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最新 二次電池が一番わかる (しくみ図解) 単行本(ソフトカバー) – 2020/9/30
白石 拓
(著)
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(概要)
電池は社会になくてはならないデバイスであり、なかでもリチウムイオン電池(二次電池=蓄電池)は現世代電池として注目を集め、広く活用されています。身の回りを見ても、スマートフォンやタブレット、ビデオカメラなどのポータブル・モバイル電子機器や電気自動車にはリチウムイオン電池が搭載されています。本書では、電池の基本解説から、リチウムイオン電池を含む二次電池の特徴、全固体電池など次世代電池についてわかりやすく解説します。
(こんな方におすすめ)
・基本から現段階での最先端技術まで二次電池の知識全般についてきちんと整理しておきたい人。今後の二次電池の技術動向について知りたい人。
(目次)
1章 化学電池の基礎
1-1 身のまわりにあふれる多種多様な電池
1-2 化学電池を形状で分類する
1-3 化学電池の発明と進化
1-4 世界初の二次電池は車のバッテリーで活躍
1-5 電池の基礎知識1電池の基本構造
1-6 電池の基礎知識2電池反応を化学反応式で理解する
1-7 電池の基礎知識3酸化還元反応
1-8 電池の基礎知識4水素発生による電圧の低下
1-9 ダニエル電池のしくみ
1-10 イオン化傾向は何で決まるか
1-11 標準電極電位でイオン化傾向を知る
1-12 起電力と標準電極電位をギブズエネルギーから求める
2章 乾電池と二次電池
2-1 乾電池の構造としくみ
2-2 アルカリマンガン乾電池はなぜ「アルカリ」か
2-3 電池の性能1起電力(電圧)の大きさ
2-4 電池の性能2出力(電力)の大きさ
2-5 電池の性能3持ちのよさ(電気容量)
2-6 電池の性能4エネルギーの大きさ
2-7 なぜ一次電池は充電できないか
2-8 鉛蓄電池の構造
2-9 鉛蓄電池の電池反応
2-10 鉛蓄電池の劣化原因
2-11 エジソンが発明したニッケル鉄電池
3章 いろいろな二次電池
3-1 ニッケル系の二次電池
3-2 ニッケル・カドミウム電池
3-3 ニッケル亜鉛電池
3-4 ニッケル水素電池
3-5 宇宙で活躍してきたもう1つのニッケル水素電池Ni-H2
3-6 NAS 電池
3-7 レドックスフロー電池
3-8 ゼブラ電池
3-9 酸化銀二次電池
3-10 二次電池の充電方法
3-11 スマホとEV の急速充電
3-12 非接触充電技術
3-13 充電効率とサイクル寿命
3-14 充放電トラブル1メモリー効果とリフレッシュ充電
3-15 充放電トラブル2デンドライト
3-16 充放電トラブル3活物質の微粉化と孤立化
3-17 充放電トラブル4過放電と過充電
3-18 電気二重層キャパシタは物理二次電池
4章 リチウムイオン電池とその仲間
4-1 リチウム系電池の歴史と一次電池の特徴
4-2 リチウムイオン電池の定義と原理
4-3 リチウムイオン電池の形状と用途
4-4 正極材によるリチウムイオン電池の分類
4-5 リチウムイオン電池の種類1コバルト酸リチウムイオン電池
4-6 リチウムイオン電池の電解液
4-7 リチウムイオン電池のセパレータの役割と素材
4-8 リチウムイオン電池の種類2マンガン酸リチウムイオン電池
4-9 リチウムイオン電池の種類3―リン酸鉄リチウムイオン電池
4-10 リチウムイオン電池の種類4三元系(NMC)とニッケル系(NCA)リチウムイオン電池
4-11 リチウムイオン電池の種類5リチウムイオンポリマー二次電池
4-12 電池事故を防ぐバッテリーマネージメント
4-13 リチウムイオン電池の劣化とリサイクル
4-14 リチウム二次電池の種類1二酸化マンガン・リチウム二次電池
4-15 リチウム二次電池の種類2チタン酸系リチウム二次電池
4-16 リチウム二次電池の種類3バナジウム系、ニオブ系リチウム二次電池
5章 次世代二次電池の有力候補
5-1 次世代二次電池の先頭を走る全固体電池
5-2 リチウム硫黄電池は夢の金属リチウム二次電池
5-3 リチウム空気二次電池
5-4 ナトリウムイオン電池
5-5 多価イオン電池
5-6 有機ラジカル電池
