「電池の図鑑」（著者：臼田昭司 発行所：技術評論社）は電池の種類や構造をビジュルアルに理解し易くまとめられた図鑑です。時間かけずに電池の特徴を理解したい方は、手に取ってご覧ください。私は化学系の出身なので、正極・負極での反応式も知りたかったので、まとめてみました。また、リチウム電池とリチウムイオン電池の違いも理解できていなかったので調べてみました。リチウムイオン電池が充電できる電池です。
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p.1 リチウム電池（一次電池で充電できません）は表にあるように正極の材質違いで５種類ぐらいあります。正極に二酸化マンガンを用いた電池がコイン形電池として広く使われています。右の写真は「CR2032」という型式のコイン形電池で、Cが二酸化マンガン、20が直径、32が厚さ3.2mmであることを表しています。正極と負極での化学反応式を載せておきます。負極にアルカリ金属のリチウムが使用されているのですね。アルカリ金属は水と激しく反応して、発火することもあるので、取り扱いは注意が必要なことがよくわかりました。最近、充電してよく使うのは「リチウムイオン電池」です。スマホ、モバイルバッテリーから電気自動車まで幅広く使われています。リチウムイオンが充電や放電の際にセパレータを介して移動して電流が流れます。正極・負極の反応は右方向あるいは左方向に進みます。
p.2 リチウムイオン電池は、使用環境により発火・爆発の危険性があります。体内に埋め込むペースメーカーはそのリスクを回避するために固体電解質のヨウ化リチウムを用いています。セパレータも不要になります。 また、発火・爆発の危険性を回避する「リン酸鉄リチウムイオン電池」が電気自動車に搭載されてきています。寿命が長く、レアメタルを使用しない、低温での放電などのメリットがありますが、エネルギー密度が低いデメリットもあります。現在デメリットの改善が進められています。
p.3 マンガン電池からリチウムイオン電池まで構造・反応式及び特徴を載せておきます。使用前にシールを剥がして使用する「空気亜鉛電池」という電池もユニークですね。正極は通常金属なのですが、この場合は空気なのです。
図鑑を眺めて疑問になったことを調べてみると勉強になります。