リチウムイオン電池と正および負の材料の動作原理

リチウムイオン電池は、リチウムイオンに依存して正極と負極の間を移動する充電式電池です。充電および放電中、Li +は2つの電極間に挿入および脱挿入されます。バッテリーを充電すると、Li +は正極から脱挿入され、電解質は負極に埋め込まれ、負極はリチウムに富む状態になります。次の記事は、リチウム電池の原理とメンテナンスの詳細についてです。

リチウムイオン電池は、リチウムイオンに依存して正極と負極の間を移動する充電式電池です。充電および放電中、Li +は2つの電極間に挿入および脱挿入されます。バッテリーを充電すると、Li +は正極から脱挿入され、電解質は負極に埋め込まれ、負極はリチウムに富む状態になります。電極としてリチウム元素を含むものが一般的に使用されます。それは現代の高性能バッテリーの代表です。

リチウムイオン電池-はじめに

リチウムイオン電池リチウムイオン電池リチウムイオン電池（リチウムイオン、リチウムイオン電池）：リチウムイオン電池は、軽量、大容量、メモリー効果がないなどのメリットがあり、広く使用されています。今日のデジタルデバイスの多くは、リチウムイオン電池を電源として使用していますが、その価格は比較的高価です。リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、同重量のニッケル水素電池の1.5〜2倍の容量で、自己放電率が非常に低くなっています。また、リチウムイオン電池は「メモリー効果」がほとんどなく、有毒物質も含まれていないため、幅広い用途に使用されています。

リチウムイオン電池のしくみ

リチウムイオン電池リチウムイオン電池の原理構造リチウムベースの電池は、リチウム電池とリチウムイオン電池に分けられます。現在、携帯電話やノートパソコンでは、一般にリチウム電池と呼ばれるリチウムイオン電池が使用されています。現在、携帯電話などに使用されているリチウムイオン電池や、真のリチウム電池はリスクが高いため、日常の電子製品には使用されていません。

リチウムイオン電池のプラスとマイナスの材料

リチウムイオン電池のアノード材料は炭素材料であり、リチウムイオン電池のカソード材料はリチウム含有化合物である。金属リチウムはなく、リチウムイオン電池であるリチウムイオンのみです。リチウムイオン電池は、リチウムイオンインターカレーション化合物を正極材料として使用する電池の総称です。リチウムイオン電池の充電および放電プロセスは、リチウムイオンを挿入および脱挿入するプロセスです。リチウムイオンのインターカレーションおよびデインターカレーションのプロセスにおいて、リチウムイオンとの等価電子の同時挿入およびデインターカレーション（一般に、正極の埋め込みまたはデインターカレーション、および負極の挿入またはデインターカレーションと呼ばれる）。充電および放電中、リチウムイオンは正極と負極の間に挿入/脱挿入され、挿入/脱挿入され、適切に「ロッキングチェア電池」と呼ばれます。

リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、平均出力電圧が高い。自己放電は小さく、月に10％未満です。メモリー効果はありません。動作温度範囲は-20°C〜60°Cです。優れたサイクル性能、高速充電および放電、最大100％の充電効率、および長持ちする高出力電力。環境汚染がなければ、グリーンバッテリーと呼ばれます。

充電は、バッテリーを繰り返し使用する上で重要なステップです。リチウムイオン電池の充電プロセスは、定電流急速充電フェーズ（インジケーターライトが赤または黄色）と定電圧電流減少フェーズ（インジケーターライトが緑）の2つのフェーズに分けられます。定電流急速充電フェーズでは、バッテリー電圧がバッテリーの標準電圧まで徐々に上昇し、制御チップの下で定電圧ステージに転送されます。電圧が上昇して過充電にならないようにし、バッテリーの電力が上がると、電流は徐々に弱まります。 0に移動し、充電を終了します。電力統計チップは、放電曲線を記録することによってバッテリー電力を計算できます。リチウムイオン電池は、繰り返し使用すると放電曲線が変化します。リチウムイオン電池にはメモリー効果はありませんが、不適切な充電は電池の性能に深刻な影響を与える可能性があります。

リチウムイオン電池の過度の充電と放電は、正極と負極に恒久的な損傷を引き起こす可能性があります。過放電は負のカーボンシート構造の崩壊につながり、崩壊は充電中にリチウムイオンが挿入される原因になります。過剰な充電により、過剰なリチウムイオンが負の炭素構造に挿入され、一部のリチウムイオンが放出されなくなります。

充電量は、充電電流に充電時間を掛けたものに等しくなります。充電制御電圧が一定の場合、充電電流が大きくなり（充電速度が速くなり）、充電量が少なくなります。バッテリーの充電速度が速すぎて、終端電圧制御ポイントが不適切な場合、バッテリー容量も不十分になります。実際には、電池の電極活物質の一部が完全に反応せず、充電が停止します。この不十分な充電の現象は、サイクル数が増えるにつれて悪化します。

スチールシェル/アルミシェルシリーズ：

（1）バッテリー上下カバー

（2）正極-活物質は一般的にコバルト酸リチウムです

（3）セパレーター-特殊な複合膜

（4）負極-活物質は炭素

（5）有機電解質

（6）バッテリーケース（スチールケースとアルミケースに分かれています）

フレキシブル包装シリーズ

（1）正極-活物質は一般的にコバルト酸リチウムです

（2）セパレーター-PPまたはPE複合フィルム

（3）負極-活物質は炭素

（4）有機電解質

（5）バッテリーケース-アルミニウム-プラスチック複合フィルム

リチウムイオン電池のしくみ

リチウムイオン電池の概略図

バッテリーが充電されると、バッテリーの正極でリチウムイオンが生成され、生成されたリチウムイオンは電解液を通って負極に移動します。負極としての炭素は層状構造であり、微細孔が多い。負極に到達したリチウムイオンは炭素層の微細孔に埋め込まれ、埋め込まれるリチウムイオンが多いほど充電容量が大きくなります。同様に、バッテリーが放電されると（つまり、バッテリーを使用するプロセス）、負極の炭素層に埋め込まれたリチウムイオンが出て、正極に戻ります。正極に戻るリチウムイオンが多いほど、放電容量は大きくなります。

一般的に、リチウム電池の充電電流は0.2Cから1Cの間に設定されます。電流が大きいほど、充電が速くなり、バッテリーの熱が大きくなります。また、過電流充電では、バッテリー内部の電気化学反応に時間がかかるため、容量がいっぱいになりません。ビールを注ぐのと同じように、速すぎると泡が発生しますが、満杯にはなりません。バッテリーの場合、通常の使用は放電のプロセスです。

リチウム電池の放電に注意する必要があります：

まず、放電電流が大きすぎないようにする必要があります。過大な電流はバッテリー内部の熱を引き起こし、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。携帯電話では、これは問題ありません、あなたはそれを考えることができません。

第二に、あなたは決して過放電してはいけません。リチウム電池は、過放電を最も恐れています。放電電圧が2.7Vを下回ると、バッテリーが廃棄される可能性があります。幸いなことに、携帯電話のバッテリーの内部には保護回路が取り付けられており、電圧がバッテリーを損傷するほど低くないため、保護回路が機能し、放電が停止します。バッテリーの放電電流が大きいほど、放電容量が小さくなり、電圧降下が速くなります。

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