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リチウムイオン電池の仕組み 世間では、「鉛蓄電池は古い技術」という認識があります。 リチウムイオン電池は、近代的でクリーンであり、エネルギー密度が3～4倍あり、サイクル寿命も長いという、これまでとは異なるイメージを持っています。 そんな中、150年の歴史を持つ鉛蓄電池の技術は、どのようなメリットをもたらす可能性があるのだろうか。 見出しの裏を見て、宣伝文句に使われているデータを見て、ちょっとした常識や基本的な研究、初歩的な科学を適用してみると、すべては見かけ通りではありません。 実際のところはかなり違うことがわかります。 1つ目の誤解は、体積密度と比エネルギー密度に関するものです。 4〜5倍というヘッドラインの値は、比エネルギー密度と、まだ商業的に使用されていないいくつかの限られたリチウムイオン電池の化学的性質にのみ関係しています。 Fig. 2では、リチウムイオン電池セル用の正極をいくつか比較しています。最も安全なLi-FePO4化学では約100Wh/kg、ニッケル・コバルト・アルミニウム酸化物では200Wh/kgを超えます。 鉛蓄電池の図を以下に示します。 図2 各種電池のセルレベルのエネルギー密度 図3 リチウムイオン電池と鉛蓄電池のセルレベル、システムレベルでの比較 これらの値はシングルセルのレベルにのみ適用され、パックや使用中の状態には適用されません。 Fig. 3 は，さまざまなバッテリー化学物質のセルおよびシステムレベルでのエネルギー密度を示しています。 リチウムイオン電池セルのエネルギー密度は、接続、冷却、安全性、電池管理のための設備をすべて完備した状態では、実質的に半分になります。 セルレベルでの優位性である比エネルギー密度3～5倍が、2～3倍に低減されます。 リチウム正極の化学的性質によっては、アプリケーションによっては、完全に設置されたバッテリーシステムのエネルギー密度が、リチウムイオン電池と鉛蓄電池の間でほぼ同等になることも考えられます。もう1つの要素である「サイクルライフ」も混乱の原因となっています。 リチウムイオン電池の容量が定格の80％以下になるまでのサイクル数は？ 2、3千？ 表1は、性能とサイクル寿命に関するさまざまなリチウムイオン正極材料の概要を示している。

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪਾਵਰ ਸਰੋਤਾਂ ਜਾਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਸਟਰੀ ਦੇ ਅੰਤਰ-ਅਨੁਸ਼ਾਸਨੀ ਵਿਸ਼ੇ ਦੇ ਅਧੀਨ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਕੰਡਕਟਰਾਂ (ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਸਮੱਗਰੀ) ਅਤੇ ਆਇਓਨਿਕ