http://toitemita.sakura.ne.jp 木村の理論化学小ネタリチウムイオン電池とリチウム電池リチウムイオン電池（リチウム二次電池）リチウムイオン電池の放電抵抗負極正極 e- e- Li + LiC n Li 有機溶媒正極の反応： Li + + e - ® Li 負極の反応： LiC n ® Li + + nC + e 正極材料物質：CoO2 負極材料物質：黒鉛リチウムイオン電池の充電正極負極 e- eLiC n Li + Li 有機溶媒 1 http://toitemita.sakura.ne.jp 木村の理論化学小ネタ充電された負極の構造充電は放電の逆反応だから，負極の充電反応は Li + + nC + e - ® LiC n このとき，リチウムイオンは，黒鉛の層間に取り込まれる。したがって，下図のような層構造になる。黒鉛の平面網目層リチウムの層黒鉛の平面網目層リチウムの層黒鉛の平面網目層リチウムの層よって，層構造の繰り返し単位は，黒鉛の平面網目層リチウムの層である。これを下図のように平面層の真上から見ると図 2 となる。黒鉛の平面網目層リチウムの層 2 http://toitemita.sakura.ne.jp 木村の理論化学小ネタたとえば，下図のようになったとすると，破線で囲まれた部分が最小繰り返し単位となるから，組成式は LiC6 よって，負極の充電の反応式は， Li + + 6C + e - ® LiC 6 C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 補足 1．化合物 LiC n ， LiCoO 2 はアルカリ金属（Li）の化合物だから，水と容易に反応してしまう。そのため，電解液の溶媒には有機溶媒を使う。 2．正極材料は CoO2 で，実際には，Li ではなく LiCoO2 が生成する。 3．放電のときはリチウムイオンが正極材料物質（CoO2）中に入り込み，充電のときはリチウムイオンが負極材料物質（黒鉛）中に入り込む。つまり，リチウムイオンが電極間を移動する。したがって，リチウム二次電池は，リチウムイオン電池とも呼ばれる。これに対し，リチウム電池は一次電池である。 3 http://toitemita.sakura.ne.jp 木村の理論化学小ネタリチウム電池（リチウム一次電池）負極：Li 正極：MnO2，フッ化黒鉛などいろいろある電解液：有機溶媒にリチウム塩を溶解させたもの代表的なリチウム電池は，正極が MnO2 の二酸化マンガンリチウム電池である。正極の反応： MnO 2 + Li + + e - ® MnO 2 Li 負極の反応： Li ® Li + + e - 4