リチウム電池の分析

理想的なリチウムイオン電池は、埋め込まれた電極と負の電極の間にあるリチウムイオンを除いて、他の副作用が発生せず、リチウムイオンの不可逆的な消費が見られません。実際のリチウムイオン電池には常に副反応があります。電解質の分解、活物質の溶解、リチウム金属の堆積などの不可逆的な消費もありますが、程度は異なります。実際のバッテリーシステム、各サイクルでリチウムイオンまたは電子を生成または消費する可能性のある副反応、

バッテリー容量のバランスが変化する可能性があります。バッテリーの容量バランスが変更されると、その変更は元に戻せず、複数のサイクルにわたって累積される可能性があり、バッテリーのパフォーマンスに深刻な影響を及ぼします。

スピネルLiMn2O4へのMnの溶解は、LiMn2O4の可逆的な容量減衰の主な理由です。一般に、Mnの溶解メカニズムには、REDOXメカニズムとイオン交換メカニズムの2つの説明があります。 REDOXメカニズムは、放電終了時の高濃度のMn3 +を指し、LiMn2O4表面のMn +は不均化反応を起こします：2Mn3 +（固体）Mn4 +（固体）+ Mn2 +（液体）不均化反応により、溶解した2価マンガンイオンが生成されます電解質中。イオン交換メカニズムとは、スピネルの表面でLi +とH +を交換して、電気化学的活性のないHMn2O4を形成することです。

Xiaなどの研究によると、マンガンの溶解によって引き起こされる容量損失は、温度の上昇に伴うバッテリー全体の容量損失の割合を占めています（室温の23％が55℃に上昇し、34％）。

正極材料の相変化

[15]リチウムイオン電池には2種類の相転移があります。

1つは、リチウムイオンが通常放出されるときの電極材料の相転移です。もう1つは、過充電または過放電中の電極材料の相転移です。

第1の種類の相転移では、リチウムイオンの通常の脱リンク反応は常にホスト構造のモル体積の変化を伴うと一般に考えられており、同時に材料に応力が発生し、ホストラティスの変更に。これらの変化により、粒子間および粒子と電極間の電気化学的接触が減少します。

2番目のタイプの相転移はヤーンテラー効果です。ヤーン・テラー効果とは、リチウムイオンの挿入と脱離を繰り返すことで構造の膨張と収縮が起こり、酸素八面体が球対称から外れて変形した八面体構造になることを意味します。ヤーンテラー効果によって引き起こされるスピネル構造の不可逆的な変換も、LiMn2O4の容量減衰の主な理由の1つです。深部放電では、Mnの平均原子価は3.5v未満であり、スピネルの構造は立方晶相から正方晶相に変化しました。四面体相は、低い対称性と強い無秩序性を特徴とし、リチウムイオンの可逆性の程度を低下させ、アノード材料の可逆的容量の減衰として現れます。

しかし、電解質の減少

[15]リチウムイオン電池で一般的に使用される電解質は、主にさまざまな有機炭酸塩で構成されています

（例：PC、EC、DMC、DECなど）およびリチウム塩（例：LiPF6、LiClO4、LiAsF6など）

電解質の。充電状態では、電解液がカーボン電極に対して不安定になるため、還元反応が起こります。電解質の還元は電解質と溶剤を消費し、バッテリー容量とサイクル寿命に悪影響を及ぼします。結果として生じるガスは、バッテリーの内圧を上昇させ、システムの安全性を脅かします。

充電による損失額のうち

[15]アノードリチウムの堆積：

リチウムイオンが負の活物質の表面に堆積すると、過充電が発生します。一方ではリチウムイオンの堆積

一方、堆積したリチウム金属は、電解質中の溶媒または塩分子と容易に反応する可能性があります。

Li2CO3、LiF、またはその他の物質の形成は、電極の穴を塞ぐ可能性があり、最終的には容量の損失と人命の損失につながります。

電解質の酸化：

リチウムイオン電池で一般的に使用されている電解質は、過充電するとLi2CO3などの不溶性生成物に分解されやすく、極穴を塞いでガスを生成します。これは、容量の損失や潜在的な安全上の問題にもつながります。

正の酸素欠陥：高電圧の正のLiMn2O4

空気中の酸素を失う傾向があり、それが酸素の欠陥につながり、したがって容量の損失につながります。

5]自己放電

リチウムイオン電池の自己放電による容量損失はほとんど可逆的であり、不可逆的であるのはごく一部です。原因は

可逆的自己放電の主な原因は次のとおりです。リチウムイオンの損失（Li2CO3などの不溶性物質の形成）。電解質酸素製品プラグ

電極の微細な穴を塞ぎ、内部抵抗を増加させます

一般に、リチウム電池の無負荷電圧は、3.0v未満のときに使い果たされたと見なされます（具体的な値は、2.8vや3.2vなどの電池保護ボードのしきい値によって異なります）。ほとんどのリチウム電池は3.2v未満の無負荷電圧を放電できません。または、過度の放電はバッテリーを損傷します（一般に、市場のリチウム電池は基本的に保護プレート付きで使用されるため、過度の放電は保護プレートが検出できないことにつながりますバッテリー、したがってバッテリーを充電することができません）。

4.2 Vはバッテリー電圧の上限であり、4.2 Vに充電されたリチウムイオンバッテリーの無負荷電圧は電気と見なされ、バッテリー充電プロセス、バッテリー電圧は3.7Vから4.2に徐々に上昇します。 V、リチウム電池は4.2 Vを超える無負荷電圧にすることはできません。そうしないと、電池が損傷します。これは、特殊なリチウムイオン電池、一般的に言えば、18650リチウムイオン電池に次の利点がある場所です。

1.幅広い用途

ノートパソコン、ウォーキートーキー、ポータブルDVD、楽器とメーター、オーディオ機器、模型飛行機、おもちゃ、カメラ、デジタルカメラ、その他の電子機器。

2、シリーズ

18650リチウム電池パックは、直列または並列に組み合わせることができます。

3.低い内部抵抗

ポリマー電池の内部抵抗は液体電池よりも小さく、国内のポリマー電池の内部抵抗は35mΩ未満でも可能であり、電池の消費電力を大幅に削減し、携帯電話の待機時間を延長し、国際レベルに達することができます。大きな放電電流をサポートするこの種のポリマーリチウム電池は、リモートコントロールモデルの理想的な選択肢であり、ニッケル水素電池の最も有望な代替品になります。

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