リチウムイオン電池の正極材料と結晶構造の組み合わせとして正しいものはどれか。

正解：B. LiCoO₂は層状岩塩型、LiMn₂O₄はスピネル型、LiFePO₄はオリビン型

LiCoO₂ は酸素の最密充填の中で Li 層と Co 層が交互に並ぶ層状岩塩型(α-NaFeO₂型)で、Li⁺ は層の間を2次元的に動きます。LiMn₂O₄ はスピネル型で、Mn と O の骨格の中に3次元につながった Li⁺ の通り道があり、作動電圧は約4 V です。LiFePO₄ はかんらん石と同じオリビン型で、PO₄ 四面体と FeO₆ 八面体の骨格の中を Li⁺ が1次元のトンネルに沿って動き、作動電圧は約3.4 V です。ほかの2つの選択肢は、この3つの構造の名前を入れ替えたものです。層状、スピネル、オリビンの3つは、正極材料を分類するときの基本の構造です。