ポリマーとイオン、２つのリチウムバッテリーの違い

スマートフォンやノートパソコン、ドローンなどの電子機器には、主にリチウムポリマーバッテリーとリチウムイオンバッテリーが使用されています。
両者ともにリチウムを使用した二次電池ですが、その特性には違いがあります。
本記事では、リチウムポリマーバッテリーとリチウムイオンバッテリーの違いについて詳しく解説します。

リチウムポリマーバッテリーとリチウムイオンバッテリーの主な違い

項目	リチウムポリマーバッテリー	リチウムイオンバッテリー
電解質	ゲル状のポリマー電解質	液体の電解質
形状と 柔軟性	薄型で柔軟性があり、 自由な形状が可能	形状の自由度が限られる
安全性	発火・爆発のリスクが低い	液体電解質を使用しているため、 発火・爆発のリスクがある
エネルギー 密度	リチウムイオンバッテリーの 約1.5倍	リチウムポリマーバッテリーよりも 低い
コスト	高価	比較的安価
用途例	スマートフォン、タブレット、 ドローン、ウェアラブルデバイス等	ノートパソコン、電動工具、 電気自動車等

リチウムポリマーバッテリーは、薄型・軽量・柔軟性が求められる機器に適しています。
一方、リチウムイオンバッテリーは、高いエネルギー密度と比較的安価なコストが求められる機器に適しています。

略称

リチウムポリマーバッテリーとリチウムイオンバッテリーには、以下のような略称があります。

リチウムポリマーバッテリーの略称：

• LiPo（リポ）
• LiPoly（リポリ）
• PLB（ポリマーリチウムバッテリー）

リチウムイオンバッテリーの略称：

• Li-ion（リチウムイオン）
• LIB（リチウムイオンバッテリー）

これらの略称は、業界や分野によって使い分けられることがあります。
例えば、ドローンやラジコン業界では「LiPo」という略称が一般的に使用されています。
一方、家電製品やスマートフォン業界では「Li-ion」や「LIB」という略称が使われることが多いです。

リチウムポリマーバッテリー(LiPo)の特徴と長所・短所

リチウムポリマーバッテリーは、リチウムイオンバッテリーの一種ですが、電解質にゲル状のポリマーを使用している点が大きな特徴です。
この特性により、以下のような長所があります。

長所：

1. トラブル時の反応が比較的緩やかに進行する
2. ショート時のガス発生が主な反応で、発火・爆発のリスクが低い
3. 燃えにくい
4. 有害物質がリチウムイオンバッテリーより少ない
5. エネルギー密度がリチウムイオンバッテリーの約1.5倍であるため、同容積の製品を比べるとリチウムポリマーバッテリーの方が小型化できる

短所：

1. リチウムイオンバッテリーと比べて高価
2. 製造コストが高く、大容量化が難しい
3. 低温環境下での性能が比較的低い
4. 過充電や過放電に弱く、保護回路が必須

リチウムポリマーバッテリーは、薄型・軽量・柔軟性が求められる機器に適しており、スマートフォン、タブレット、ドローンなどに使用されています。
ただし、コストが高く、低温環境下での性能が比較的低いという短所もあるため、用途に合わせた選択が重要です。

リチウムイオンバッテリー（Li-ion）の特徴と長所・短所

リチウムイオンバッテリーは、正極にリチウム含有酸化物、負極にグラファイトなどの炭素材を使用した二次電池です。
以下のような特徴と長所があります。

長所：

1. 高いエネルギー密度で、小型・軽量化が可能
2. メモリー効果がなく、継ぎ足し充電が可能
3. 自己放電率が低く、長期保存に適している
4. 充放電サイクルが長く、繰り返し使用できる
5. 幅広い温度範囲で使用可能

短所：

1. 液体の電解質を使用しているため、発火・爆発のリスクがある
2. 完全放電すると寿命が大幅に短くなる
3. 高温環境下での性能劣化が比較的早い
4. 保護回路が必要であり、コストが増加する

これらの特性により、リチウムイオンバッテリーは、ノートパソコン、スマートフォン、電気自動車など、幅広い用途で使用されています。
ただし、安全性に関する課題もあるため、適切な使用と管理が必要です。

他のバッテリーの種類との比較

充電式のバッテリーには、リチウムイオンやリチウムポリマー以外にも、ニッケル水素、ニッケルカドミウムなどの種類があります。
それぞれの特徴を以下の表にまとめました。

バッテリー	素材	特徴	用途
ニッケルカドミウム （ニッカド）	正極：水酸化ニッケル 負極：カドミウム	– 大電流を安定して取り出せる – メモリー効果がある	– 電動工具 – コードレス電話 – ハンディ掃除機など
ニッケル水素	正極：水酸化ニッケル 負極：水素吸蔵合金	– ニッカドの約2倍の電池容量 – メモリー効果が少ない	– 充電式電池 – 電気自動車など
リチウムイオン	正極：リチウム含有酸化物 負極：グラファイトなどの炭素材	– エネルギー密度が高い – 電圧も高い（小型化しやすい） – メモリー効果がない	– ノートパソコン – スマートフォン – 電気自動車など
リチウムポリマー	正極：リチウム含有酸化物 負極：グラファイトなどの炭素材 電解質：ゲル状のポリマー	– 薄型・軽量で柔軟性がある – 高い安全性（発火・爆発のリスクが低い） – エネルギー密度がリチウムイオンの約1.5倍	– スマートフォン – タブレット – ドローンなど

まとめ

リチウムポリマーバッテリーとリチウムイオンバッテリーは、電解質の違いによって特性が異なります。
リチウムポリマーバッテリーは薄型・軽量・柔軟性に優れ、安全性が高いという特徴がありますが、コストが高くなります。
一方、リチウムイオンバッテリーは高いエネルギー密度と比較的安価なコストが特徴ですが、発火・爆発のリスクが高くなります。