5-7 コンバージョン電池
5-8 フッ化物イオンシャトル電池
5-9 デュアルイオン電池
5-10 バイポーラ型二次電池
5-11 リチウムイオンキャパシタ
5-12 ポスト・リチウムイオン電池はやっぱりリチウムイオン電池か
電池は社会になくてはならないデバイスであり、なかでもリチウムイオン電池(二次電池=蓄電池)は現世代電池として注目を集め、広く活用されています。身の回りを見ても、スマートフォンやタブレット、ビデオカメラなどのポータブル・モバイル電子機器や電気自動車にはリチウムイオン電池が搭載されています。本書では、電池の基本解説から、リチウムイオン電池を含む二次電池の特徴、全固体電池など次世代電池についてわかりやすく解説します。
(こんな方におすすめ)
・基本から現段階での最先端技術まで二次電池の知識全般についてきちんと整理しておきたい人。今後の二次電池の技術動向について知りたい人。
(目次)
1章 化学電池の基礎
1-1 身のまわりにあふれる多種多様な電池
1-2 化学電池を形状で分類する
1-3 化学電池の発明と進化
1-4 世界初の二次電池は車のバッテリーで活躍
1-5 電池の基礎知識1電池の基本構造
1-6 電池の基礎知識2電池反応を化学反応式で理解する
1-7 電池の基礎知識3酸化還元反応
1-8 電池の基礎知識4水素発生による電圧の低下
1-9 ダニエル電池のしくみ
1-10 イオン化傾向は何で決まるか
1-11 標準電極電位でイオン化傾向を知る
1-12 起電力と標準電極電位をギブズエネルギーから求める
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2-2 アルカリマンガン乾電池はなぜ「アルカリ」か
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2-4 電池の性能2出力(電力)の大きさ
2-5 電池の性能3持ちのよさ(電気容量)
2-6 電池の性能4エネルギーの大きさ
2-7 なぜ一次電池は充電できないか
2-8 鉛蓄電池の構造
2-9 鉛蓄電池の電池反応
2-10 鉛蓄電池の劣化原因
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3-1 ニッケル系の二次電池
3-2 ニッケル・カドミウム電池
3-3 ニッケル亜鉛電池
3-4 ニッケル水素電池
3-5 宇宙で活躍してきたもう1つのニッケル水素電池Ni-H2
3-6 NAS 電池
3-7 レドックスフロー電池
3-8 ゼブラ電池
3-9 酸化銀二次電池
3-10 二次電池の充電方法
3-11 スマホとEV の急速充電
3-12 非接触充電技術
3-13 充電効率とサイクル寿命
3-14 充放電トラブル1メモリー効果とリフレッシュ充電
3-15 充放電トラブル2デンドライト
3-16 充放電トラブル3活物質の微粉化と孤立化
3-17 充放電トラブル4過放電と過充電
3-18 電気二重層キャパシタは物理二次電池
4章 リチウムイオン電池とその仲間
4-1 リチウム系電池の歴史と一次電池の特徴
4-2 リチウムイオン電池の定義と原理
4-3 リチウムイオン電池の形状と用途
4-4 正極材によるリチウムイオン電池の分類
4-5 リチウムイオン電池の種類1コバルト酸リチウムイオン電池
4-6 リチウムイオン電池の電解液
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5-6 有機ラジカル電池
5-7 コンバージョン電池
5-8 フッ化物イオンシャトル電池
5-9 デュアルイオン電池
5-10 バイポーラ型二次電池
5-11 リチウムイオンキャパシタ
5-12 ポスト・リチウムイオン電池はやっぱりリチウムイオン電池か
- 本の長さ208ページ
- 言語日本語
- 出版社技術評論社
- 発売日2020/9/30
- 寸法15.2 x 1.5 x 21.1 cm
- ISBN-104297115964
- ISBN-13978-4297115968
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商品の説明
出版社からのコメント
