二次電池の種類と仕組みを知りたい！ 一次電池との違いは？ / 日本 福祉 大学 付属 高等 学校
今回は2019年ノーベル化学賞を受賞した吉野彰 博士の「リチウムイオン二次電池」についてご説明します。 理系に詳しくないママにもわかりやすい解説を心がけていますので、最後までお付き合いくださいね。 >>スマート農業とは?今までの農業と比較して良い点と今後の課題。 リチウムイオン二次電池とは? まず現代の生活はリチウムイオン二次電池が成り立たないというはご存知でしょうか? 例えばみなさんが使っているスマホやノートパソコン、ほとんどのバッテリー式の家電製品にはリチウムイオン二次電池が利用されています。 車のバッテリーなどは別ですが、世の中のかなりのバッテリーがリチウムイオンからできているのです。 ちなみに二次電池の二次とは充電可能という意味です。 乾電池(単三電池など)は充電ができないので一次電池と呼ばれることもあります。 >ABC予想とは?中学生にもわかるように解説します。 リチウムイオン二次電池はどんな電池? 二次電池とは. さて今年、リチウムイオン二次電池の受賞者として3名の研究者が選ばれました。 アメリカ人のジョン・グッドイナフ博士、スタンリー・ウィッテインガム博士・そして日本の吉野彰博士です。 この3人はリチウムイオン二次電池の重要な発展を支えた研究者です。 そもそも理想的な電池とはどのような電池でしょうか? スマホをイメージしてもらえると良いですが、重い電池は誰も使いたくないですよね? そのため電池は軽く、そのうえ電池としての力(電圧)が高いことが理想です(電圧が高いとスマホなどの画面を明るくすることができます)。 この条件を満たしているのがリチウムイオン電池の原料であるリチウムです。 リチウムは周期表でいうと3番目の元素です。 そのため非常に軽いという特徴があるため、これを原料とした電池も非常に軽くすることができます。 しかしながら、リチウムには不安定な物質であるという特徴もあります。 そのため、ちょっとした水をかけたり刺激を与えるだけで燃えてしまうなど非常に扱いづらい物質でした。 >>小学生の理科離れの原因と改善方法を考えてみた。 リチウムイオン二次電池はどうやって発明された?
二次電池とは
読み方 : にじでんち 別名: 2次電池 , 充電式電池 , 充電池 , 蓄電池 , バッテリー 【英】 battery, rechargeable battery, storage battery 二次電池 とは、 充電 することで 再利用 できる 電池 のことである。 二次電池は、 携帯電話 、 デジタルカメラ 、 ノートパソコン などの 機器 に 使用 される 小形 充電式電池 と、車などに使われる 鉛蓄電池 ( なまりちくでんち )とに 分類 される。 小形 充電式電池 に 分類 されるものとして、 ニカド電池 ( Ni-Cd 電池 )、 ニッケル水素電池 ( Ni-MH電池 )、 リチウムイオン電池 ( Li-ion電池 )などがある。 二次電池は 繰り返し 使える ため、「 使い切り 」の 電池 である 一次電池 に 比べ て 経済的 であり、 環境 に 配慮 した 電池 である といえる 。なお、 電池 や 機器 の メーカー は、「 資源の有効な利用の促進に関する法律 」( 平成13年 4月 施行 )によって、 小形 充電式電池 を 回収 ・ 再資源化 することが 義務 付け られている。 参照リンク 電池の知識:電池の種類 - ( 社団法人 電池工業会 ) 3R政策 - ( 経済産業省 ) - (JBRC)
ナトリウムイオン電池 ナトリウムイオン電池は、レアメタルで高価なリチウムを使わず、リチウムイオン電池(LIB)と同じ原理で充放電する二次電池です。 レアメタルに対してコモンメタル(汎用金属)と呼ばれるナトリウムは安価で、海や陸に無尽蔵にあります。 現在、全固体電池と並んで最も実用化に近づいている次世代電池の1 つであり、LIB と比べて、重量エネルギー密度はまだ届かないものの、サイクル寿命はすでに上回っています。 (※11) 5. 多価イオン電池 リチウムイオン電池(LIB)をはじめ、ナトリウムイオン電池やカリウムイオン電池は、どれも1 価のイオン(Li+、Na+、K+)が電荷を運びます。 1個のイオンがプラス1 の電荷を運ぶのですが、マグネシウムイオン(Mg2+)やアルミニウムイオン(Al3+)、カルシウムイオン(Ca2+)などの多価イオンは、 1 個のイオンがプラス2 以上の電荷を運びます。つまり、多価イオン電池はLIB などより2 倍、3 倍大容量の二次電池になる可能性があるのです。 ほかにも、安全性が高く、体積エネルギー密度が大きいなどの共通した長所があり、資源量が豊富でLIB より製造コストが安いことも大きな利点です。 その反面、作動電圧が劣り、多価ゆえに電解液中や電極中でのイオンの移動速度が遅く、瞬発力がないという欠点があります。 また、金属負極にした場合、1 価のイオン電池よりはデンドライトが発生しにくいとはいえ、電池によってはその危険性が残ります。 現状では、より安全で、より性能を高められる電解液や電極材の探索が続いています。 (※12) Q. 二次電池と一次電池の違いを教えて下さい。 【回答】一次電池は使い切りタイプ。二次電池は充電して繰り返し使えるタイプのものです。 詳しくはコチラ を参照ください。 Q. 二次電池の寿命を教えて下さい。 【回答】サイクル寿命で500~2, 000と幅があり、また劣化によっても寿命は短くなります。 Q. 二次電池の仕組みを教えて下さい。 【回答】リチウムイオンの吸蔵・脱離(インターカレーション)による酸化還元反応で発電します。 放電時、負極活物質からリチウムイオンが脱離し、正極活物質に吸蔵されます。 負極で放出された電子は、外部回路を通って正極に達し、そこで正極活物質に受け取られリチウムイオンが吸蔵されます。 充電時にはこれと逆の反応が可逆的に起こります。 引用書籍について (※1)白石 拓『最新 二次電池が一番わかる (しくみ図解) 』技術評論社, 2020年 P. 140 (※2)前掲書 P. 140-141 (※3)前掲書 P. 144-145 (※4)前掲書 P. 10-11 (※5)前掲書 P. 168-169 (※6)前掲書 P. 146 (※7)前掲書 P. 168-169 (※8)前掲書 P. 178-179 (※9)前掲書 P. 182 (※10)前掲書 P. 二次電池とは小型充電式のこと. 184 (※11)前掲書 P. 186 (※12)前掲書 P. 188
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6/26(土)大同大学大同高校にて、愛知県1部リーグの試合が行われました。愛知県1部リーグVS 大同大大同前半 1-1後半 1-0合計 2-1 4部リーグと同時並行で、愛知県1部リーグの試合が行われました。 久しぶり […] Posted: 6月 26th, 2021 under 31サッカー部. 6/26(土)天白高校にて、愛知県4部リーグの試合が行われました。愛知県4部リーグVS 知多翔洋前半 1-1後半 0-2合計 1-3 梅雨の湿度と熱気を感じる本日、久しぶりの4部リーグ戦が行われました。 前半早々にP […] Posted: 6月 26th, 2021 under 31サッカー部, 未分類. Comments: none