リチウムイオン電池を学ぶ

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リチウムイオン電池の電極添加剤（バインダー／導電助剤／増粘剤）

これまでの連載では、リチウムイオン電池の主要構成材料である電極活物質、電解液、セパレータについて説明してきました。 集電体（金属箔）や電解質に接合している電極活物質は粉体です。そのため、多くの場合、電極活物 …

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リチウムイオン電池のセパレータ・要点まとめ解説（多孔質膜／不織布）

これまで当連載では、リチウムイオン電池の正極材料、負極材料、電解液について説明しました。 今回は、主要構成材料として残っている「セパレータ」について説明します。 １．セパレータとは？ セパレータは正極と負極 …

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固体電解質との界面構造の制御（リチウムイオン電池の基礎知識）

イオンの移動と界面抵抗 電池に電流が流れる（充放電する）と、リチウムイオンが電解質を介して正極と負極の間を移動します。 イオンの移動に伴い内部抵抗が発生します。 この内部抵抗は、電解質内や電極活物質内の移動 …

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ガラス／ガラスセラミックスの無機固体電解質とリチウムイオン電池

今回は、ガラス、あるいはガラスセラミックスのリチウムイオン伝導性無機固体電解質について説明します。 ガラスは非晶質ですが、局所的な周期構造と（X線回折では、結晶特有なシャープなピークは観察されずブロードなパ …

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結晶性の無機固体電解質とリチウムイオン電池

リチウムイオン電池に関する当連載では、「真性高分子固体電解質」「高分子ゲル電解質」と、2回にわたって有機高分子系の固体電解質について説明しました。 今回は、代表的なもうひとつのタイプの固体電解質である無機固 …

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高分子ゲル電解質とリチウムイオン電池

リチウムイオン電池に関する前回のコラム「真性高分子固体電解質とリチウムイオン電池」では、有機高分子系イオン伝導性物質と電解質塩からなり、溶媒を全く含まない真性高分子固体電解質について説明しました。 実用的な …

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真性高分子固体電解質とリチウムイオン電池

電解質を溶解してイオンに解離し、移動できる物質を「イオン伝導性物質」と呼びます。 また、イオンが溶解したイオン伝導性物質が常温常圧で固体の場合、固溶体などとして溶解し電気伝導性を示す物質を「固体電解質」と呼 …

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リチウムイオン電池の電解液② スルホンアミド系、イオン液体、水系

今回は、近年大きな進歩があった、スルホンアミド（スルホニルイミド）系電解質、イオン液体を使用した電解液、および水系電解液について説明します。 １．スルホンアミド系電解質と高濃度電解液 2000年頃から、リチ …

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リチウムイオン電池の電解液① LiPF6/EC系

本連載の別コラム「電池の性能指標とリチウムイオン電池」で説明したように、電池として機能するためには、充放電に伴い、正極と負極の間で、電荷キャリアとなるリチウムイオンが移動でき、かつ電子は移動できないことが必 …

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リチウムイオン電池の正極活物質② ポリアニオン系、リチウム過剰系

前回説明した実用化されている正極活物質であるコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム系化合物、三元系（Ni,Co,Mn）化合物は、改良されているとはいえ、熱安定性（電池の安全性）の問題を抱えていました。 また …

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リチウムイオン電池の正極活物質① コバルト酸リチウムとマンガン酸リチウム

正極活物質はリチウムイオンの供給源となり、リチウムイオンの放出、受取ができる物質です。 今回は、古くから研究され実用化されている正極活物質であるコバルト酸リチウムおよびマンガン酸リチウムについて説明します。 …

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リチウムイオン電池・炭素系以外の負極活物質

前回の連載コラム「リチウムイオン電池の負極とインターカレーション、SEIの生成」では、リチウムイオン二次電池の負極活物質として、現在最も使用されている炭素系材料について説明しました。 しかし、高体積（質量） …

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リチウムイオン電池の負極とインターカレーション、SEIの生成

今回のコラムでは、リチウムイオン二次電池で使用される「負極」について説明します。 電極とリチウムイオンの移動 下図は、リチウムイオン二次電池の模式図です。 負極（アノード；電子の放出、酸化） ALi → A …

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電池の性能指標とリチウムイオン電池

資源問題、環境負荷の低減、防災の観点などから充電できる二次電池が注目されている中、特にリチウムイオン二次電池の技術開発が続いています。 今回のコラムでは、（二次）電池の性能を表す指標を簡単に説明しながら、リ …