実験・自由研究のおすすめ2020|簡単おもしろ科学、化学、理科、工作のネタ帳

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高校生向け

リチウムイオン電池とは、その分解・材料調達の実験

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リチウムイオン電池の分解は、発火やけどなど大変危険ですので、
学校の先生等の指導のもと、自己責任でお願いします。事故発生の際は一切の責任は負いません。

リチウムイオン電池の概要

一般に、正極にはリチウムの酸化物(コバルト、ニッケル、マンガンの単一または複合の金属酸化物やLiFePO4のようなリン酸鉄系の材料が使用されます。
負極には黒鉛(グラファイト)などが使用されます。
電解質には液状またはゲル状のリチウム塩の有機電解質が用いられています。
液状の電解質は六フッ化リン酸リチウムのようなリチウム塩とエチレンカーボネートのような溶媒によって構成されます。

分解

分解するには、まず有機溶媒を準備します。
炭酸プロピレンは、高い誘電率を持つため、1,2-ジメトキシエタンなどの粘性の低い溶媒とともに
リチウム電池の電解液としてよく用いられています。
炭酸プロピレンは、無印良品 除光液の主成分です。

六フッ化リン酸リチウムは、リチウムイオン二次電池の電解質としての作用をします。
空気中の湿気によって速やかに加水分解しますので、リチウムイオン電池を分解後、ただちに除光液(炭酸プロピレン)の中に入れます。

電極は正極がこげ茶色、負極が黒色をしてます。(絶対ショートさせないよう注意します)

放・充電

放電
発光ダイオードをつないでみましょう。明るく光ります。
充電
光が弱くなったら、乾電池3個直列(4.5V)につないで充電します。

引火に注意

除光液(炭酸プロピレン)は、引火しやすいので注意してください。

今後の展望

リチウムイオン電池は引火しやすい材料でできますが、今後皆さんの努力で、水系でもリチウム塩を高濃度に溶かすことを試みてください。

-高校生向け

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