リチウムイオン電池

 ノーベル賞(ノベールの方が正しいという説もある)で日本人が受賞することになった。世の中にここまで浸透しているから、当然ではある。筆者の自動車もそれで動いている。

 この電池が出てきたとき、理屈が判然としなかった。様々な本を読んでもリチウム電池は載っていたがリチウムイオン電池の説明は数行だけという時代が続いた。授業で触れなければならないので、情報を求めてかなり調べた。
 分かったことはリチウムイオンの名の通り、Liのイオンは酸化数が変化しない。ただ、それが移動して電極の電荷が増えたり減ったりすることだ。これが化学電池に相当するのか、かなり悩んだ。物理で習うコンデンサ(本当はキャパシタが正しい)みたいなもののようにも思えた。

 キャパシタは充放電の時間が短く、短絡すれば膨大な電流が流れて導線が焼け切れるほどだ。それとも違う。
 充電によってLiイオンが移動する。即ち電荷均衡を保つために陽イオンが電極材料にはまり込むのである。放電すれば、Liイオンは移動して、元に戻ろうとする。この説明をすると、生徒さんはよく理解する。

 電極物質がLiイオンを抱え込んで、ある種の安定状態になることがミソだ。それはLiイオンの大きさがとても小さいからだ。Naイオンは安いが、大き過ぎてうまく行かない。しかし、きっとNaイオンでも働く物質を見つけ出せる日が来るだろう。もう一つのノーベル賞が来るかもしれない。


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