リチウム電池の動作原理と組み立てプロセス

リチウムイオン電池の動作原理は、その充電と放電の原理を指します。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、電池が放電されると（つまり、電池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。私たちが通常バッテリー容量と呼ぶものは、放電容量を指します。

リチウムイオン電池の充電および放電プロセス中に、リチウムイオンが正極から負極、正極へと移動する状態にあることを確認することは難しくありません。リチウムイオン電池をロッキングチェアと比較すると、ロッキングチェアの両端が電池の両極であり、リチウムイオンはロッキングチェアの両端を前後に走る優秀なスポーツマンのようです。そのため、専門家はリチウムイオン電池にかわいい名前のロッキングチェア電池を付けました。

アセンブリ：

正極シート、セパレーター-負極シートによると、セパレーターは上から下の順に配置され、電池コアコアが巻き取られ、電解液が注入され、シールプロセスが完了します。 、バッテリーの組み立て工程が完了し、完成品が完成します。電池。

専用のバッテリー充電および放電装置を使用して完成したバッテリーを充電および放電テストし、各バッテリーをテストし、出荷される適格な完成したバッテリーをフィルターで除去します。

リチウムイオン電池は、負極に炭素材料、正極にリチウム含有化合物を使用しており、リチウム金属は存在せず、リチウムイオンのみを使用しています。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幅です。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、および高出力電力。長持ちする。環境汚染がなければ、グリーンバッテリーと呼ばれます。

作用機序

リチウムイオン電池は、負極として炭素材料を使用し、正極としてリチウム含有化合物を使用します。金属リチウムはなく、リチウムイオンのみです。リチウムイオン電池です。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。

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、摂氏0.2度から1℃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。

使用（排出）予防策

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。バッテリーの放電電流が大きいほど、放電容量は小さくなり、電圧降下は速くなります。

第二に、それは過放電してはいけません！リチウム電池の電気エネルギーの内部貯蔵は、電気化学における可逆的な化学変化によって達成されます。過度の放電は、この化学変化の不可逆反応を引き起こす可能性があるため、リチウム電池は過放電を最も恐れています。 2.7 v未満の放電電圧により、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。

「リチウム電池」は、負極材料としてリチウム金属またはリチウム合金を使用し、非水溶液電解液を使用する電池の一種です。 1912年のリチウム金属電池は、ギルバートN.ルイスによって最初に提案され研究されました。 1970年代、MSWhittinghamはリチウムイオン電池の研究を提案し、開始しました。リチウム金属の非常に活発な化学的性質のために、リチウム金属の処理、保管、使用、および環境要件は非常に高く、リチウム電池は長い間使用されていません。科学技術の発展に伴い、リチウム電池が主流になりました。

リチウム電池は、リチウム金属電池とリチウムイオン電池の2つのカテゴリに大別できます。リチウムイオン電池は金属リチウムを含まず、充電可能です。二次電池用の第5世代リチウム金属電池は1996年に誕生しました。その安全性、比容量、自己放電率、性能価格比はリチウムイオン電池よりも優れています。独自の高い技術的要件のため、国内でこのようなリチウム金属電池を製造している企業はごくわずかです。

1970年代、エクソンのMS Whittinghamは、最初のリチウム電池を製造するために、正極材料として硫化チタンを使用し、負極材料としてリチウム金属を使用しました。

1980年、J。Goodenoughは、コバルト酸リチウムがリチウムイオン電池の正極材料として使用できることを発見しました。

1982年、イリノイ工科大学のRRAgarwalとJRSelmanは、リチウムイオンが高速で可逆的なグラファイトに埋め込まれる特性を持っていることを発見しました。同時に、リチウム金属製のリチウム電池が注目されており、リチウムイオン電池の特性を生かして充電式電池を作ろうと試みられました。最初に利用可能なリチウムイオングラファイト電極は、ベル研究所によって首尾よく製造されました。

1983年、M。Thackeray、J。Goodenoughetal。マンガンスピネルは、低価格、安定性、優れた導電性とリチウム伝導性を備えた優れた正極材料であることがわかりました。分解温度は高く、酸化はコバルト酸リチウムよりもはるかに低い。短絡が発生した場合でも、過充電された電気は燃焼や爆発の危険を回避できます。

1989年、A。ManthiramとJ. Goodenoughは、高分子陰イオンを含む正極がより高い電圧を生成することを発見しました。

1991年、ソニーは最初の商用リチウムイオン電池を発売しました。その後、リチウムイオン電池は家電製品の顔に革命をもたらしました。

1996年、Padhiと序文は、リチウム鉄リン酸塩（リチウム鉄リン酸塩）などのかんらん石構造のリン酸塩が従来の正極材料よりも優れていることを発見し、主流のカソード材料になりました。

携帯電話やノートパソコンなどのデジタル製品の普及に伴い、リチウムイオン電池は優れた性能を発揮する製品に広く使用され、徐々に他の製品への応用も進んでいます。 1998年、天津電力研究所はリチウムイオン電池の商業生産を開始しました。習慣的に、人々はリチウムイオン電池をリチウム電池と呼びますが、これら2つの電池は同じではありません。リチウムイオン電池が主流になりました。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。