リチウム電池の特徴と利点を簡単に説明する

リチウム電池は、比エネルギーが高く、サイクル寿命が長く、動作温度範囲が広いため、大きな関心と注目を集めています。特に魅力的なのは、各サイクルバッテリーの平均価格が高くなく、下落傾向にあることです。リチウム電池の利点と特性については、以下で詳しく説明します。

他の高エネルギー二次電池（Ni-Cd電池、Ni-MH電池など）と比較して、リチウムイオン電池は、主に次の点で性能に大きな利点があります。

（1）高い動作電圧

負極としての金属リチウムを、グラファイトや石油コークスなどの炭素が挿入されたリチウム化合物に置き換えると、バッテリー電圧が低下します。ただし、リチウム挿入電位が低いため、電圧損失を最小限に抑えることができます。同時に、バッテリーの正極として適切なリチウム挿入化合物を選択し、リチウムバッテリーの動作電圧を高くすることができる適切な電解質システム（リチウムバッテリーの電気化学ウィンドウを決定する）を選択します（ -4V）、これは水溶液電池のそれよりはるかに高いです。

（2）大きな比容量

金属リチウムを炭素材料に置き換えると、材料品質の比容量が低下しますが、実際、金属リチウム二次電池では、電池の一定のサイクル寿命を確保するために、負の金属リチウムは通常3倍以上過剰です。したがって、リチウム電池の品質実際の比容量の減少は大きくなく、体積比容量はほとんど減少しません。

（3）高エネルギー密度

より高い動作電圧と体積比容量は、二次リチウム電池のより高いエネルギー密度を決定します。現在広く使用されているNi-Cd電池やNi-MH電池と比較して、二次リチウム電池はエネルギー密度が最も高く、開発の可能性が高い。

（4）優れた安全性能と長いサイクル寿命

金属リチウムをアノードとした電池が安全でない理由は、リチウムイオン電池の正極構造が複数回の充放電によって変化して多孔質デンドライトを形成し、温度が上昇すると強い発熱反応を起こすためです。電解液、デンドライトダイヤフラムを貫通し、内部短絡を引き起こす可能性があります。リチウム電池にはこの問題はなく、非常に安全です。バッテリーに金属リチウムが含まれないようにするには、充電中に電圧を制御する必要があります。安全上の理由から、リチウム電池には複数の安全装置が装備されています。リチウムイオン電池の挿入と放電中の充電と放電中のカソードとアノードの構造変化なし（結晶格子は挿入と脱インターカレーション中にある程度の膨張と収縮があります）、およびリチウムインターカレーション化合物は金属リチウム以上であるため安定したリチウムデンドライト充放電時に形成されないため、バッテリーの安全性能が大幅に向上し、サイクル寿命も大幅に向上します。リチウム電池は、1989年と1990年に、米国運輸省の危険物輸送部門とIAIT（国際航空輸送協会）によってそれぞれ危険物から除外されました。

（5）自己放電率が小さい

リチウム電池は非水電解質システムを使用しており、リチウム象眼細工の炭素材料は非水電解質システムでは熱力学的に不安定です。最初の充電および放電プロセス中に、電解質の還元により固体電解質中間相（SEI）膜がカーボン負極の表面に形成され、リチウムイオンは通過できるが電子は通過できない、および電極電極さまざまな帯電状態の活物質。比較的安定した状態であるため、自己放電率が低くなっています。

（6）清潔で無公害

リチウム電池には鉛、祝福、水銀などの有毒物質が含まれておらず、密閉性が高いため、使用時に放出されるガスが少なく、環境を汚染しません。製造工程でバインダーを溶解するために使用した溶剤も完全に回収できます。ソニーをはじめとする大規模リチウム電池メーカーは、1997年からリチウム電池のリサイクルや材料（金属ドリルなど）のリサイクルを開始しています。また、1996年にソニーのリチウム電池はIS014001国際環境基準に準拠していることが認定されました[71O]。

（7）高い電流効率

これまでの水溶液系の二次電池とは異なり、リチウム電池は通常の充放電時にガスを発生せず、電流効率はほぼ100％です。この特性は、電力貯蔵および変換用のバッテリーパックとしての使用に特に適しています。

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