リチウムイオン電池の充放電率

リチウムイオン電池の充電速度と放電速度によって、一定量のエネルギーを内部の電池に蓄える速度、または電池の内部エネルギーを放出する速度が決まります。もちろん、保管と解放のプロセスは制御可能で安全であり、バッテリーやその他のパフォーマンス指標の耐用年数に大きな影響を与えることはありません。

特に電気自動車のエネルギーキャリアの場合、電動工具としてのバッテリーであるレシオインデックスは特に重要です。電気自動車を運転して業務を処理した場合、途中で電気がほとんど見つからず、充電ステーションが見つかり、1時間フル充電されなかったと想像してみてください。これは、物事を遅らせたいという見積もりです。または、急な坂を登る電気自動車は、どんなに踏みつけた加速器（スイッチ）でも、車はカメのように遅いので、カートのすぐ下にあります。

明らかに、上記はシーンを見たくないのですが、それはリチウムイオン電池の現状であり、充電に時間がかかり、放電も激しくもありません。そうしないと、電池はすぐに劣化し、おそらくセキュリティさえも問題。しかし、多くのアプリケーションでは、充電性能と放電性能の比率が大きいバッテリーが必要なため、ここでも「バッテリー」にとらわれました。より良い開発のためのリチウムイオン電池のために、私たちが明確にする必要があります、それは電池の性能の速度を制限する要因です。

リチウムイオン電池の充電および放電速度性能、およびアノード、電解質中のリチウムイオンは、移動する能力とそれらの間の界面、リチウムイオン移動速度のすべての影響要因に直接関係しています（これらの要因は電池の内部抵抗と同等である可能性があります） ）、リチウムイオン電池の充電および放電速度の性能に影響を与えます。また、電池内部の冷却速度も比率性能に影響を与える重要な要素であり、冷却速度が遅いと、充放電蓄積熱伝達時の比率が大きくなり、リチウムイオン電池の安全性に深刻な影響を及ぼします。生活。したがって、主にリチウムイオンの移動速度と改善されたバッテリー内部冷却速度の2つの側面から、リチウムイオンバッテリーの充電および放電速度性能の研究と改善。

1.リチウムイオン拡散の正極と負極の能力を向上させる

正/負の活物質の内側に埋め込まれたリチウムイオンが離陸し、包埋速度、すなわち、リチウムイオンが正/負の活物質の内側、正/負の速度、または表面の内側から活性物質に流出した、 「家」をどれだけ速く見つけるか、これは充電と放電の速度に影響を与える重要な要素です。

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たとえば、世界中で毎年多くのマラソンが開催されていますが、基本的にはすべて同時に、道路の幅は限られていますが、参加者が多すぎて（場合によっては最大数万人）、相互に混雑します。参加者の体格は不均一で、チームはついに超ロングフロントになりました。すぐに目的地に到着する人もいれば、数時間遅れる人もいれば、停電に駆け寄って途中でやめた人もいます。

正/負の動きと拡散におけるリチウムイオン、基本はほぼ同じ、マラソンの実行は遅く、速く、パスの長さは異なり、すべての時間でゲームの終わりを選択します（実行）。マラソンを走りたくない、誰もが最高の100メートルを走った、距離が十分に短い、誰もがすぐにフィニッシュラインに到達できる、さらに、滑走路が十分に広い、お互いに混雑していない、またしたくない曲がりくねった道、直線はゲームをより難しくするのに最適です。このように、審判は、ゲームの終わりに向かって素早く一緒に叩き、比率のパフォーマンスを鳴らす声を鳴らします。

ポジティブな菜寮チューでは、ポールピースを十分に薄くする、つまり活物質の厚さを薄くしてレースの距離を短くすることを望んでいるので、できるだけ早くアノード材料の圧縮を改善することを望んでいます。密度。活物質内で、十分な穴のクリアランス、ゲームチャネルを確保するためのリチウムイオンが必要であると同時に、これらの「滑走路」が均一に分布している必要があります。場所によっては、構造が最適化されます。アノード材料の、粒子と構造の間の距離、均一な分布を変更します。上記の2つの点は矛盾しており、圧縮密度を向上させ、厚みを薄くしますが、ギャップはより小さな粒子になり、滑走路は混雑しますが、一方で、一定の粒子クリアランスを維持し、薄くするのに役立ちません素材。したがって、最高のリチウムイオン移動率を達成するために、バランスを見つける必要があります。

さらに、異なる材料のアノード材料とリチウムイオン拡散係数は大きな影響を及ぼします。したがって、リチウムイオン拡散係数が高い正の材料を選択することは、レート性能を向上させるための重要な方向でもあります。

