ナトリウムイオン電池は何でできていますか?

ナトリウムイオン電池は何でできていますか?

ナトリウムイオン電池は、リチウムイオン電池に使用されている材料と同様の機能を持つ材料で作られていますが、ナトリウム(Na⁺)イオンリチウム(Li⁺)の代わりに電荷キャリアとして使用されます。代表的な構成は以下の通りです。

1. カソード(正極)

放電時にナトリウムイオンが蓄えられる場所です。

一般的なカソード材料:

  • 酸化マンガンナトリウム(NaMnO₂)

  • リン酸鉄ナトリウム(NaFePO₄)— LiFePO₄に類似

  • ニッケルマンガンコバルト酸ナトリウム(NaNMC)

  • プルシアンブルーまたはプルシアンホワイトアナログ - 低コストで急速充電可能な材料

2. 陽極(負極)

充電中にナトリウムイオンが蓄えられる場所です。

一般的な陽極材料:

  • ハードカーボン— 最も広く使用されている陽極材料

  • スズ(Sn)系合金

  • リンまたはアンチモンベースの材料

  • チタン系酸化物(例:NaTi₂(PO₄)₃)

注記:リチウムイオン電池に広く使用されているグラファイトは、イオンサイズが大きいため、ナトリウムとはうまく機能しません。

3. 電解質

ナトリウムイオンが陰極と陽極の間で移動できるようにする媒体。

  • 典型的にはナトリウム塩(NaPF₆、NaClO₄など)を溶解した有機溶剤(エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)など)

  • いくつかの新しいデザインでは固体電解質

4. セパレーター

陽極と陰極が接触しないようにしながらイオンの流れを可能にする多孔質膜。

  • 通常はポリプロピレン(PP) or ポリエチレン(PE)概要表:

成分 素材例
陰極 NaMnO₂、NaFePO₄、プルシアンブルー
アノード 硬質炭素、錫、リン
電解質 EC/DMC中のNaPF₆
セパレーター ポリプロピレンまたはポリエチレン膜
 

ナトリウムイオン電池とリチウムイオン電池の比較をご希望の場合はお知らせください。


投稿日時: 2025年7月29日