今私たちが日常で使っているスマートフォンの電源はリチウムイオン電池です。リチウムイオン電池にかけられる期待の大前提として挙げられるのは、それが二次電池であることです。二次電池とは、使い切りの乾電池のような一次電池と違って、何度でも充電して再使用できる電池をいい、充電池あるいは蓄電池とも呼ばれます。本書は二次電池の原理と種類を詳しく紹介します。
著者について
白石 拓(しらいし・たく)
本名、佐藤拓。1959 年、愛媛県生まれ。京都大学工学部卒。サイエンスライター。弘前大学ラボバス事業(文科省後援)に参加、「弘前大学教育力向上プロジェクト講師(2009~15 年)。主な著書は『ノーベル賞理論! 図解「素粒子」入門』(2008 年宝島社刊)、『透明人間になる方法 スーパーテクノロジーに挑む』(2012 年PHP 研究所)、『太陽と太陽系の謎』(2013 年宝島社刊)、『異常気象の疑問を解く』(2015 年廣済堂出版刊)、『「ひと粒五万円! 」世界一のイチゴの秘密』(2017 年祥伝社刊)、『きちんと使いこなす! 「単位」のしくみと基礎知識』(2019 年日刊工業新聞社刊)他多数。週末は新極真会東京ベイ小井道場で汗を流す。
本名、佐藤拓。1959 年、愛媛県生まれ。京都大学工学部卒。サイエンスライター。弘前大学ラボバス事業(文科省後援)に参加、「弘前大学教育力向上プロジェクト講師(2009~15 年)。主な著書は『ノーベル賞理論! 図解「素粒子」入門』(2008 年宝島社刊)、『透明人間になる方法 スーパーテクノロジーに挑む』(2012 年PHP 研究所)、『太陽と太陽系の謎』(2013 年宝島社刊)、『異常気象の疑問を解く』(2015 年廣済堂出版刊)、『「ひと粒五万円! 」世界一のイチゴの秘密』(2017 年祥伝社刊)、『きちんと使いこなす! 「単位」のしくみと基礎知識』(2019 年日刊工業新聞社刊)他多数。週末は新極真会東京ベイ小井道場で汗を流す。
著者略歴 (「BOOK著者紹介情報」より)
白石/拓
1959年、愛媛県生まれ。京都大学工学部卒。サイエンスライター。弘前大学ラボバス事業(文科省後援)に参加、「弘前大学教育力向上プロジェクト」講師(2009~15年)(本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです)
1959年、愛媛県生まれ。京都大学工学部卒。サイエンスライター。弘前大学ラボバス事業(文科省後援)に参加、「弘前大学教育力向上プロジェクト」講師(2009~15年)(本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです)
登録情報
- 出版社 : 技術評論社 (2020/9/30)
- 発売日 : 2020/9/30
- 言語 : 日本語
- 単行本(ソフトカバー) : 208ページ
- ISBN-10 : 4297115964
- ISBN-13 : 978-4297115968
- 寸法 : 15.2 x 1.5 x 21.1 cm
- Amazon 売れ筋ランキング: - 156,123位本 (本の売れ筋ランキングを見る)
- - 103位化学工学
- カスタマーレビュー:
著者について
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トップレビュー
上位レビュー、対象国: 日本
レビューのフィルタリング中に問題が発生しました。後でもう一度試してください。
2022年1月19日に日本でレビュー済み
電池の基礎から近代技術まであまり専門的でない人も習得できる程度に幅広く扱ってます。専門用語も優しく解説してあるので、カーテクの初学に向いてます。
2020年11月7日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
電池の初学者には、基本的な用語を押さえる意味で有益と思います。
2020年10月28日に日本でレビュー済み
電池を考える出発点は負極だそうです。
●イオン化傾向が相対的に大きい金属がなる
●金属が陽イオンになり、電子を失う酸化反応が起こる
●その電子は負極から導線へと流出する
ここでまずダニエル電池の構造・原理を見ておきましょう。
銅板を硫酸銅(Ⅱ)水溶液に浸したものと、素焼き板を隔て、
亜鉛板を硫酸亜鉛水溶液に浸したものを組み合わせた電池をいいます。
電池式は(-)Zn|ZnSO4aq||CuSO4aq|Cu(+)となります。
