン電池 | 3.7V | 500~1000回 |
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マンガン系リチウムイオン | 3.7V | 300~700回 |
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リン酸鉄系リチウムイオン電池 | 3.2V | 1000~2000回 |
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三元系リチウムイオン電池 | 3.6V | 1000~2000回 |
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ヘルテック・エナジーのリチウム電池
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投稿日時: 2024年7月8日