リチウムイオン電池の仕組み
リチウムイオン電池は、軽量で高エネルギー密度を持つ再充電可能な電池です。正極(カソード)と負極(アノード)の間でリチウムイオンが移動することにより電力を生成します。この移動は充電と放電の過程で逆方向に行われ、その際に電池はエネルギーを蓄えたり放出したりします。
エネルギーを 貯めるとき (充電時)
- 充電器で電流を流す。
- 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。
- 正極と負極の間に電位差が生じて電流が充電される。
エネルギーを 使うとき (放電時)
- 正極と負極を繋ぐ放電回路を作る。
- 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。
- エネルギーが使われる。
リチウムイオン電池の特徴
エネルギー密度が高い
リチウムイオン電池の重量エネルギー密度は155Wh/kgとニッカド電池の約3倍、ニッケル水素電池の約2倍あります。体積エネルギー密度は400Wh/lでやはりニッカド、ニッケル水素電池の2倍近くあります。
動作電圧が高い
従来、リチウムイオン電池は高出力が苦手と言われていましたが、最近では4C放電も可能な高機能リチウムイオン電池が登場しています。今まで、ニッカド電池やニッケル水素電池が使われていた分野でも今後リチウムイオンに置き換わっていくと予想されます。
メモリー効果がない
ニッカド電池やニッケル水素電池のように、浅い充放電を繰り返すと容量が減少してしまうメモリー効果が全くありません。使いたいときに使い、充電したいときに充電するいわゆる継ぎ足し充電が可能です。
高い安全性
電池外部にも安全を確保するための保護回路を使用するため、危険性はほとんどありません。
環境にやさしい
充放電を繰り返すサイクル特性は500回以上可能です。使い方によっては1000回以上も可能で電池廃棄の回数が減り、環境にも優しい電池です。
電気密度 | 電圧 | 環境 | 安全性 | メモリー効果 | 自己放電 | |
---|---|---|---|---|---|---|
ニッカド電池 | △ | △ | × | 〇 | △ | △ |
ニッケル水素電池 | 〇 | △ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
リチウムイオン電池 | ◎ | ◎ | 〇 | 〇 | ◎ | ◎ |
◎特に優れる 〇優れる △平均的 ×劣る
リチウムイオン電池の用途
リチウムイオン電池はその汎用性と高性能により、私たちの日常生活をはるかに超えた多様な用途で活躍しています。スマートフォンやラップトップから始まり、電気自動車、再生可能エネルギーの蓄電システム、さらには医療機器や宇宙探査機など、あらゆる分野で重要な役割を果たしています。
- スマートフォン
- ラップトップコンピュータ
- タブレット
- デジタルカメラ
- ビデオカメラ
- 電気自動車(EV)
- ハイブリッド車(HV)
- 電動工具(ドリル、サンダーなど)
- 電動自転車
- 電動スクーター
- 無人航空機(ドローン)
- スマートウォッチ
- ワイヤレスイヤホン
- ポータブル音楽プレーヤー
- 電動歯ブラシ
- 電動ひげ剃り
- ゲーム機
- ポータブルバッテリー(モバイルバッテリー)
- 電動車椅子
- ソーラー発電システムの蓄電装置
- バックアップ電源(UPS)
- リモコンカー
- 電動玩具
こんなところにも!?
人工心臓
リチウムイオン電池は小型で長時間動作するため、人工心臓の動力源として使われています。
宇宙探査機
宇宙ミッションで長期間にわたる電力供給が必要な探査機や人工衛星にも使用されます。
スマート衣類
着ることができる技術製品に組み込まれ、暖房や照明などの機能を提供します。
海底探査装置
海洋探査や研究で使用される装置にも搭載されています。
スマートグラス
AR(拡張現実)やVR(仮想現実)の体験を提供するスマートグラスの電源として。
救命胴衣
自動膨張式の救命胴衣に組み込まれ、水に触れると膨張する仕組みに使われます。
電子タグ(RFID)
商品追跡や在庫管理で使われる電子タグにも小型のリチウムイオン電池が使われることがあります。
スマート農業装置
土壌湿度や温度を監視するセンサーに使われ、リモートで農業管理を支援します。
リチウムイオン電池とタブリードとの関連性
タブリードはリチウムイオン電池の重要な構成要素であり、その性能と安全性に大きく寄与します。タブリードは電池内の電極と外部の回路を接続するための端子です。この接続により電池からのエネルギーの流れが可能となり、電池の充放電を実現します。電池の効率や安定性を高めるために、タブリードは耐電解液性、高い機械的強度、そして優れた導電性を備えている必要があります。
当社は、この重要な部品であるタブリードの開発と生産に特化しています。さまざまなサイズや形状のカスタマイズされたタブリードを提供し、特にリチウムイオン電池の性能向上に貢献します。
リチウムイオン電池がどのように機能し、私たちの生活や技術の進歩に不可欠な存在となっているのかを探ります。
このページでは、リチウムイオン電池の基本的な仕組み、その顕著な特徴、広範囲にわたる用途、
そして電池性能を最大化するためのタブリードとの重要な関連性について解説します。