多くのポータブルデバイスやウェアラブルデバイスでは、電力を供給するために何度も充電と放電が可能なバッテリーを使用する必要があります。村田製作所が紹介する小型リチウムイオン二次電池の製品特長をご紹介します。
二次電池はより経済的な選択肢である
いわゆる二次電池（充電池）とは、電力消費が完了した後に充電して再利用できる電池のことをいい、一方、電力消費が完了すると電池の寿命が終了する電池を一次電池といいます。現在、多くの小型ポータブル電子製品やウェアラブルデバイスは、動作するためにバッテリー電源を必要とします。従来の一次電池に加え、複数回の充電と放電が可能な二次電池は、より経済的で便利な選択肢となります。
現在、市場に流通している小型二次電池は、ニッケル水素電池（Ni-Cd）、ニッケル水素電池（Ni-MH）、リチウムイオン電池（Li-ion）、リチウムポリマー電池（Li-polymer、リチウムポリマー電池とも呼ばれる）の4つのカテゴリーに分類できます。小型リチウムイオン二次電池を選択する際には、電流容量、充放電効率、耐用年数、安全性、サイズなどの要素を考慮する必要があります。用途や製品要件に応じて最適な製品を選択できます。
リチウムイオンは二次電池で最も一般的に使用されている材料の1つです。リチウムイオン二次電池は、正極活物質と負極活物質の間でのリチウムイオンの吸蔵・放出によって充放電が行われます。リチウムイオン二次電池は主に正極、負極、電解質、セパレーターで構成されています。電解質はリチウム塩と有機溶媒で構成されています。一般的に使用される正極活物質には、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガンリチウムなどがあり、一般的に使用される負極活物質には、グラファイト、アモルファスカーボン、チタン酸リチウムなどがあります。
リチウムイオン電池の高エネルギー密度
電池容量（mAh）は、正極活物質がどれだけのリチウムイオンを放電できるか、また、放電されたリチウムイオンを負極活物質がどれだけ受け取ることができるかによって決まります。したがって、リチウムイオン二次電池の高容量化の鍵は、単位体積あたりに正極活物質と負極活物質をどれだけ多く挿入できるかにあります。
バッテリーのエネルギー密度とは、バッテリーの単位体積または質量あたりに放出される電気エネルギーの量を指します。一般的に、同じ体積の場合、リチウムイオン電池のエネルギー密度はニッケルカドミウム電池の2.5倍、ニッケル水素電池の1.8倍です。したがって、同じ電池容量の条件では、リチウムイオン電池はニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池よりも体積が小さく、重量が軽くなります。
英語のC（容量）は、電池の充放電電流をアンペア（またはミリアンペア）で表すほか、定格容量（電流×時間）の電流部分として、電流を測る単位としても使われます。例えば、バッテリーの定格容量が3mAhの場合、3mA (1C) で放電時間が1時間持続し、30mA (10C) で放電時間が6分持続することを意味します。また、充電時間も上記（理論値）のように計算できます。
10C急速充電機能をサポート
村田製作所が発表した小型リチウムイオン二次電池「CT04120」は、正極活物質にコバルト酸リチウム、負極活物質にチタン酸リチウムを採用しており、広い入出力範囲で充放電が可能です。さらに、漏れ電流も非常に低いです。これらの機能的特徴により、小型で効率的なバッテリー充放電システムを構築できます。
CT04120は、定格電圧2.3V、充電電圧2.7V、放電終了電圧1.8V、公称容量3mAh、最大放電電流30mA（10C）、動作温度範囲-20〜120℃をサポートします。 ℃ そして70 ℃、サイズはφ4mm×12mmです。
村田製作所のCT04120は数マイクロアンペアの低電流でも充電可能なので、低出力の発電機でも使用可能です。さらに、極めて低いリーク電流特性（25℃で約200nA）により、蓄積されたエネルギーの損失を最小限に抑え、長期間の使用が可能になります。 CT04120は2.3Vで安定した放電特性を持っているため、低電力ICの動作に最適です。
さらに、CT04120をバッテリー電圧まで充電する時間はコンデンサよりもはるかに短いため、待機時間を短縮でき、その電流率は従来のリチウムイオン バッテリーの10倍です。CT04120は充電ICなしで定電圧(CV)で充電できます。
CT04120は急速充電機能を備えており、充電ICなしで高速（10C）で充電でき、最大放電レート10Cで放電できます。CT04120は内部抵抗が低く、電圧降下が小さいため、大きなピーク負荷や低温でも安定して放電でき、優れた放電特性を備えています。また、CT04120は寿命が長く、5000サイクルで充電（容量）回復率が80％以上で、化学的に安定したチタン酸リチウムを使用し、熱暴走を防ぐ安全設計を採用しているため、安全性が高いです。
幅広い用途と優れた特性
小型リチウムイオン二次電池CT04120は、用途が広く、独自の利点を持っています。CT04120は低電力デバイスに適用できます。高速充電（10C）または定電圧充電が可能です。長いサイクル寿命、多用途、高い安全性、小型、軽量を特徴としています。スタイラスペンや各種ウェアラブルデバイスなどによく使われています。
CT04120はスタンバイ電源にも適用できます。バッテリー駆動の場合、メインバッテリーの交換時やバッテリーリンクの切断時にシステム電源をバックアップできます。高出力放電、長寿命、IC充電不要などの特長があり、POSやハンディターミナルなどでよく使われています。POS（決済端末）等の電池駆動機器等
CT04120をエネルギーハーベスティングコンピューティングシステムに適用すると、広範囲のレート (μA) で充電および放電できます。漏れ電流が小さい、動作時間が長い、過放電耐性がある、使用温度範囲が広いなどの利点があるため、さまざまなエネルギーハーベスティングコンポーネントと組み合わせたソーラーバッテリー充電器やワイヤレスセンサーノードによく適用されています。 さらに、CT04120のエネルギーハーベスティングにおける特徴とメリットは、過放電に耐え、保護および充電ICが不要であることです。
結論
二次電池は繰り返し充電と放電ができる特性があり、さまざまなポータブル機器やウェアラブル機器に適しており、用途はますます広がっています。村田製作所の小型リチウムイオン二次電池は、優れた充放電速度と安定した放電特性、安定した製品性能、長寿命、高い安全性を備えており、多くの関連アプリケーションに最適です。
