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リチウム空気電池

リチウム空気電池はリチウムイオン電池より高容量化できる次世代の二次電池。電気自動車の航続距離を飛躍的にのばせると期待されています。

更新日: 2012年11月10日

SJNさん

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リチウム空気電池の動作原理

リチウム空気電池は、負極側に金属リチウム、正極側に空気極を用いる二次電池です。空気極には、酸素を通しやすい軽量の炭素材料を用います。

放電時の動作:負極側のリチウム原子が電子を放出してリチウムイオンとなり、電解質を通って正極に移動。正極で大気由来の酸素と反応。反応生成物(酸化リチウムなど)が正極に堆積します。

充電時の動作:正極側の反応生成物が分解して酸素とリチウムに戻り、酸素は大気に放出されます。リチウムは放電時と逆方向に移動し、負極に蓄積されます。

比喩的には、リチウム空気電池は放電時に酸素を吸い込み、充電時にそれを吐き出すと言えます。正極活物質としての酸素は電池セルに収める必要がなく、大気中にあるものを利用できるため、リチウムイオン電池よりも大きな容量が期待できます。

リチウム空気電池の問題点

放電時に正極(空気極)に堆積する反応生成物(酸化リチウムなど)が充電時に完全に分解されず、充放電を繰り返すことで正極が目詰まりを起こします。このため酸素を取り込めなくなり電池として動作しなくなってしまうという問題があります。電極材料、電解質などを工夫することで、繰り返し充放電しても動作が止まらないリチウム空気電池の研究が進められています。

以下、最近のニュースから研究開発事例をいくつか紹介します。

リチウム空気電池の研究開発動向

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