バッテリーにとっての電解質の重要性

バッテリーはさまざまなコンポーネントで構成されており、電解質はバッテリーの充電を助ける重要なコンポーネントの 1 つです。はい、電解質の助けにより、イオン/電流は一方の電極からもう一方の電極へと流れます。電流がアノードからカソードに移動し、その後アノードに戻る間に、バッテリーは再充電されます。適切な電解液がなければ、バッテリーを充電できません。

したがって、電解液はバッテリーの主成分とも言え、適切な電解液を選択する必要がありますが、それはまた別の機会にお話しします。現時点では、バッテリー内に電解質が存在する理由とその重要性を理解することがより重要です。

意義

イオンはバッテリー内でアノードからカソードに移動し、バッテリーを再充電するためにアノードに戻ります。アノードとカソードはバッテリーの 2 つの電極であり、確かにバッテリー構造全体の重要な部分ですが、電解質がなければイオンは 2 つの電極間を移動できません。イオンが動くためには、イオンの動きを助け、またイオンの動きを制御する電解質がバッテリー内に存在する必要があります。

電解質はイオンを押し出します。

バッテリー内のイオンが 2 つの電極間を行き来するには電気エネルギーが必要です。圧力がなければイオンは移動できず、電解質を通じて電気エネルギーを受け取ります。まず、電子はカソードに移動してマイナスに帯電し、次にアノードに向かって移動してプラスに帯電します。イオンの移動により酸化還元反応が活発になります。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

もっと見

イオンの移動は継続し、これによりバッテリーが充電されます。したがって、バッテリー内で起こるイオンの動き全体について話す場合、電解質は確かに非常に重要な意味を持ちます。適切な量の電気エネルギーがなければ、イオンは電極間を移動できません。バッテリーの種類が異なれば電解質も異なりますが、電解質がなければバッテリーを充電することは不可能です。

一般的な電解質

すべての種類のバッテリーが同じ電解質で構成されているわけではありません。はい、どのタイプのバッテリーにも、アノードとカソードの間でのイオンの移動を助ける適切なタイプの電解質があります。

ここまでで、バッテリーに適したタイプの電解質の重要性と、それがバッテリーの充電にどのように役立つかを理解したかもしれません。さまざまな種類のバッテリーの製造に主に使用される、一般的な電解質の種類をいくつか示します。

1.六フッ化リン酸リチウム

リチウムイオン電池は文字通り電池の世界を支配しており、正当な理由で有名になりつつあります。まあ、彼らはより抵抗力があります。リチウムイオン電池にはさまざまな種類があり、要件に応じて機能するものを選択できます。リチウムイオン電池に使用される最も一般的な電解質は、リチウム塩の溶液、つまり六フッ化リン酸リチウムです。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

もっと見

2.非水溶液

商業用途に最適な市販のリチウムイオン電池が市販されており、そのような電池では、非水溶液が電解質として使用されます。このような電池の電解液としては、エチレンカーボネート（EC）とジメチルカーボネート（DMC）、ジエチルカーボネート（DEC）、プロピレンカーボネート（PC）の混合物がよく知られています。

3.水酸化カリウム

アルカリ電池について聞いたことがあるかもしれません。まあ、家庭用バッテリーの要件としては有名です。アルカリ電池は、pH 値が 7 を超える電解液で構成されている必要があります。この場合にのみ、イオンが 2 つの電極間を移動できるようになり、電池が再充電されます。したがって、アルカリ電池の場合、電解液として水酸化カリウムが使用されます。

4.硫酸(H2SO4)と蒸留水

鉛蓄電池は電池業界ではかなり古いものですが、予算内で電池を購入したい場合には、非常に良い選択肢です。硫酸は鉛蓄電池で使用される電解液です。基本的に、これは 2 つの電極間のセパレーターとして重要な役割を果たし、電極間の電荷が衝突してバッテリーに損傷を与えないようにします。

有機電解質と無機電解質

上で述べたように、さまざまな種類のバッテリーはさまざまな種類の電解質で構成されています。さて、電解質も有機と無機に分類されます。有機電解質と無機電解質の主な違いは、有機電解質が炭素原子で構成されていることです。同時に、無機電解質の構造には炭素原子がありません。

2 種類の電解質をより詳しく理解できるように、さらに詳しく説明します。

有機電解質

有機電解質は基本的に地球に豊富に存在する分子で構成されており、化学的安定性、電位の増加、水の安定性などの電気化学的特性で構成されています。機能指向の分子工学の助けを借りて、それらをさらに調整できる可能性があります。

簡単に言うと、有機電解質溶液は、イオン液体と中性かつ極性の有機共溶媒との混合物です。バッテリーに使用される有機電解質の最も一般的な種類は、プロピレンカーボネートとアセトニトリルです。有機電解質は誘電率が高く、バッテリーの 2 つの電極との適合性が高く、粘度が低くなります。

無機電解質

無機電解質は、ガラス状または結晶状態の無機材料から構成される全固体の電解質です。無機電解質の一般的な例は、塩化チオニルに溶解した塩化アルミニウムリチウム (LiAlCl4) です。無機電解質は、電池の正極活物質としての役割を果たします。

無機電解質と有機電解質を比較すると、安全な選択肢である無機電解質の方が確実に優れた選択肢となります。電解液が漏れる心配がなく、バッテリーが発火する心配もありません。

最後の言葉

電解質はバッテリーの重要な構成要素であり、電解質がなければバッテリーは充電されません。電解質は、イオンが 2 つの電極間を移動するのを助ける主成分です。これらは電解質間のイオンの移動のバランスをとり、電流がアノードとカソードの間を行き来し続けるようにします。これがバッテリーが充電されるメカニズムです。