原理は至って簡単です。亜鉛のほうが銅よりもイオン化傾向が大きいので、
亜鉛が酸化されて亜鉛イオンとして水溶液中に溶け出します。
取り残された亜鉛板上の電子は導線を通って銅板に移動し、
銅板の表面で水溶液中の銅イオンと結合して金属銅が析出します。
電池において電気エネルギーを生じる反応のもとになる物質である還元剤や酸化剤を活物質といいます。
還元剤を負極活物質、酸化剤を正極活物質といいますが、ダニエル電池の場合負極活物質は亜鉛、
正極活物質は硫酸銅(Ⅱ)水溶液です。
ここで乾電池の電池反応を記述しておくと、
8MnO2+4Zn+ZnCl2+8H2O→8MnO(OH)+ZnCl2・4Zn(OH)2となかなか複雑です。
要は酸化マンガンが還元され、亜鉛が酸化されるわけです。
さて、ボルタ電池や乾電池は使用しているとやがて起電力が低下し、
その状態から元の状態に戻すことはできません。そうした電池を一次電池といいます。
一方、鉛蓄電池はいったん起電力が低下しても充電により起電力を回復できます。
そうした繰り返し使用に耐える電池を二次電池または蓄電池といいます。
本書はその二次電池(蓄電池)に関する非常にすぐれた解説書です。
鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などについて、
分かりやすく書かれているので電池の構造・原理がよりいっそう会得できるものと思い、
本書を電気化学に関心の向きにおすすめしておきます。
●イオン化傾向が相対的に大きい金属がなる
●金属が陽イオンになり、電子を失う酸化反応が起こる
●その電子は負極から導線へと流出する
ここでまずダニエル電池の構造・原理を見ておきましょう。
銅板を硫酸銅(Ⅱ)水溶液に浸したものと、素焼き板を隔て、
亜鉛板を硫酸亜鉛水溶液に浸したものを組み合わせた電池をいいます。
電池式は(-)Zn|ZnSO4aq||CuSO4aq|Cu(+)となります。
原理は至って簡単です。亜鉛のほうが銅よりもイオン化傾向が大きいので、
亜鉛が酸化されて亜鉛イオンとして水溶液中に溶け出します。
取り残された亜鉛板上の電子は導線を通って銅板に移動し、
銅板の表面で水溶液中の銅イオンと結合して金属銅が析出します。
電池において電気エネルギーを生じる反応のもとになる物質である還元剤や酸化剤を活物質といいます。
還元剤を負極活物質、酸化剤を正極活物質といいますが、ダニエル電池の場合負極活物質は亜鉛、
正極活物質は硫酸銅(Ⅱ)水溶液です。
ここで乾電池の電池反応を記述しておくと、
8MnO2+4Zn+ZnCl2+8H2O→8MnO(OH)+ZnCl2・4Zn(OH)2となかなか複雑です。
要は酸化マンガンが還元され、亜鉛が酸化されるわけです。
さて、ボルタ電池や乾電池は使用しているとやがて起電力が低下し、
その状態から元の状態に戻すことはできません。そうした電池を一次電池といいます。
一方、鉛蓄電池はいったん起電力が低下しても充電により起電力を回復できます。
そうした繰り返し使用に耐える電池を二次電池または蓄電池といいます。
本書はその二次電池(蓄電池)に関する非常にすぐれた解説書です。
鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などについて、
分かりやすく書かれているので電池の構造・原理がよりいっそう会得できるものと思い、
本書を電気化学に関心の向きにおすすめしておきます。
2020年12月8日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
■購入経緯
仕事で蓄電池を扱うことになったため、基礎勉強に
■評価
・電池の基礎の基礎(電子やイオンがどのように移動するか等)がよくわかる
・デンドライトなど、安全性や課題についてもよくわかる
・リチウムイオンに限らず、レドックスやナス、全固体など多岐にわたり、幅広く網羅
・難しくなりがちな化学式を易しく解説してくれるため、理解しやすい
仕事で蓄電池を扱うことになったため、基礎勉強に
■評価
・電池の基礎の基礎(電子やイオンがどのように移動するか等)がよくわかる
・デンドライトなど、安全性や課題についてもよくわかる
・リチウムイオンに限らず、レドックスやナス、全固体など多岐にわたり、幅広く網羅
・難しくなりがちな化学式を易しく解説してくれるため、理解しやすい