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【ノーベル賞候補】リチウムイオン二次電池の発明者@吉野 彰氏

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【ノーベル賞候補】リチウムイオン二次電池の発明者@吉野 彰氏
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スマホやパソコンのバッテリーに利用されている「リチウムイオン二次電池」を開発したのは旭化成顧問の吉野彰氏(68歳)。
今、もっともノーベル賞に近いといわれている方です。
二次電池とは、繰り返し充電して使える電池のこと。
他の二次電池は、最後まで使い切ってから再充電しないと、次から電圧が下がってしまう『メモリー効果』の問題がありますが、この電池ではその影響がほぼありません。
デジタル機器の急速な発展により、小型で大容量なリチウムイオン二次電池の需要が急増。現在、その市場規模は2兆円以上ともいわれています。
しかも、バッテリーとして使われている電気自動車が普及しはじめたことで、クリーンエネルギーへの関心が高まり、ヨーロッパでの評価されているのです。

リチウムイオン二次電池のメカニズム

リチウムイオン電池は、

・正極にリチウム金属酸化物orマンガン酸リチウム

・負極にカーボン系材料orカーボン系材料

が使われています。

充電すると、正極から負極に電子が移動すると共に、正極からリチウムイオンが飛び出し、負極のカーボン系物質の中に入り込みます。

この状態で、正極と負極を接続すると、負極からリチウムイオンが飛び出して正極に戻り、電子も接続された部分を通って正極に移動し、リチウムイオンと結びつきます。

このとき、正極から負極に電流が発生します。

リチウムイオン電池の特徴は、他の電池と比べて電圧が高いことです。

電圧をみると、自動車で使われる

・鉛蓄電池は、正極:二酸化鉛、負極:鉛の組み合わせで電圧は2V(自動車にはこれを6直列にした12Vのものが使われます)

・ニカド(Ni-Cd)電池は、正極:水酸化ニッケル、負極:水酸化カドミウムの組み合わせで1.2V、

・ニッケル水素(Ni-MH)電池は、正極:水酸化ニッケル、負極:水素吸蔵合金の組み合わせで1.2V

これに対して、リチウムイオン電池は3.2~3.8Vと、ニカド電池やニッケル水素電池の3倍の電圧を得ることができます。

また、エネルギー密度も、ニッケル水素電池に比べて、体積エネルギー密度で約1.5倍、重量エネルギー密度で約2倍と、同じ容量であれば、リチウムイオン二次電池はニッケル水素電池の2/3の体積で、かつ、半分の重さに小型軽量化することができます。

吉野彰氏 プロフィール

1970年 : 京都大学工学部石油化学科卒業。
1972年 : 旭化成工業株式会社(現旭化成株式会社)入社。
1997年 : 旭化成(株)イオン二次電池事業推進室 室長。
2003年 : 旭化成フェロー就任。
2005年 : 旭化成(株)吉野研究室 室長。

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