パワーセルの種類とその応用特性

リチウム電池は、20世紀に開発に成功した新しいタイプの高エネルギー電池です。この電池の負極は金属リチウム、正極はMnO2、SOCL2、（CFx）Nなどです。1970年代に実用化されました。高エネルギー、高バッテリ電圧、広い動作温度範囲、および長い保管寿命という利点により、携帯電話、ポータブルコンピュータ、カメラ、カメラなどの軍用および民間用の小型機器で広く使用されており、従来のバッテリーを部分的に置き換えました。大容量リチウム電池は電気自動車でテストされており、21世紀の電気自動車の主要な電源の1つになるでしょう。それらは衛星、航空宇宙およびエネルギー貯蔵で使用されます。

（1）単電池の動作電圧は3.7Vと高く、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池の3倍、鉛蓄電池の約2倍です。これは、リチウム電池がエネルギーよりも高い重要な理由でもあります。したがって、同じ電圧でパワーバッテリーを形成する場合、リチウム電池で使用される直列の数は、鉛蓄電池やニッケル水素電池よりもはるかに少なくなります。パワーセル内のセルの数が多いほど、バッテリー内のセルの整合性要件が高くなり、寿命が長くなります。バッテリーが実際の使用中に問題分析を行った後、問題が発生し、バッテリーのグループ全体で問題が発生するのは、通常、単一セルの1つまたは2つです。したがって、48V鉛蓄電池が36V鉛蓄電池よりも高いフィードバックを持っている理由を理解することは難しくありません。この観点から、リチウム電気はパワーバッテリーに適しています。使用する。たとえば、36Vのリチウムは10個のモノマーしか必要としませんが、36Vの鉛蓄電池は18個のモノマーセル、つまり3個の12vバッテリーを必要とし、各12V鉛蓄電池には6個の単一セルまたは6個のモノマーセルがあります。

リチウムパワーバッテリー

リチウムパワーバッテリー

（2）エネルギーよりも大きく、最大150 H / Kgの軽量で、ニッケル水素電池の2倍、鉛蓄電池の4倍であるため、重量は鉛の3分の1から4分の1になります。同じエネルギーの酸性電池。この観点から、リチウムはより少ない資源を消費します。さらに、リチウムマンガン電池に使用される元素の埋蔵量が比較的多いため、鉛蓄電池やニッケル水素電池と比較して、リチウム電池のコストをさらに削減できる可能性があります。電動自転車用リチウム電池の重量は2.2〜4 kg、鉛蓄電池の重量は12〜20 kg、リチウム電池の重量は鉛蓄電池の約4分の1から3分の1で、鉛蓄電池よりも約10kg軽量です。 （36V、10Ahバッテリー）。バッテリーの重量は70％削減されました。車両の総重量は少なくとも20％削減されました。また、一般的なリチウムトラムはシンプルな電動自転車です。バッテリーと車両は軽量であるため、同じ電圧と容量のバッテリーの方が走行距離が長くなります。通常の電気自動車の重量は40キログラムを超えますが、リチウム駆動のバッテリー式電動自転車の重量は7〜26キログラムです。女性もお年寄りも簡単に移動でき、人手も軽く、スポーツレジャーなども楽しめます。 （3）小型、最大400 W / L、鉛蓄電池の2分の1から3分の1のサイズ。設計条件、設計スペース、可能性のより合理的な構造とより美しい形状を提供します。この段階では、鉛蓄電池の体積と重量の制限により、設計者の設計アイデアは大幅に制約されており、「1000台の車」の構造と外観における電動自転車の現在の段階は、お互いに、そして単調です。リチウム電池を使用することで、設計者はデザインのアイデアやスタイルを表示するためのスペースと条件を増やすことができます。もちろん、それはまた、電動自転車用の様々なサイズのリチウム電池につながり、それはリチウム電池の開発を助長しない。リチウム電池業界はまた、電動自転車の分野で鉛蓄電池からリチウム電池への置き換えを加速するために、電動自転車用のリチウムイオン電池の国家基準をできるだけ早く策定する必要があります。もちろん、リチウム電池は継続的な開発の過程で異なる材料であり、異なるプロセスでの電池の量は非常に異なります。統一の仕方も難しい点です。

（3）サイクル寿命が長く、サイクル数が1,000回に達することがあります。 60％の静電容量維持の観点から、100％のバッテリーバッテリーは600回以上充放電でき、最大3〜5年の耐用年数、鉛蓄電池の約2〜3倍の寿命があります。セル。技術革新と機器の改良により、バッテリーの寿命はますます長くなり、価格はますます高くなります。 （5）自己放電率が低く、月に5％未満。

（4）広い動作温度範囲、優れた低温性能を可能にし、リチウム電池は-20°Cから+ 55°Cの間で動作し、特に低温での使用に適していますが、水系電池（鉛蓄電池など） 、ニッケル水素電池）は低温です。電解液の流動性が低いため、性能が大幅に低下します。

（5）メモリー効果がないため、充電前にニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池のように放電する必要がなく、いつでもどこでも充電できます。バッテリーの充電と放電の深さは、バッテリーの寿命にほとんど影響を与えず、完全に充電できます。私たちのサイクルテストは完全に充電されています。

（6）特にパワーバッテリーに適しています。リチウム電池の高電圧に加えて、リチウム電池パックの保護ボードは、高精度、低消費電力のインテリジェントな管理、完全な過充電、過放電、温度、過電流、短絡保護で各単一セルを監視できます。ロックアップ自己回復と信頼性の高いバランスの取れた充電により、バッテリーの寿命が大幅に延びます。他のタイプのバッテリー（鉛蓄電池など）は、バッテリーの一貫性、充電器などにより、バッテリーの過充電および過放電が発生しやすくなります（コストやその他の理由により、鉛蓄電池パックは各セルを監視および保護できません）。

