リチウム電池の原理

リチウムの英語名 Lithium は、ギリシャ語の lithos に由来し、「石」を意味する。アルフェドソン(J.A.Arfvedson)が1817年にペタル石の分析によって発見されています。
二酸化マンガンリチウム電池は、正極に二酸化マンガン、負極に金属リチウム、電解液には、有機溶媒にリチウム塩を溶解させたものを用いている。化学反応式は次の通りです。

 

●正極 MnIVO2+Li++e-→MnIIIO2(Li+)
●負極 Li → Li++e-

 

負極に使う金属リチウムは、反応性が極めて高いので、アルミニウム等との合金を用いる場合も多い。
電解液に機溶媒を使うのは、リチウムは水分と速やかに反応して水素を発生するからである。

 

プロピレンカーボネートやγ-ブチロラクトン、ジメトキシエタン等が多く用いられています。
また、電解質には、無機・有機の含フッ素化合物や過塩素酸のリチウム塩が用いられています。

 

リチウム電池

 

上図のように、リチウム金属酸化物を使った正極と炭素などを使った負極の間をリチウムイオンが移動して電気が起きる仕組みとなっています。
両極間を絶縁シートで挟んで何層にも積み重ねた構造が一般的です。