【初心者向け】リチウムイオン電池の原理・仕組みについて分かりやすく解説

2023年11月8日2024年11月19日

今回は「リチウムイオン電池とは何か？」という疑問について、初心者の方にも分かりやすく解説していきます！スマホやノートパソコン、さらには電気自動車にも使われているリチウムイオン電池。その仕組みや特徴を知れば、日常生活の中でちょっとした豆知識として役立つかもしれません。

リチウムイオン電池って何？

まず、「リチウムイオン電池」とは、再充電ができる二次電池（充電式電池）の一種です。「リチウム」という金属を使っていることが名前の由来です。エネルギーを繰り返し貯めたり放出したりする仕組みがあり、特に小型で高性能な電池として注目されています！

「二次電池」という言葉を聞き慣れない方もいるかもしれません。一言で言えば、「充電して繰り返し使える電池」のこと。これに対して「一次電池」は使い捨てタイプ（例: アルカリ乾電池）です。

リチウムイオン電池はこの「二次電池」の中でも、特にエネルギー密度が高く、小型化が可能なため、現代の技術に欠かせない存在です。

リチウムイオン電池が充放電するときの動きは、シンプルに説明すると以下の通りです。

リチウムイオン電池の中には、「正極」「負極」「電解液」「セパレーター」という4つの重要な要素があります。それぞれの役割を見ていきましょう。

リチウムイオン電池がなぜ多くの製品で使われているのか、他の電池と比較しながら見ていきましょう。

エネルギー密度とは、単位重量や単位体積あたりにどれだけエネルギーを蓄えられるかを示す指標です。リチウムイオン電池は、これが非常に高いのが特徴です。

例えば、同じ重さで比べると、リチウムイオン電池はニッケル水素電池の約2.5倍ものエネルギーを蓄えることができます！そのため、スマホやノートPCのように「軽くて持ち運びやすい製品」に適しています。

古い型の充電池（例: ニッケル水素電池）には、メモリー効果という厄介な問題がありました。「中途半端な充電状態や放電状態を繰り返すと、使用可能な容量がどんどん低下していく」というものです。リチウムイオン電池はこの問題がほとんどなく、どのタイミングでも安心して充電できます。

リチウムイオン電池は、繰り返しの充放電に強いという利点もあります。使用頻度や条件によりますが、数年単位で使い続けられるのも魅力の一つです。

リチウムイオン電池は、私たちの生活のあらゆる場面で使われています！例えば…

一度気にしてみると、「あ、この製品にもリチウムイオン電池が使われてるんだ！」と気づける場面が増えるかもしれません。

本記事ではリチウムイオン電池について概要を説明してきました。その要点は下記の通りです。

本記事がリチウムイオン電池への理解を深めるのに役立つと幸いです。

また、他にもリチウムイオン電池の基本用語や略称に関する記事も作成していますので、よろしければこちらもご覧ください。