リチウム電池
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リチウム電池（リチウムでんち）は、負極に金属リチウムを使った電池（化学電池）である。
リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池は、電解液にリチウムイオンを使った化学電池なので、リチウム電池とは異なる。
リチウム一次電池とリチウム二次電池があるが、ここではリチウム一次電池について述べる。
目次 |
[編集] 種類
リチウム電池は、陽極の素材により次のような種類に分類できる。記号とは、IEC 60086で定められた規格名称 （CR2032など）の1文字目である。
| 記号 | 電池系 | 陽極 | 電解液 | 負極 | 公称電圧 |
|---|---|---|---|---|---|
| B | フッ化黒鉛リチウム電池 | フッ化黒鉛 | 非水系有機電解液 | リチウム | 3.0 |
| C | 二酸化マンガンリチウム電池 | 二酸化マンガン | 非水系有機電解液 | リチウム | 3.0 |
| E | 塩化チオニルリチウム電池 | 塩化チオニル | 非水系有機電解液 | リチウム | 3.6 |
| F | 硫化鉄リチウム電池 | 硫化鉄 | 非水系有機電解液 | リチウム | 1.5 |
| G | 酸化銅リチウム電池 | 酸化銅(II) | 非水系有機電解液 | リチウム | 1.5 |
最も広く使われているのは二酸化マンガンリチウム電池である。公称電圧は3ボルトと、円筒型乾電池（マンガン乾電池やアルカリ乾電池）のちょうど倍である。
硫化鉄リチウム電池は公称電圧が円筒型乾電池と同じなので、リチウム乾電池として単3形と単4形が製造されている。
 CR123A |
 CR-V3 |
[編集] 原理
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ある。
- 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。
電解液に有機溶媒を使うのは、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る。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る。
[編集] 特徴
リチウムは金属のうち最大のイオン化傾向を持ち、非常に低い電位を持つ為、これを負極として用いると、正極との電位差が開き、高い電圧が得られる。また、その原子の大きさが小さいため、容量が非常に大きく（マンガン乾電池の約10倍）、放電末期まで電圧降下が少なく、自己放電が少なく、寿命が5年ほどあるため、コンピューターのメモリバックアップ用途に用いられることが多い。
用いる有機溶媒に水よりも融点の低い溶媒を選んで用いる為、低温でも使用可能である。
[編集] 用途
外形としては、
- コイン型（ボタン型）
- 円筒型（単1型～単5型と同型、ただし電圧は異なることが多い）
- 円筒型を複数個並べた形状のもの（電池ホルダにそのまま収まり、複数個のアルカリ乾電池等と互換性がある）
- ボタン形に端子を付けたもの（メモリーバックアップなど、交換の頻度が少なく高信頼性を要求される用途）
- 円筒形で、正極にピンを付けたもの（電気浮き用）
- 006P形（3個直列9Vで電圧の互換性がある）
などの製品がある。
コイン型の製品の規格は、例えばCR2032などのように、6桁の型番で表される。これは直径が20mm、高さが3.2mmであることを示す。
主な用途は、各種の電子機器（メモリーバックアップ、コンピュータに内蔵されているリアルタイムクロックのバッテリーバックアップなど）である。電源としては、リモコン、カメラ、時計、電子メータのほか、LEDを点灯させるキーホルダーや電気浮きなどにも利用される。LEDを点灯させるには2V前後（赤色・黄色などの場合）の電圧が必要であるため、1個のセルで3Vが得られるリチウム電池は好都合である。
最近では住宅用火災警報器への需要も高まり、10年間電池を取り替えることなく安定した電源として使えるリチウム電池の本領を遺憾なく発揮している。
[編集] 関連項目
- コイン型リチウム電池
- 塩化チオニルリチウム電池 (ER)
- 酸化銅リチウム電池 (GR)
- フッ化黒鉛リチウム電池 (BR)
