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コバルト酸リチウム、コバルト酸リチウム電池
4-3
画期的な電池反応による放電
インターカレーション反応による放電反応
リチウムイオン電池では、リチウムイオンのインターカレーション反応
による酸化還元反応によって充放電します。
図4-5 のように、放電時には負極活物質に吸蔵していたリチウムが電子
と一緒に放出され、酸化されてリチウムイオンとなります(酸化反応)。
電解質中を正極側に移動してきたリチウムイオンは、正極活物質に吸蔵さ
れ、導線を移動してきた電子を受け取り還元されます(還元反応)。
コバルト酸リチウム電池の放電反応
負極活物質に黒鉛、正極にコバルト酸リチウム(LiCoO
2
)を用いたコバ
ルト酸リチウムイオン電池の電池反応は次のようになります(図4-6)。
原理的には、炭素原子6 個にリチウムイオン 1個が吸蔵されますが(4-
2)、実際には、すべての炭素六角格子がリチウムイオンを吸蔵するわけ
でありません。そこで負極活物質の黒鉛には、あらかじめ充電されたとき
に炭素原子6 個に
n
個のリチウムイオンが吸蔵されていると仮定します。
放電時には、吸蔵されていた
n
個のリチウムイオンと電子が放出されます
(酸化反応)。なお、
n
は0 〜1 の間の値となります。
電解質中を移動してきた
n
個のリチウムイオンは、正極活物質のコバル
ト酸リチウムに吸蔵され、導線を移動してきた電子を受け取ります(還元
反応)。正極のコバルト酸リチウムは、あらかじめ充電されたときに
n
個
のリチウムイオンを差し引かれた状態なので、Li