リチウムイオン電池(Li-ion)の極板
リチウムイオン電池の正極の特徴として、正極活物質の基本構造が変化せずに、リチウムイオンが電荷の移動を伴いながら正極活物質の結晶構造を出入りすることが挙げられます。
このような特性を持ち、エネルギー密度やコストなどの面から現在実用化されている、又は実用化が期待されている正極活物質の構造及び材質には以下のようなものがあります。
層状岩塩型構造
リチウムイオン電池の開発当初から使用され、現在も主流の正極材料となっているのが層状岩塩型構造のLiCoO2です。
しかし、LiCoO2に用いられるコバルトはレアメタルの一種で、リチウムイオン電池の需要の高まりにより価格高騰しており、リチウムイオン電池の高価格化の要因の一つとなっています。
そのため、その代替として同じ層状岩塩型構造を持ちコバルトを使用しないLiNiO2の研究が進められていますが、実用化に向けては充電状態における構造の不安定化などの問題が残っています。
スピンネル構造
スピンネル構造のLiMnO2もLiCoO2の代替として期待されていますが、こちらは実用化に向けて高温における性能の劣化が課題となっています。
※ラミネート型Li-ion電池で紹介している製品のように、添加材等により上記課題を克服した製品も出始めています。
リチウムイオン電池の負極板
現在市販されているリチウムイオン電池の負極活物質には炭素が用いられています。
典型的な炭素としては、その結晶構造の違いからダイヤモンドと黒鉛が存在しますが、リチウムイオン電池の負極には黒鉛及びその類似体であるカーボンナノチューブやフラーレン等が使用されています。