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金属 材料は大きく 鉄鋼 と 非鉄金属 に分類されます。 ガルバニ系列（現代の電気化学p.95）の活性な方は電池の負極活物質として使われます。
金属はよく電気を流します。 だから卑な金属は、それだけで集電体の機能も兼ね備えた負極活物質になります。 とはいっても、水溶液系の電池では保存特性の都合、 水素過電圧が大きなものが好まれます。 水銀、亜鉛、カドミウム。水素過電圧の大きな金属の御三家ですね。 環境負荷が社会問題となる前に水銀法がさかんに使われたのはその水素過電圧の大きさによります。 乾電池の負極に使う亜鉛にも水銀を添加してアマルガムにすると自己放電がぴたりととまります。 これを水銀なしでやるために流した血と汗と涙と言ったら。
錆びにくい金属を貴金属と言います。 イオン化傾向は、金属と金属イオンの平衡反応の酸化還元電位に関係があります。 電位が卑なほど、 腐食しやすく、 還元しにくくなります。 電位が貴なほど、 腐食 しにくく、還元しやすいです。
| 略号 | 理論容量 /mAh/g | 実効容量 /mAh/g | 用途 | 特徴 | |
|---|---|---|---|---|---|
| H | 燃料電池 | ||||
| Zn | 819.7 | アルカリ乾電池 ダニエル電池 | |||
| Li | 3861.3 | ||||
| 水素吸蔵合金 | |||||
| C | 371.9 | リチウムイオン電池 密度2.2 * アルミ電解アノード | （スマホ） |
負極活物質は、主に 電池 の 負極で使われる還元剤です。 充電式電池（二次電池）では、充電前の 電池材料 である負極材料も活物質と呼ばれることがあります。 金属（亜鉛やリチウム）や金属イオンを取り込める層状化合物（グラファイトなど）が使われます * 。 正極には酸化剤が使われます。
| 金属 | 元素 | 導電率 /108S/m | 抵抗率 /10-8Ω･m | |
|---|---|---|---|---|
| ⚛ 🜛 銀 | Ag [5s1] | 0.63 | 1.59 | |
| ⚛ 🜠 銅 | Cu[4s1] | 0.60 | 1.68 | |
| ⚛ 🜚 金 | Au [6s1] | 0.41 | 2.44 | |
| ⚛ 🜀 アルミニウム | Al[3p1] | 0.38 | 2.65 | |
| ⚛ 亜鉛 | Zn [4s2] | 0.17 | 6.02 | |
| 真鍮 （黄銅） | Cu,Zn | 0.14 | 7.00 |
電線ばかりでなく、 電池の集電体にも使われます。 リチウムイオン電池の 集電体には、銅とアルミニウムが使われます。
https://www.hata-cu.com/blog/post-309/抵抗率は、 物性値です。 金属は、電流を流す用途で使うので、電気抵抗から損失を計算しやすいように抵抗率で表現し、 半導体や電解液は、キャリア濃度との関係から 導電率で表現することが多いです。
アルミニウムは両性金属です。 酸の中では水素を出して溶けますが、アルカリの中では テトラヒドロキシドアルミン酸イオンとなってゲル状になります。
リチウム電池の正極活物質は多かれ少なかれ還元剤として働くので、水と反応してアルカリとなりアルミニウムを腐食します。しかしその場合は、ゲル状となるので、いわゆる孔食とは異なる腐食が進行します。
リチウムイオン二次電池の正極の集電体にはアルミニウムが使われます 2 ) 3 ) 。
Rb+Ri+Rpは、15kΩ以下と推定された。 等価回路
©2020 K.Tachibana
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