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リチウムイオン二次電池

リチウムイオン二次電池とは、非水電解質二次電池の一種で、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池です。

現在では、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極にグラファイトなどの炭素材を用いるものが主流となっていて、単にリチウムイオン電池、リチウムイオンバッテリー、Li-ion電池ともいいます。

この電池の利点は、非水系の電解液を使用するため、水の電気分解電圧を超える高い電圧が得られ、エネルギー密度が高いことです。

この特徴を利用して、ノートパソコンなど携帯機器に多く使用されています。
この電池の最大の特徴は、デンドライト問題(充放電の繰り返しに伴い電極にデンドライト状(樹枝状晶)リチウムが析出し、電極を短絡させる現象)がほぼ存在しないことにあります。

ただし、常用領域と危険領域が非常に接近しているため、安全性確保のために充放電を監視する保護回路が必要なのが欠点といえます。

また、保存状態での性能保持特性はニッケル水素電池などより劣り、さらに、満充電状態で保存すると電池の劣化は急激に進行します。このため、他の蓄電池で一般的な充電方法であるトリクル充電はリチウム電池には適していません。

リチウムイオン二次電池はさまざまな利点を持つが同時に欠点も多く、利用法によっては発火・爆発する危険性があるため、市販時には複数の安全機構を内蔵した「電池パック」として供給されています。

このようにリチウムイオン二次電池は、多重の安全対策がとられていますが、それにもかかわらずノートパソコンや携帯電話において異常過熱や発火などがしばしば報告されています。

このことから、リチウムイオン二次電池の過充電特性の悪さを改良したリチウムイオンポリマー二次電池が開発され、一部では実用化されています。

ほかにも、まだアイデアの域を出ないが「カルシウムイオン電池」というのも研究され、今後様々な次世代二次電池の研究・開発が期待できます。

  

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