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リチウムイオン二次電池材料 繰返しに強い原理とその特徴とは

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リチウムイオン二次電池材料 繰返しに強い原理とその特徴とは

オフィス、工場、各家庭にまで――我々の生活にすっかり浸透してきた電子機器。今や、何十億もの人が当たり前のように、ポケットにスマートフォンを持つ時代です。そんな時代を支えるのが、リチウムイオン二次電池。2019年には、吉野彰さんのノーベル賞受賞で大きな話題となりました。

リチウムイオン二次電池の原理

リチウムイオン二次電池の内部で、リチウムは他の金属との複合酸化物を形成し、正極(プラス側)に存在しています。吉野彰さん達によって世に出されたときのLiCoO2(正極)/C(負極)を例にとると、

LiCoO2 + 6C ⇔ Li(1-x)CoO2 + LixC6

という反応が全体として起こることで、リチウムイオンが正極と負極の間を移動し、充電または放電が行われます。この挙動が、繰返しに非常に強いのがポイントです。軽量かつ高い充放電性能によって、ニッケル水素二次電池からの世代交代に見事成功。この新しい電池無くして、電子機器はここまで普及しなかったことでしょう。

リチウムイオン二次電池の種類

当初はコバルト酸リチウムが主に用いられていましたが、コバルトはややコスト高。コストをより抑えられる材料の模索、あるいはより高い性能や熱安定性を追求する中で、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)系、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)系、リン酸鉄リチウム(LiFePO4)系などが、正極材料として提案・実用化されています。リチウムイオン二次電池とひとことで言っても、バリエーションは増え続けているんです。

リチウムイオン二次電池の安全性

万能に思えるリチウムイオン二次電池ですが、エネルギー密度の高さは、危険性の裏返し。充放電方法を誤ったり高温下に置いたりすると、性能の低下のみならず、ショートや熱暴走を起こし、実際に発火事故に繋がったケースもあります。リスクを十分ケアしていきながら、正しく安全に活用していきたいですね。


弊社では、ここまで挙げてきたリチウム系複合酸化物について、高純度のPowder品を豊富に取り揃えております。そのほか、金属元素3種以上の新規の複合酸化物材料についても、カスタム対応いたします。

興味がございましたら、お気軽にお問い合わせください。


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