最新のエネルギー貯蔵システムや電気自動車の中核となる電源として、リチウムイオン電池の安全性と信頼性は、数え切れないほどの家庭の生命と財産の安全に直接関係しています。携帯電話のバッテリーの膨張から電気自動車の自然発火に至るまで、バッテリー故障の事例は頻繁に見出しになり、広く社会の不安を引き起こしています。では、なぜリチウムイオン電池は故障するのでしょうか?これらの失敗を引き起こす根本的なメカニズムは何でしょうか?そして、それらにどのように対処すべきでしょうか? I. リチウムイオン電池の基本特性 バッテリーの故障を理解するには、まずバッテリー自体を理解する必要があります。リチウムイオン電池は、正...
I. リチウムイオン電池の容量低下現象の分析 正極、負極、電解質、セパレータはリチウムイオン電池の重要な構成要素です。リチウムの挿入・脱離反応は正極と負極で起こり、各電極に挿入されるリチウムの量が電池容量に影響を与える主な要因です。したがって、最適な電池性能を確保するためには、正極と負極の容量バランスを維持することが不可欠です。 一般的に、リチウムイオン電池は有機溶媒と電解質(リチウム塩)からなる電解液を使用します。この電解液は、十分な導電性と安定性を持ち、電極との適合性が必要です。セパレータに関しては、その性能が電池の内部抵抗と界面構造を決定する主な要因であり、容量低下に直接影響します。高品...