リチウム電池とは何ですか?またその仕組みは何ですか?

リチウムイオン電池とは何ですか?何でできていますか?また、他の電池貯蔵技術と比較した利点は何ですか?

リチウム電池は 1970 年代に初めて提案され、1991 年にソニーによって商業生産され、現在では携帯電話、飛行機、自動車に使用されています。リチウムイオン電池にはいくつかの利点があり、エネルギー業界でのさらなる成功につながっていますが、いくつかの欠点があり、多くの議論を引き起こすテーマです。

しかし、リチウム電池とは正確には何で、どのように機能するのでしょうか?

リチウム電池は何でできていますか?

リチウム電池は 4 つの主要なコンポーネントで構成されています。バッテリーの容量と電圧を決定し、リチウムイオンの供給源となるカソードがあります。アノードにより、外部回路に電流が流れることが可能になり、バッテリーが充電されると、リチウムイオンがアノードに蓄えられます。

電解質は塩、溶媒、添加剤で構成され、カソードとアノードの間のリチウムイオンの導管として機能します。最後に、カソードとアノードを隔てる物理的障壁であるセパレータがあります。

リチウム電池の長所と短所

リチウム電池は他の電池よりもはるかに高いエネルギー密度を持っています。ニッケル水素電池は 60 ～ 70WH/kg、鉛蓄電池は 25WH/kg であるのに対し、キログラム (kg) あたり最大 150 ワット時 (WH) のエネルギーを供給できます。

また、他のバッテリーよりも放電率が低く、1 か月で充電量の 20% が失われるニッケルカドミウム (NiMH) バッテリーと比較して、1 か月で約 5% の充電量が失われます。

ただし、リチウム電池には可燃性の電解液も含まれており、小規模な電池火災を引き起こす可能性があります。これが悪名高いSamsung Note 7スマートフォンの発火を引き起こし、Samsungは生産と製造の中止を余儀なくされた。市場価値が260億ドル失われる。これは大規模なリチウム電池では起こっていないことに注意してください。

リチウムイオン電池は、製造コストも高くなります。 ニッケルカドミウム電池よりも生産量が40%多い。

競合他社

リチウムイオンは多くの代替電池技術との競争に直面しており、そのほとんどは開発段階にあります。そのような代替品の 1 つは、海水で駆動されるバッテリーです。

アクイオン・エナジーによる開発では、塩水、酸化マンガン、綿から作られ、「豊富で毒性のない材料と最新の低コスト製造技術」を使って作られたものを作っている。このため、このバッテリーは世界で唯一、ゆりかごからゆりかごまで認定されたバッテリーです。

Aquion の技術と同様に、AquaBattery の「Blue Battery」は、膜を通って流れる塩と淡水の混合物を使用してエネルギーを蓄えます。他の潜在的な電池タイプとしては、ブリストル・ロボティクス研究所の尿を利用した電池や、陽極にグラファイトではなく砂を使用するカリフォルニア大学リバーサイド大学のリチウムイオン電池があり、これにより業界標準よりも3倍強力な電池が実現されます。