正極にリチウム遷移金属複合酸化物等、負極に炭素等、電解質に非水電解質等を用い、正極と負極の間をLiイオンが移動することで充放電を行う蓄電池である。1991年、ソニーが世界で初めて商品化して以来30年間…現行の充放電可能な蓄電池の中では最もエネルギ密度が高い電池系として更なる進化を続けている。ここでは、そのChemistryを含めた技術的特徴や課題を紹介します

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電池とは・・・一言で言えば「電気を貯めて使うデバイス」

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リチウムイオン電池(通称LIB)は・・・
他の二次電池に比べ…エネルギ密度が圧倒的に優れている

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充放電反応、電池としての特徴・・・

LiCoO2正極、黒鉛負極を用いた系

                                         

・SEIの功罪:負極と電解液の界面に主に充電時に形成される被膜をSolid Electrolyte Interphase (SEI)と呼ぶ。
このSEIは負極の表面に出来る・・・ある意味で不本意な電気分解生成物と言えるのだが、このSEIがあるおかげでLIBは成立していると言っても過言ではない。このSEIが保護膜として働き、負極と電解液の不本意な電気分解反応を抑制するため、長寿命が確保される。 SEIが無ければ、電解液が充放電のたびに分解し・・・電解液が枯渇する。
SEIは寿命安定性や安全性向上のためにも無くてはならないものだが、やはり少しづつ成長(微小な電気分解)し、
容量のサイクル劣化や内部インピーダンスの増加につながる。そこで、電解液に特定成分の添加剤を加え、SEIの改良により性能向上を図る試みが通常技術として使われている。

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Cellの構成・構造・・・


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市販されているLIBの形状とその特徴

■(参考)代表的なLIBの試験・評価の方法やその内訳・・・

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LIBの開発目標・・・

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開発目標に向けた技術開発内容・・・

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■リチウムイオン電池 製造プロセス事例 詳細は下記URL
https://tec-jyam.com/?page_id=266(新しいタブで開く)

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LIBは、商品としても確固たる地位を築いてしまった感があるが・・・性能の改良、特性改善は進んでいく。
未だに・・課題は多く、例えば・・・
EVの航続距離を向上するための高エネルギ密度化、EV普及に欠かせない急速充電の達成、市場受け入れ性向上のためのコストの低減、原材料資源枯渇に対応できる材料開発、
さらには、まだ解決できていない不安全性事象の撲滅など・・・
まだまだ、開発途上にあると・・と言っても過言ではない

                                                                            

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持論・独論・ひとりごと

                               

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■Ni richほど・・・容量(mAh/g)が大きい・・・というのは・・・なんか変でしょう?

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■ 円筒型電池の体積エネルギ密度の定義ってどっちが正しいのかな?

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■ LIBの寿命・・・・・・どうして劣化していくの?

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■ エネルギ密度が2倍になるとか・・・5倍になるとか・・・そんなニュースをよく見るが、ありえないでしょう?

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