電池の電極材料の容量には限界があります．この限界値、理論容量を超えるエネルギーを蓄えることはできません．無論、必ずしも理論値に達することができるわけではありませんが、限界を知っておくことは材料設計の上で役立ちます．

電池の原理と概要 イオン化傾向と標準電極電位 アノードとカソード、正極と負極、陽極と陰極の違い 様々な電池とその原理 ボルタ電池 ダニエル電池 鉛蓄電池 ルクランシェ電池、マンガン電池、アルカリ電池 ニッケルカドミウム電池 ニッケル水素電池 亜鉛空…

コバルトは鉄やマンガンと同じ第四周期の金属元素でありながら、それらとは桁外れに埋蔵量が限られています．これから先も継続してリチウムイオン電池の生産を行うためには、コバルトの使用量を減らすあるいはコバルトの生産量を増やさなくてはなりません．

ナトリウムは周期表でリチウムのひとつ下に位置することからリチウムと性質が似通っており、一方でリチウムとは比較にならないほど安価です．リチウムをナトリウムに変えることができれば、資源問題から解放され電池を非常に安価に製造できる可能性がありま…

もしリチウム空気電池が実現すれば、空気中に無尽蔵に存在する酸素を利用でき、軽量・安価・安全にも関わらずリチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度を有する「究極の電池」となりえます．

ナトリウムは海中に塩として含まれているように資源的に豊富で、リチウムに匹敵する電極電位を示すことから高出力の電池が作成可能です．このような考えのもと生まれたのが、ナトリウムと硫黄を組み合わせた電池であるナトリウム硫黄電池です．

空気電池（金属空気電池）は、既存の電池系を遥かに凌駕する理論エネルギー密度を持ちます．空気中に無限に存在する酸素を利用して電気エネルギーを取り出す事が可能であり、リチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度を有し、軽量、安価、かつ高い安全性…

負極は二次電池にとって重要な要素であり、電池全体の性能に大きな影響を与えます．新しい負極材料の開発では、これらの容量低下要因を抑制し、安全性・安定性・サイクル特性に優れた材料を選定する必要があります．

リチウムイオン電池はのエネルギー密度に影響を与えているのが正極材料です．現在、正極材料として使用されている材料は主として金属酸化物であり、大きく3種類のグループに分けられます．

リチウムイオン電池は高いエネルギー密度、高い電圧、長寿命、高安定性を併せ持ち、従来の二次電池とは一線を画します．リチウムイオン電池はある一つの大発明から生まれたわけではなく、多くの人が関わり築き上げたものを合体させることで可能になった、人…

ニッケル・カドミウム電池（ニッカド電池）は鉛蓄電池に続く二次電池であり、最近まで家庭用二次電池の代表の座にいました．ニッケル水素電池やリチウムイオン電池の普及とともに姿を見かける機会は減りましたが、いまなお然るべき分野では現役の電池です．

ニッケル水素電池はエネルギー密度と安全性に優れ、リチウムイオン電池が登場するまで二次電池の主役であり続けました．構成はニッカド電池と非常によく似ていますが、カドミウムの代わりに水素吸蔵合金を使用しているという特徴があります．

マンガン電池とアルカリ電池は、両者とも亜鉛と酸化マンガンを用い、起電力も殆ど同じです．マンガン電池はすぐに電源が切れますが、アルカリ電池はマンガン電池の数倍の寿命があります．どのようにしてアルカリ電池が勝利をつかんだのでしょう．

燃料電池は、分子の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換できるエネルギー変換装置です．燃料電池は、クリーンかつ高効率な発電を可能にし、家庭用・車載用への応用を目されるなど次世代のエネルギーとして注目されています．

ボルタ電池の欠点を補うような形で生まれた電池がダニエル電池です．ダニエル電池はボルタ電池に比べて出力が大きく、水素が発生しないため、ボルタ電池の問題点を大部分解決しました．

鉛蓄電池は、1859年に発明された、史上初めての充電可能な電池（二次電池）です．発明から150年以上たってなお鉛蓄電池は産業で重要な存在であり、主に自動車用のバッテリーとして利用されています．

ボルタ電池は高校の教科書で題材になっており、亜鉛電極と銅電極が硫酸水溶液に浸った非常にシンプルな構造をしています．ボルタ電池は電池反応の基礎として教わりますが、実際は極めて複雑な反応が起こっています．

電池とは「化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置」を意味します．電気を化学エネルギーとして貯蔵できる点が画期的であり、携帯性・安全性・保存性に優れます．