バッテリー技術、その噂と真実

1646viewspingcong544210pingcong544210

このエントリーをはてなブックマークに追加
バッテリー (角川文庫)

改めて言うまでもなく、ZenBook UX21E バッテリー技術は電子機器にとって重要なデバイスだ。バッテリー技術の進歩がなければ、携帯電話、デジタルビデオカメラ、PDA、そしてノートPCが、現在のような性能や使い勝手を実現することはなかっただろう。
しかし、一方でバッテリーは常に日陰の存在だった。一部のマニアを除けば、バッテリーは単純に「何時間使えるのか?」という視点でしか見られていない。現在主流のリチウムイオンバッテリーが、約10年の間に2倍の性能になっているにもかかわらず、ほとんどの人はそのことを知らないのではないか。

 また、先日ソニー製携帯電話、その少し前にはデル・コンピュータのバッテリーリコールが話題になったように、リチウムイオンバッテリーの安全性に関する疑念を持つ人も少なくないと思う。
http://www.buybatteryjp.com/asus/p-183.html
 こうしたバッテリーに関するさまざまな件について、ある雑誌向けに記事を作成することになったが、初級者向けの限られたページの記事だけでは、伝えられないことがたくさんある。そこで、数回に分けて少し詳しく(しかし技術者向けではない)バッテリーに関する情報を掲載していきたい。今週はリチウムイオンバッテリーの基礎からはじめたい。

 なお、今回の記事ではソニー・エナジーテック、日本IBM、日本電気の各社に取材や情報提供の協力をいただいた。
●リチウムイオンバッテリーとは?
 リチウムイオンバッテリーに関しては、その仕組みについてさまざまな解説がインターネット上に掲載されているため、ここではごく簡単に触れることにしたい。
リチウムは高エネルギー密度のASUS T91MT バッテリーを作るために有効な元素で、1次電池(充電不可のバッテリー)としてリチウム電池が従来から実用化されていた。カメラ用などで今も使われているリチウム電池は、一般的なアルカリ電池の数倍の寿命を誇る。
http://www.buybatteryjp.com/asus/p-188.html
 このリチウムを2次電池(充電可能なバッテリー)として利用できないか? と考えて、さまざまな研究が行なわれていたが、金属のリチウムを電解液でイオン化して充放電を繰り返すと、金属リチウムが粉状あるいは鋭利化して電極間のセパレータ(絶縁を行なっている部分)を突き破ってショートするなどの問題があったそうだ。

 そこでリチウムを常にイオン状態で保つ(つまり金属化させない)ように工夫を凝らしたのが、リチウムイオンバッテリーである。正極にコバルト酸リチウム、負極に炭素素材を用い、有機電解液でイオン化させたリチウムをエージング行程で負極に移動させる初期充電を行なうことでイオンを活性化させる。充電時には電流を流すことでイオンを移動させて炭素分子に閉じこめ、放電時にはそれが正極に戻ることでバッテリーとして動作する。
 リチウムイオンバッテリーの性能を考える上でのポイントは、負極に使う炭素素材の分子構造にあるそうで、いかに多くのリチウムイオンを閉じこめることができるかによって、容量が変化する。とはいえ、この分野で急激な進歩があるわけではなく、実際にはバッテリー内部の電極サイズを規格ギリギリまで大きくするように工夫したり、電極やセパレータの厚みを薄くすることで電極数を増やす、など製造面での進化との組み合わせで進化してきた。

感想

リチウムイオン大容量 K93SVバッテリー、今後の性能向上は?
 PCで使われているもっとも一般的なリチウムイオンバッテリーのサイズは「18,650(このPCは6セルバッテリーを搭載している、などと言われる時の1セルは、丸形バッテリーの場合このサイズを指す)」というサイズのバッテリーセルだが、最初に製品化された時の容量が1アンペア時だったのに対して、現在は2アンペア時にまで向上している。プロセッサの速度向上カーブなどと比べるべくもないが、明らかに容量は上がっているのだ。
http://www.buybatteryjp.com/asus/p-194.html

関連まとめ

本のまとめカテゴリー


コメントを書く