水系リチウムイオン電池

水系リチウムイオン電池(Aqueous lithium-ion battery)とは水溶液系のイオン液体を電解質として使用するリチウムイオン電池。

概要[編集]

従来のリチウムイオン電池では水の電気分解の電圧である1.23V以上の起電圧のため、可燃・有毒・高価な非水系電解質の使用が必須であったが、近年、水溶液系の電解質(イオン液体)を使用するリチウムイオン電池の開発が進みつつある。複数の手法が提案されており、一つは二成分高濃度電解質‘‘water-in-bisalt’’ (WiBS)などを用いる方法でもう一方はイオン液体を使用する手法でそれぞれ一長一短がある。WiBSの使用では0.5V(vs.Li/Li+)以下では水素が発生するので一般的なLiB電極は使用できないのでグラファイト負極やリチウム金属表面に保護膜を形成して水の電気分解を生じさせない手法が提案される^[1][2][3]。スーパーコンピューター「京」を用いた第一原理分子動力学計算による解析の結果、ハイドレートメルトは全ての水分子がリチウムイオンに配位した状態で液体となる、一般的な水溶液では取り得ない溶液構造により比類なき高電圧耐性と優れたリチウムイオン輸送特性を備えるためリチウムイオン電池用の電解液として適用可能であることが示された^[4]。

水溶液系の電解質を使用することにより、従来の非水系電解質のリチウムイオン電池の製造工程で必須であった湿度0%の徹底した除湿が不要になるため、作業環境の向上、費用低減が可能になるとともに、発火等のリスクが下がり、安全性が向上する事が期待される^[5][6][1][4]。

用途[編集]

安全性が高いため、従来のリチウムイオン電池の用途を置き換える事が期待される。

脚注[編集]

参考文献[編集]

• Yamada, Yuki, et al. "Hydrate-melt electrolytes for high-energy-density aqueous batteries." Nature Energy 1.10 (2016): 16129.

関連項目[編集]

• 二次電池
• リチウム
• リチウムイオン二次電池の異常発熱問題

表 話 編 歴 電池
一次電池	アルカリマンガン乾電池 空気アルミニウム電池 ブンゼン電池 クロム酸電池（英語版） クラーク電池 ダニエル電池 乾電池 エジソン・ラランド電池（英語版） グローブ電池 ルクランシェ電池 リチウム電池 リチウム・空気電池 水銀電池 ニッケル系一次電池 シリコン空気電池（英語版） 酸化銀電池 ウェストン電池 カドミウム標準電池 ザンボニー電池 空気亜鉛電池 空気鉄電池 マンガン乾電池 空気電池 空気マグネシウム電池 塩化亜鉛電池（英語版）
二次電池	自動車蓄電池 鉛蓄電池 制御弁式鉛蓄電池 リチウム・空気電池 リチウムイオン二次電池 リチウムイオンポリマー二次電池 リン酸鉄リチウムイオン電池 チタン酸リチウム二次電池 リチウム・硫黄電池 デュアルカーボン電池（英語版） 溶融塩電池 ナノポア電池（英語版） ナノワイヤ電池（英語版） ニッケル・カドミウム蓄電池 ニッケル・水素充電池 ニッケル・鉄電池 ニッケル・リチウム電池 ニッケル・亜鉛電池 多硫化物臭化物電池（英語版） カリウムイオン電池 充電式アルカリ電池 ナトリウムイオン二次電池 ナトリウム・硫黄電池 レドックス・フロー電池 亜鉛・臭素フロー電池（英語版） シリコン電池（英語版） 亜鉛・セリウム電池（英語版）
電池の種類	濃淡電池 フロー電池 トラフ電池（英語版） 燃料電池 ボルタ電池 温度差電池（英語版）
他の電池	太陽電池 燃料電池 原子力電池 全固体電池
電池の部分	アノード バインダー (材料)（英語版） 触媒 カソード 電極 電解液 減極剤 半電池 イオン 塩橋 半透膜