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リチウムイオン電池は改の余地Hく今後も成長しける

今Qのノーベル化学賞は、リチウムイオン電池の発vである盜颯謄サスj(lu┛)学オースチン鬚John Goodenough、ニューヨークξj(lu┛)学ビンガムトン鬚Stanley Whittinghamと共にリチウムイオン2次電池の実化にこぎつけた、旭化成の@誉フェロー、吉野彰がp賞した。今Qのb賞理y(t┓ng)はk般にもわかりやすい業績である。

リチウムイオン電池を最初に実化したのは、ソニーが1989Qに発表した携帯型ビデオカメラ「ハンディカム」に搭載された時だった。ソニーのハンディカムは、当時のr田社長の(gu┤)令の元、パスポートサイズのビデオカメラ実現を`指し、リチウムイオン電池、CCDイメージセンサ、高密度プリント基\術など新\術が満載のだった。CCDイメージセンサは、今でこそCMOSセンサに代わったが、当時は真空管式の撮鬼匹靴世になかった。高電圧を使うためeち運びは実嵬詰だった。H層プリント基\術をc效にeってきたこともソニーが初めてだった。

当時のソニーは現在のAppleのように、誰も開発したことのないを世に送り出すことをミッションとしており、ウォークマンをはじめ、CD-ROM、MDディスク、CD-ROM搭載のゲーム機PlayStationなどの発もソニーが先鞭をつけた。

2019Qのノーベル化学賞をp賞した吉野が開発したのは、リチウムイオン電池実化のカギとなる負極と極の材料、負極にカーボン、極にLiCoO2をいたことでW性が\した、今日のリチウムイオン電池の原型だ。リチウムイオン電池は今や世c中に普及しており、にスマートフォンの心臓陲箸發い┐襦8什漾旭化成はセパレータを攵しているが、これはPolypore InternationalのA収により}に入れている。

リチウムイオン電池は基本的に、極と負極の間に負荷を接すると電流が流れるという電池である。極材料のLiCoO2からLiイオンが負極に向かって電解]の中を流れていく、という仕組みだ。セパレータがなければ電極からLiイオンが常時流れ出してしまうため、電解]の中を分`しなければならない。この分`膜がセパレータである。セパレータはLiイオンだけを通すようなH孔の膜である。

逆に充電する場合は、負極にへばりいているLiイオンを極笋北瓩垢燭瓩傍侫丱ぅ▲垢鬚ける。Liイオンがセパレータをうまく通りsけ当初の極材料T晶のサイトに戻れば劣化しないが、ずしもてのLiイオンがセパレータ膜を通りsけ、元のLiイオンのsけ穴に確に収まるとは限らない。このため極材料のT晶性が劣化していくことになり、充放電を繰り返していくと電池容量は劣化していくことになる。1000v度も充放電を繰り返すと電池は劣化するが、今後劣化の少ない電池が発されれば、リチウムイオン電池はさらにが広がっていく。

吉野のp賞インタビューの中で、リチウムイオン電池は実化されてからしばらくは鳴かず飛ばずであったが、ブレークしたのは1995Qだったと述べている。カムコーダはスマホほど数量が出ないため、じれったく思われたのであろう。95Qは携帯電B機が普及し始めたQだ。携帯電B機は1980Q代後半にショルダーフォンと}ばれる肩Xけ式の電B機から始まり、これも鳴かず飛ばずで、高級O動Z所~vが使っていただけにとどまった。しかし、リチウムイオン電池を搭載するようになり、半導の低消J電化と伴い、ようやく携帯できる電B機となった。

すでに電気O動Zにもリチウムイオン電池が使われており、電池をH数積むことで走行{(di┐o)`400km度まで実現している。しかしたくさん積めば積むほど_くなるため、電池の数をもっとらして1vの充電で遠くまで走行できることが求められている。このためにはリチウムイオン電池の改良が望まれる。またWCではwの電解をいるwリチウムイオン電池が開発されているが、電池容量の点ではまだ満Bできる段階ではない。

バッテリの充放電がWに行われるように管理する半導BMIC(Battery Management IC)は中のアナログ半導メーカーが参入しているが、BMICの進化もリチウムイオン電池の走行{(di┐o)`、電池容量性Δ覆匹鮟j(lu┛)きく改させる余地がある。リチウムイオン電池とその周辺\術はこれからも発tする成長噞といえる。

(2019/10/15)
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