リチウムイオン二次電池（リチウムイオンにじでんち lithium-ion rechargeable battery）とは、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担い、かつ金属リチウムを電池内に含まない二次電池である。単にリチウムイオン電池、リチウムイオンバッテリー、Li-ion電池ともいう。

なお、似た名前の電池には以下のようなものがある。

リチウムイオン一次電池は、同様の原理の一次電池である。

リチウム電池は、負極に金属リチウムを使う（リチウムイオン電池は正極にリチウム金属酸化物を使う）。電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うことは共通だが、金属リチウムを使うためリチウムイオン電池には含めない。

リチウムポリマー電池は、電解質として電解液のかわりに高分子ゲルを使う。化学系に違いはなく、リチウムイオン電池の一種である。

目次

1 歴史

2 特徴

2.1 利点

2.2 欠点


3 市販形態

4 構造

4.1 基本構造と概略製造プロセス

4.2 負極材料の違い


5 安全対策

5.1 構造上の対策

5.2 保護回路


6 安全性

7 次世代二次電池

8 脚注

9 関連項目

10 外部リンク

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歴史

1960年代には既にリチウムを電池に適用するアイデアはあったが、現実味を増したのは、1980年にジョン・グッドノウ (J.B.Goodenough) らがリチウム遷移金属酸化物正極を提案してからである。

一方、1980年代には金属リチウムを負極活物質に用いた金属リチウム二次電池が製品化されたが、金属リチウムの化学活性がきわめて高いため、可逆性や反応性に問題があった。NTTのショルダー型携帯電話などで発火事故が相次ぎ、実用化されたとは言いがたく広く用いられることはなかった。

このため金属リチウムを代替する材料の探索が進められ、2000年にノーベル化学賞を受賞した白川英樹博士が発見した電気を通すプラスチックポリアセチレンに、発明者の吉野彰氏が注目し、小野晃氏などと発明をした。1981年に有機溶媒を使った二次電池の電極に適していることを見いだし、負極にポリアセチレン、正極にリチウムと酸化コバルトの化合物であるLiCoO2とするリチウムイオン二次電池の基本概念を確立した。その後、負極にグラファイト、電解質溶媒として炭酸エチレンを組み合わせることにより、より安全でかつ、電圧が金属リチウム二次電池に近い電池が得られることがわかった。これらの材料により、現在のリチウムイオン二次電池の構成がほぼ完成され、1990年代に吉野氏の勤務する旭化成とソニーなどにより実用化された。

1998年頃より、電解質にゲル状のポリマーを使うリチウムイオンポリマー電池が市場に登場する。最初はポリマー電池開発メーカー・ベルコアの特許を購入して多くの会社が研究に参入したが、一社としてベルコアタイプのポリマーを実用化した会社は無いと思われる。

リチウムポリマー電池は、外装に、従来の鉄やアルミの缶ではなく、レトルト食品に使用されるアルミラミネートフィルムが使われていることが特徴で、三洋電機を始めとする各社から発表発売されている。