リチウムイオン電池は、携帯電話、ノートパソコン、電動車などで広く使われている充電式電池。1991年にソニーが世界で初めて量産化に成功した新型2次電池であることは有名な話である。近年、大学入試や模試の問題でも頻繁にみかけるようになりましたね。電池や電気分解といった酸化還元反応分野は、かなり苦戦している子達が多いですよね。化学重要問題集のLEVEL B問題にも登場している。ここではほんの少し、基本的な構造と動作原理を話していこうと思います。

＜構造について＞
リチウムイオン電池は主に以下の部品から構成されている。

正極（カソード）: 正極には、リチウムが含まれた化合物（例えば、リチウムコバルト酸化物）が使われている。
負極（アノード）: 負極には、通常グラファイト（炭素）が使われている。
電解液: 正極と負極の間にあり、リチウムイオンを移動させるための液体やゲル状の物質。
セパレーター: 正極と負極を物理的に分離する薄い膜で、イオンの移動を可能にします。

＜動作原理について＞
リチウムイオン電池は放電、充電が可能な2次電池である。

・放電時の状況
電池を使用する際、負極のグラファイトからリチウムイオン（Li⁺）が電解液を通じて正極に移動する。同時に、電子が負極から外部回路を通って正極に移動。この電子の流れが電流となり、電力が供給される。正極では、リチウムイオンが化学的に結合し、エネルギーが放出されます。

・充電時の状況
外部の電源から電子が電池に供給され、電子が正極から負極に移動する。
同時に、リチウムイオンが電解液を通じて正極から負極に戻る。
これにより、リチウムイオンが負極に戻り、エネルギーが蓄えられます。

＜特徴について＞
起電力が約4.0Vと大きく長寿命。電解液に水を含まないため、氷点下での使用も可能である。また、完全放電しなくても充電して良いという利点があります。継ぎ足し充電を繰り返し行っても性能が低下しにくいからですね。

（大分理系専門塾WINROAD 江本）

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