１.リチウムイオン電池の構造

リチウムイオン電池は正極と負極の2つに分けられます。
その正極と負極をリチウムイオンが電解液を介して往復することで充電・放電がされます。
正極には、コバルトやニッケル、マンガン等が材料として利用されます。
負極には、炭素系材料や酸化系材料が材料としてよく利用されます。

近年の研究では、炭素系材料と比較し、酸化系材料のチタン酸リチウム (LTO) を採用したリチウムイオン二次電池が安全性が高く、低温特性に優れているといわれています。

先述のように、正極と負極をリチウムイオンが電解液を介して往復することで充電・放電がされるという構造となっています。

この仕組みを充電・放電に分け紹介します。

充電では、充電器で電流を流し、正極側のリチウムイオンが負極側に移動させることによって正極・負極間に電位差が生まれます。
これによって、電池が充電されるという仕組みです。

放電では、正極側と負極側に放電回路というものを接続します。
放電回路を接続したことにより生まれた電位差をもとに戻すため負極側から正極側に電子が移動します。電子が移動することで電流が発生します。
その電流の負荷によって放電がされるという仕組みになっています。

2.リチウムイオン電池の優れた特性とは？

リチウムイオン電池には、他の電池と比較し優れた特性があります。
その優れた特徴として以下の8つがあげられます。

（１）エネルギー密度の高さ

リチウムイオン電池はニカドやニッケル水素といった他の二次電池に比べて体積エネルギー密度が高いと言われています。
エネルギー密度が高いことによりリチウムイオン電池は小型化することができます。小型化できるという点により携帯電話やPCにリチウムイオン電池が利用されています。

具体的に紹介すると、リチウムイオン電池はニカド電池やニッケル水素電池と同じエネルギー量をニカド電池やニッケル水素電池の約半分のスペースに蓄えることが可能です。
また重量エネルギー密度的にもニッカド電池の約１／３、ニッケル水素電池の半分の重さで同じエネルギーを放出する事ができます。

（２）エネルギー容量の高さ

リチウムイオン電池は他の電池の常識を超える最大２４０Ahの強力なセルがあり、従来の小型のものに加えて、大型蓄電システムや電気自動車まで幅広く対応できます。
この高いエネルギー容量をもつという特性から、リチウムイオン電池は大きなエネルギーを必要とする機器に幅広く利用されています。

（３）充放電特性の高さ

リチウムイオン電池は本来、高出力を必要とするものには不向きとされていました。
しかし最近の技術の発展により高い充放電特性も兼ね備えることになり、使える用途がさらに広がりました。

（４）動作電圧の高さ

リチウムイオン電池の動作電圧は３．７Vです。ニカド電池やニッケル水素電池の約３倍の高電圧が得られます。
つまり、リチウムイオン電池は少ないセル数で従来の電圧に対応する事ができるということです。

（５）安全性の高さ

リチウムイオン電池は危険というイメージが以前はありましたが、近年ではほぼ全てのリチウムイオン電池にBMS(バッテリーマネジメントシステム)と言われる安全制御を行うシステムが設置されており、このBMSを通じて過充電、過放電はもちろん温度管理もされています。特に産業用のリチウムイオン電池の場合、小型のものに比べて容量が大きい事もありBMSで各ユニットのセルバランスまで調整してくれるものもあります。

（６）保存特性の良さ

リチウムイオン電池の一月あたりの自己放電率はおよそ５％程で、ニカド電池やニッケル水素電池の自己放電率と比較した際１／５以下に押さえることができ、数ヶ月間放置しておいてもほぼ同量のエネルギーを取り出す事が可能です。
この保存特性の良さがリチウムイオン電池が長持ちするといわれる秘訣です。

（７）優れたサイクル特性

リチウムイオン電池はそのサイクル特性の高さから充電・放電を何度も繰り返すことができます。放電深度80％で約1500回、放電深度50％で約3000～4000回のご使用が可能です。

スマートフォンやPCのバッテリーを何度も充電できるのはこのリチウムイオン電池の優れたサイクル特性によるものであるといえるでしょう。

（８）メモリー効果がない

メモリー効果のあるニカド電池やニッケル水素電池の場合、浅い充電を繰り返すと電池そのものの放電容量が下がると言われていましたが、リチウムイオン電池にはそのようなメモリー効果はありません。よってリチウムイオン電池は継ぎ足し充電などが可能であり、従来のニカド電池やニッケル水素電池のように放電機は必要ありません。このメモリー効果がないという特性もリチウムイオン電池がスマートフォンや車載用バッテリーとして幅広く利用される理由のひとつであるといえます。

以上のようにリチウムイオン電池は他の電池や二次電池と比べ優れた特性を持っていることから
現代で欠かせないスマートフォンやPCバッテリー、さらには車載用バッテリー等に利用されているということが分かります。

３.リチウムイオン電池のことなら産業用蓄電池・開発・製造センター.comにお任せ！

産業用蓄電池・開発・製造センターcomを運営する株式会社エジソンパワーでは、車載用リチウムイオン電池をはじめとした蓄電池・産業用蓄電池の開発から製造・メンテナンスまで一貫対応しております。

構想段階からの開発設計の対応、お客様の試作開発製品への1個の蓄電池の設計・製作にも対応します。また、製品か後の量産化にも対応が可能です。

蓄電容量１～100ｋWh（最大1MWh）、電流値では10～200A、電圧はDC48～72Vや、高出力のDC400Vにまで対応できます。

「産業用蓄電池を導入したいんだけど、どこに頼めばいいかわからない…。」「こんな形の高電圧の蓄電池をオリジナルでほしい！」こんなお悩みにお応えすることができるのが、私たちが選ばれる理由です。

実績や技術情報も多く検査設備や検査体制も整っていますので、
車載用のリチウムイオン電池をはじめとした蓄電池・産業用蓄電池のことなら産業用蓄電池・開発・製造センター.comにお任せ下さい！

＞＞ご相談・お問い合わせはこちら