（7）汚染されていないリチウム電池は有毒物質を含まないため、「グリーン電池」と呼ばれ、国の支援を受けています。有害物質である鉛とカドミウムの存在下での鉛蓄電池とカドミウムニッケル電池により、州は必然的に監督と管理を強化します（鉛蓄電池の輸出税の払い戻しの撤廃、鉛資源税の増加、および輸出の制限鉛蓄電池の電動自転車）、および対応する企業。コストも増加します。リチウム電池は汚染されていませんが、資源保護の観点から考えられています。リチウム電池の回収、リサイクルの安全性、コスト回収も考慮する必要があります。 （10）潜在的なセキュリティリスクがあります。リチウム電池はエネルギーが高く、材料の安定性が低いため、リチウム電気は安全性の問題を起こしやすい傾向があります。世界的に有名な携帯電話やノートパソコンのバッテリー（コバルト酸リチウムと三元材料）のメーカーである三洋電機やソニーなどの日本企業は、バッテリーの爆発速度を40 ppb（10億分の1億）未満に制御することを求めています。 ）。国内企業はppm（100万分の1）に達する可能性があり、パワーセルの容量は携帯電話の容量の100倍以上です。したがって、リチウム電気の安全要件は非常に高くなっています。コバルト酸リチウム電池やトリプレックス電池は、軽量・小型化というメリットがありますが、電気自動車には適していません。

（8）高価格;同じ電圧と同じ容量のリチウム電池は、鉛蓄電池の3〜4倍の費用がかかります。リチウム電池の市場拡大、コスト削減、性能向上、鉛蓄電池の価格上昇により、リチウム電池の価格は鉛蓄電池を上回る可能性があります。

材料は正極と負極に分かれています。正極には、リチウムと二酸化炭素からなるリチウムコレクターとアルミニウム薄膜からなる集電体が含まれます。負極は、シート状の炭素材料からなるリチウムコレクターと銅膜からなる集電体で構成されています。バッテリーは有機電解液で満たされています。また、バッテリーが異常な状態で出力が短絡した場合の損傷からバッテリーを保護するために、安全弁とPTCコンポーネントも取り付けられています。

リチウムパワーバッテリー

リチウムパワーバッテリー

リチウム電池1本の電圧は3.6Vで、容量に制限はありません。したがって、さまざまな場面の要件を満たすために、単一のリチウム電池が直列および並列に処理されることがよくあります。

20世紀のマイクロエレクトロニクス技術の発展に伴い、小型化された機器が増加しており、電源に対する高い要件が提唱されています。その後、リチウム電池は大規模な実用段階に入りました。それはペースメーカーに最初に適用されました。リチウム電池は自己放電率が非常に低いため、放電電圧は穏やかです。ペースメーカーを人体に長期間埋め込むことができます。

リチウム電池は一般に公称電圧が3.0ボルトを超えており、集積回路電源に適しています。二酸化マンガン電池は、コンピューター、電卓、カメラ、時計に広く使用されています。

リチウム電池は携帯電話で広く使用されており、最大の用途群と言えます。

例：

1、バッテリーの交換ラップトップで使用されるものなど、多くのバッテリーがあります。メンテナンス後、このバッテリーパックは個々のセルによってのみ損傷していることがわかりました。交換には、適切な単一リチウム電池を使用できます。

2、明るいミニチュア懐中電灯の製造私はミニチュア懐中電灯を使いやすく、コンパクトで美しいものにするために、単一セクションの3.6 V1 .6AHリチウム電池と白い超高輝度発光管を使用しました。また、バッテリー容量が大きいため、1泊平均30分使用され、充電せずに2ヶ月以上使用されています。

3、3V電源の代わりに。単一のリチウム電池の電圧は3.6Vであるため、ラジオ、ウォークマン、カメラなどの小型家電製品に電力を供給するために、通常の2つの電池を1つのリチウム電池で置き換えることができます。軽量であるだけでなく、長期間使用できます。

1、ポリマーリチウムイオン電池の動作原理：

リチウムイオン電池の正極は一般的にリチウムコバルト酸、ニッケルコバルトマンガンリチウム、リチウム鉄リン酸塩を使用し、負極はグラファイト、電解質はLiPF6 + EC + DMC、外装はアルミニウムプラスチックフィルムで包装されています。充電中、リチウムイオンは正の層状酸化物の格子から分離され、有機電解質によって層状の負電極の表面に移動し、次にグラファイト材料の格子に埋め込まれ、残りの電子は外部回路。対照的に、放電は逆になり、リチウムイオンはグラファイト格子から除去されて正の酸化物結晶格子に戻ります。通常の充放電の場合、グラファイトと層状構造の酸化物との間のリチウムイオンのインターカレーションおよび抽出は、一般に、充放電を伴う結晶構造に損傷を与えることなく、層間間隔の変化を引き起こすだけであり、正と負の材料は化学構造が大きく変化しないため、リチウムイオン電池は充放電反応の可逆性の点で理想的なリバーシブル電池です。リチウムイオンが電極に入るプロセスは、埋め込みと呼ばれます。電極から出るプロセスは、剥離と呼ばれます。充電および放電中、リチウムイオンはバッテリーの正極と負極に挿入されます。それはロッキングチェアのように正極と負極で振られます。そのため、リチウムイオン電池のイメージを「ロッキングチェア電池」と考える人もいます。

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