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2018年5月11日 (金)

EV,FCV,HV(11)

3)リチウムイオン電池(lithium-ion battery)
 リチウムイオン電池は,電解質中のリチウムイオンが電気伝導を行う二次電池であり,正極にリチウム金属酸化物,負極にグラファイト等の炭素材を用いる.従来の鉛蓄電やニッケル水素電池では,電極と電解質の間で酸化還元反応が行われ,電極間を流れるイオンは電解質由来のものである.ところが,リチウムイオン電池では,電極と電解質で化学反応は起きず電解質の中をリチウムイオンだけが移動するという特徴を持つ.このような電池を,ロッキングチェアー型またはシャトルコック型電池と呼び,電解液はリチウムイオンの通り道としての役割しかない.
 
 放電時の化学反応はつぎのとおりである.
(負極)LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
(正極)Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- → LiCoO2
(全体)Li1-xMO2 + CLix → LiMO2 + C

 充電時はこの逆の反応が起こる.

 リチウムイオン電池の長所としては次の点が挙げられる.
・得られる電子がxe-とx倍になるため,他の二次電池よりもエネルギー密度が高 い
・メモリー効果が無い
・自己放電がニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池の1/10程度と非常に少ない

 しかし,短所としては,次の点が挙げられる.
・過放電、過充電共に異常発熱の危険性があり、保護回路が必須である
・大電流放電に適さない
・低温特性がニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池よりも劣る

 リチウムイオン電池は鉛蓄電池やニッケル水素電池より同じ体積で電気容量を増やせるため,上記短所を克服しながらEV用として用いられている.

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