リチウムイオン電池ってどんな仕組み?

「リチウムイオン電池」って何?どんな特長があるの?

リチウムイオン電池は、正極と負極を持ちその間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う電池のことです。
(一般に、くりかえし充放電が可能なものを二次電池、使い切りのものは一次電池と呼ばれます)
大容量の電力を蓄えることができ、身近なものだと携帯電話やPCのバッテリー、産業用ではロボットや工場・車など幅広い用途で使用されています。

へえ~ スマホのバッテリーとか、結構身近な電池なんですね。
そういえば、そもそも「リチウム」ってなんでしたっけ?

リチウムは自然の鉱物からできているんだ。
元素記号の呪文でも出てくるよ。
「スイ ヘー リー ベ…♪」って唱えたよね♪


「リチウムイオン電池」という名前なら、性能はみんな同じ?

電池の形状や正極・負極に使用する素材の違いなどで特長が異なり、リチウムイオン電池の中にも様々な種類があります。
例えば東芝の産業用リチウムイオン電池SCiB™に関して言えば、負極にチタン酸リチウムを使用することで「安全性」「長寿命」「低温性能」「急速充電」「高入出力」「大実効容量」など他にはない特長を持っています。

「リチウムイオン電池」と言っても十人十色!
名前だけで判断せず、機能をしっかり確認しよう。


「リチウムイオン電池」はどうやってエネルギーを貯めているの?

リチウムイオン電池は主に①正極と負極 ②正極と負極を分けるセパレーター ③その間をうめる電解液で構成されています。正極と負極はそれぞれリチウムイオンを蓄えられるようになっており、このリチウムイオンが電解液の中を通って正極、負極と移動することで、エネルギーを貯めたり使ったりすることができます。

エネルギーを貯めるとき(充電時)

  1. 充電器で電流を流す。
  2. 正極側にあるリチウムイオンが、電解液を通って負極側に移動。
  3. 正極と負極の間に電位差が生じて電池が充電される。

エネルギーを使うとき(放電時)

  1. 正極と負極を繋ぐ放電回路を作る。
  2. 負極に蓄えられていたリチウムイオンが正極に向かって移動。
  3. エネルギーが使われる。

リチウムイオンの動きの繰り返しで、電池を
貯めたり使ったりすることができるんだよ。

リチウムイオンさんって行ったり来たりでよく働きますね~
働き方改革したらいいのに


よく比較される「鉛蓄電池」と「リチウムイオン電池」はどう違うの?

一般的には鉛蓄電池よりもリチウムイオン電池の方が軽く、急速充電などに優れています。
また、環境負荷の大きな材料を使っておらず環境に優しいのも特長の一つです。

ワタシが使っている鉛蓄電池も便利なんですけどね…
安いし昔から使ってますし。

そうだね、どの電池がNo.1かなんて「どう使いたいか」によって違うから一概には言えないんだ。(用途、環境、素材など)だからこそ、勉強して自分にピッタリの電池を選べるといいね!

本当に自分にピッタリの電池ですかぁ~ 運命的ですね!
もう少しリチウムイオン電池について知りたくなってきました!

じゃあ、次回の「電池の学校」2限目では、自分に合った
電池の選び方を教えちゃうよ!見てね!



リチウムイオン電池のこと

スマイル


特長 東芝の産業用リチウムイオン電池 SCiB™搭載のAGV


特技 急速充電でテキパキ働くこと


目標 リチウムイオン電池の良さを広めたい!


AGV:工場などで走っている自動搬送車

レトロ


特長 鉛蓄電池搭載のAGV


特技 よーく眠ること


目標 ワークライフバランスでゆったり暮らす!


基礎コラム