リチウム電池の特徴と利点

リチウム電池は、比エネルギーが高く、サイクル寿命が長く、動作温度範囲が広いため、大きな関心と注目を集めています。特に、各サイクルバッテリーの平均価格は高くなく、下落しています。傾向。リチウム電池の利点と特性については、以下で詳しく説明します。

他の高エネルギー二次電池（Ni-Cd電池、Ni-MH電池など）と比較して、リチウムイオン電池は、主に次の点で大きな性能上の利点があります。

（1）高い動作電圧

負極として金属リチウムの代わりにグラファイトや石油コークスなどの炭素リチウム化合物を使用すると、バッテリー電圧が低下します。ただし、リチウムが埋め込まれている可能性が低いため、電圧損失を最小限に抑えることができます。同時に、バッテリーの正極として適切なリチウム埋め込み化合物を選択し、適切な電解質システム（リチウムバッテリーの電気化学的ウィンドウを決定する）を選択すると、リチウムバッテリーの動作電圧（-4V）を高くすることができます。 、これは水溶液システムのバッテリーよりもはるかに高いです。

（2）容量より高い

金属リチウムを炭素材料に置き換えると、容量よりも材料の品質が低下しますが、実際、バッテリーに一定のサイクル寿命を確保するために、負の金属リチウムは通常3倍以上過剰です。したがって、リチウム電池の実際の質量対容量の減少は重要ではなく、体積対容量はほとんど減少しません。

（3）高エネルギー密度

動作電圧と体積比が高いほど、二次リチウム電池のエネルギー密度が高くなります。現在広く使用されているNi-Cd電池やNi-MH電池と比較して、2番目のリチウム電池はエネルギー密度が最も高く、開発の可能性が非常に高いです。

（4）優れた安全性能と長いサイクル寿命

リチウム金属アノードを備えたバッテリーが安全でない理由は、電気の複数の充電と放電がリチウムイオンバッテリーの正の構造を変化させ、多孔質の樹状突起を形成するためです。温度が上がると電解液と激しい発熱反応を起こし、デンドライトがダイヤフラムを貫通して内部短絡を引き起こすことがあります。リチウム電池はこの問題がなく、非常に安全です。バッテリーに金属リチウムが含まれないようにするには、充電時に電圧を制御する必要があります。安全のため、リチウム電池には複数の安全装置が装備されています。リチウムイオン電池は、充電および放電時に構造を変更せずにカソードとアノードに挿入および埋め込み解除され（挿入および埋め込み解除中に格子がいくらか膨張および収縮します）、リチウム化合物は金属リチウムよりも安定しているため、充電と放電の過程でリチウムデンドライトが形成されないため、バッテリーの安全性能が明らかに向上し、サイクル寿命も大幅に向上します。リチウム電池は、1989年と1990年に、米国の危険物輸送部門とIAIT（国際航空運送協会）によってそれぞれ危険物から除外されました。

（5）自己放電率が低い

リチウム電池は非水電解液系を採用しており、非水電解液系にリチウムを埋め込んだ炭素材料の熱力学的不安定性を採用しています。最初の充電および放電プロセス中に、電解質の還元により、固体電解質中間相（SEI）膜の層がカーボン負極の表面に形成され、リチウムイオンは通過できますが、電子は通過できません。を介して、さまざまな帯電状態で電極活性物質を作成します。したがって、比較的安定した状態では、自己放電率が低くなります。

（6）清潔で無公害

リチウム電池には、鉛、フー、水銀などの有毒物質は含まれていません。同時に、バッテリーは十分に密閉されている必要があるため、使用中に放出されるガスはごくわずかであり、環境への汚染はありません。製造時にバインダーを溶解するために使用される溶剤も、完全にリサイクルできます。ソニーなどのリチウム電池の大手メーカーは、1997年からリチウム電池の回収と材料（金属ドリルなど）のリサイクルを開始しています。また、1996年にソニーのリチウム電池はIS014001国際環境基準を満たしていると認定されました[ 71O

（7）高い電流効率

水溶液システムの以前の二次電池とは異なり、リチウム電池は通常の充電および放電プロセス中にガスを生成せず、電流効率は100％に近くなります。この特性は、電力貯蔵および変換用のバッテリーに特に適しています。

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