図解まるわかり 電池のしくみ

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4-20

 マグネシウム、多価イオン、多価イオン電池

期待が高まる大容量で

安全な非リチウムイオン電池

安価で豊富な金属を求めて

2020 年代から始まったリチウムの埋蔵量のひっ迫、市場価格上昇によ

り、脱リチウムの動きが活発になってきています。リチウムの代わりに、

資源量も豊富で、製造コストの安い電池が求められています。

そこで注目されたのが、リチウムやナトリウムのような1 価のイオンで

はなく、マグネシウム（Mg

2 ＋

）やカルシウム（Ca

2 ＋

）、亜鉛（Zn

2 ＋

）、ア

ルミニウム（Al

3 ＋

） のような多価イオンを用いた二次電池です（図

4-40）。

これらは1 個のイオンが2 個以上の電荷を運ぶことになります。つまり

多価イオン電池はリチウムイオン電池よりも2 倍、3 倍の大容量になる可

能性があります（図4-41）。さらに多価イオン金属は、安全性が高く、高

温による発火・爆発などの危険がありません。資源が豊富で、製造コスト

も安いという利点もあります。

新たな金属の発見に期待

しかしマグネシウムなどの多価イオン金属は、一度他の金属の元素と結

合すると離れにくいという性質を持っています。そのため電圧が低く、多

価イオンであるため電解質中や電極でのイオンの移動速度が遅いため、イ

ンターカレーション反応ができず、瞬発力が低いという欠点があります。

また1 価のイオン電池よりはデンドライト（4-1）の発生がしにくいとは

いえ、電池によってはその危険性が残ります。

今のところ多価イオン金属の中で、活物質に用いた場合に、繰り返し充 ...