アノード材料の処理の考え方は、アノード材料と同様に、主に材料の構造、サイズ、厚さの観点からであり、アノード材料のリチウムイオンの濃度差を減らし、アノード材料のリチウムイオン拡散容量を改善します。カーボンネガティブ電極材料、例えば、近年、従来のアノード層構造に取って代わるナノ構造炭素材料（ナノチューブおよびナノワイヤー、ナノボールなど）の研究は、特定の表面積、アノード材料の内部構造、およびしたがって、拡散チャネルは、カソード材料比の性能を大幅に向上させます。

2.電解質のイオン伝導性を改善します

アノード材料のリチウムイオンはレースをしている/遊んでいる、スポーツは電解質の中で泳いでいる。

水（電解質）の抵抗を減らす方法である水泳競技は、スピードを上げるための鍵になっています。近年、一般的にサメの衣装を着た水着は、人体表面の水分抵抗を大幅に低減し、アスリートのパフォーマンスを向上させ、非常に物議を醸す話題となっています。

電解質や泳ぐプール内のバッテリーシェルのように、正と負の間を往復するリチウムイオン、耐水性などの電解質のイオン伝導性、リチウムイオンの遊泳速度は大きな影響を与えます。リチウムイオン電池に使用される有機電解質は、液体電解質であろうと固体電解質であろうと、イオン伝導度はそれほど高くありません。電解質の抵抗は、バッテリー全体の抵抗の重要な部分になります。リチウムイオンバッテリーの性能への影響は、高倍率では無視できます。

電解質のイオン伝導性を改善することに加えて、電解質の化学的安定性と熱安定性にも焦点を当てる必要があります。充電と放電の比率が大きい場合、バッテリーの範囲は非常に広い電位窓です。電解質の化学的安定性が良くない場合、アノード材料の表面酸化分解が容易で、電解質のイオン伝導度に影響を与えます。電解質の熱安定性は安全性であり、リチウムイオン電池のサイクル寿命は非常に大きな影響を及ぼします。電解質の熱分解は大量のガスを生成し、一方で電池の安全性は問題を隠し、他方ではガスの一部を生成するためです。カソード損傷の表面のSEIフィルムに、サイクル性能に影響を与えます。

したがって、より高いリチウムイオン伝導能力、良好な化学的安定性および熱安定性を選択し、電解質と電極材料を一致させることは、リチウムイオン電池比の性能を向上させることが重要な方向です。

3.バッテリーの内部抵抗を減らします

ここでは、いくつかの異なる材料と材料間の界面が関係しており、それらは抵抗値によって形成されますが、イオン/電気伝導に影響を与えます。

一般に、正の活物質内で導電剤を添加することができ、それによって、接触抵抗の間に正のマトリックス/活物質を有する活性物質を減らし、導電性（イオンおよび電子伝導）のアノード材料を改善し、速度性能を高める。導電剤の形をしたさまざまな材料は、バッテリーの内部抵抗に影響を与えるため、その性能比に影響を与えます。

極端にマイナスのセット液（耳）は、外界との送電キャリア用のリチウムイオン電池であり、電池性能の液抵抗比の収集にも大きな影響を与えます。したがって、材料、サイズ、硬化流体抽出方法、接続技術などを変更することにより、リチウムイオン電池の性能とサイクル寿命を向上させることができます。

電解質とアノードの材料は浸透範囲であり、電解質と電極の接触抵抗の間の界面に影響を与え、したがって電池性能の比率に影響を与えます。電解質の量、粘度、不純物含有量は、アノード材料の多孔性などであり、電解質と電極の接触の抵抗を変化させ、重要な研究方向の速度性能を向上させることです。

最初のサイクルの過程でリチウムイオン電池は、カソードに埋め込まれたリチウムイオンアノードとして、固体電解質層（SEI）フィルムを形成しますが、SEIフィルムは良好なイオン伝導性を持っていますが、リチウムイオン拡散には一定の効果があります特に大容量の充電と放電の場合に効果があります。サイクル時間の増加に伴い、SEIは低下し続け、ストリッピング、カソード表面への堆積、負性抵抗の増加につながり、循環比の影響要因になります。そのため、SEI膜の変化を抑制し、長時間の性能過程でリチウムイオン電池のリサイクル率を向上させることができます。

さらに、分離膜の流体吸収率とリチウムイオンの多孔性も性別によって影響を受け、リチウムイオン電池比の性能にもある程度影響を与える可能性があります（比較的小さい）。

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