22 年間のバッテリーのカスタマイズ

リチウム電池は何種類ありますか?パフォーマンスの違いは何ですか?

Jul 31, 2019   ページビュー:335

仕事の性質に応じて、次のように分けることができます。

 

一次電池(一次電池);

一次電池は、ペースト亜鉛マンガン電池、段ボール亜鉛マンガン電池、アルカリ亜鉛マンガン電池、バックル亜鉛銀電池、バックルリチウムマンガン電池、バックル亜鉛マンガン電池、亜鉛空気電池、および一次リチウムマンガン電池に分けることができる。

二次電池(二次電池)鉛蓄電池;

二次電池は、カドミウムニッケル電池、水素ニッケル電池、リチウムイオン電池、二次アルカリ亜鉛およびマンガン電池に分けることができます。

鉛蓄電池は、オープンタイプの鉛蓄電池、フルクローズド鉛蓄電池に分けることができます。

リチウムイオン電池:主にリチウムイオンを利用して正極と負極の間を移動する二次電池(二次電池)です。充電および放電プロセス中に、Li +は2つの電極間に埋め込まれ、埋め込まれなくなります。充電時に、Li +は正極から埋め込まれなくなり、負極は電解質を通して埋め込まれ、負極はリチウムが豊富な状態;放電するときは逆です。

リチウム電池は、リチウム電池とリチウムイオン電池に分けられます。携帯電話やラップトップは、一般にリチウム電池として知られているリチウムイオン電池を使用しています。電池は一般的に電極としてリチウム含有材料を使用し、最新の高性能電池の代表的なものです。本物のリチウム電池は、リスクが高いため、日常の電子機器で使用されることはめったにありません。

リチウムイオン電池は、1990年に日本のソニー株式会社によって最初に開発されました。リチウムイオンを炭素(石油コークスとグラファイト)に挿入して負極(リチウム電池の場合はリチウム、従来のリチウム電池の場合はリチウム合金)を形成します。正極材料は、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO4に一般的に使用され、電解質にはLiPF6 +炭酸ジエチレン(EC)+炭酸ジメチル(DMC)が使用されます。

石油コークスとグラファイトの負極材料は無毒であり、十分な資源があります。リチウムイオンは炭素に埋め込まれ、リチウムの高い活性を克服し、従来のリチウム電池に存在する安全性の問題を解決します。正のLixCoO2は、高いレベルの充電および放電性能と寿命に達することができます。コストを削減するために、要するに、リチウムイオン電池の包括的な性能が向上しました。リチウムイオン電池は、21世紀に大きな市場を占めると予想されています。

リチウムイオン二次電池は、LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + LixCで充電および放電されます。

リチウムイオン電池は、次の2種類の電池と簡単に混同されます。

(1)リチウム電池:金属リチウムの負極。

(2)リチウムイオン電池:非水性液体有機電解質を使用してください。

(3)リチウムイオンポリマー電池:ポリマーを使用して液体有機溶媒をゲル化するか、全固体電解質を直接使用します。リチウムイオン電池は、一般的に黒鉛炭素材料を負極として使用します。

二酸化マンガンまたは塩化チオニルで、負極はリチウムです。バッテリーを組み立てた後、バッテリーには電圧があり、充電する必要はありません。リチウムイオン電池(Li-ionBatteries)は、リチウム電池の開発です。たとえば、前のカメラで使用されていたボタン電池はリチウム電池でした。バッテリーも充電できますが、サイクル性能が悪く、充電・放電サイクル中にリチウム結晶が形成されやすく、内部短絡の原因となりますので、一般的に充電は禁止されています。

1982年、イリノイ工科大学のRRAgarwalとJRSelmanは、リチウムイオンが埋め込まれたグラファイトの特性を持っていることを発見しました。このプロセスは迅速で可逆的です。同時に、金属リチウム製のリチウム電池は、安全上の問題から大きな注目を集めています。そのため、グラファイトに埋め込まれたリチウムイオンの特性を利用して二次電池を作ろうとしています。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試験生産されました。

1983年、M。Thackeray、J。Goodenoughらは、マンガンスピネルが低価格、安定性、優れた導電性とリチウム導電性を備えた優れた正極材料であることを発見しました。その分解温度は高く、その酸化はリチウムコバルトよりもはるかに低いです。短絡や過充電があっても、燃焼や爆発の危険を回避できます。

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

1992年、日本のソニー株式会社は、負極として炭素材料、正極としてリチウム化合物を使用したリチウム電池を発明しました。充電と放電のプロセスでは、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が使用されます。その後、リチウムイオン電池は家庭用電化製品に革命をもたらしました。コバルト酸リチウムを正極材料として使用するこのような電池は、依然として携帯型電子機器の主な電源です。

1996年、PadhiとGoodenoughは、リン酸鉄リチウム(LiFePO4)などのかんらん石構造のリン酸塩が、従来のカソード材料よりも安全で、特に高温に耐性があり、その充電特性が従来のリチウムイオン電池材料をはるかに超えることを発見しました。 。

電池開発の歴史を見ると、現在の世界の電池業界の発展の3つの特徴は、リチウムイオン電池、水素電池、ニッケル電池など、環境にやさしいグリーン電池の急速な発展であることがわかります。 2つ目は、持続可能な開発戦略に沿ったバッテリーからバッテリーへの変換です。第三に、バッテリーはさらに小型、軽量、薄型の方向に開発されています。市販の二次電池の中で、リチウムイオン電池、特にポリマーリチウムイオン電池は比エネルギーが最も高く、二次電池を薄くすることができます。リチウムイオン電池は、エネルギーよりも体積が大きく、エネルギーよりも質量が大きいため、充電や無公害が可能であり、現在の電池産業の発展の3つの大きな特徴を持っており、先進国で急速に成長しています。電気通信および情報市場の発展、特に携帯電話およびラップトップの広範な使用は、リチウムイオン電池の市場機会をもたらしました。リチウムイオン電池のポリマーリチウムイオン電池は、液体電解質リチウムイオン電池を徐々に安全性の独自の利点に置き換え、リチウムイオン電池の主流になります。ポリマーリチウムイオン電池は「21世紀の電池」として知られており、電池の新時代を切り開きます。開発の見通しは非常に楽観的です。

2015年3月、日本のシャープと京都大学の田中教授は、最長70年の耐用年数を持つリチウムイオン電池の開発に成功しました。今回製作した長寿命リチウムイオン電池は、体積が8立方センチメートルで、25,000回の充電と放電が可能です。シャープ氏によると、長寿命のリチウムイオン電池を実際に1万回充電・放電した後も、性能は安定しているという。

スチールシェル/アルミシェル/シリンダー/フレキシブル包装シリーズ:

(1)正活性物質は一般にリチウムマンガン酸またはリチウムコバルト酸、ニッケルコバルトマンガン酸材料、電気自転車は一般的に使用されるニッケルコバルトマンガン酸リチウム(一般に三元として知られている)または三元+少量のリチウムマンガン酸、純粋なマンガン酸リチウムとリン酸鉄リチウムは、サイズが大きい、性能が低い、またはコストが高いため、徐々にフェードアウトします。電極液は厚さ10〜20ミクロンの電解アルミホイルを使用しています。

(2)ダイヤフラム-電子が通過することなくリチウムイオンが自由に通過できるようにする微孔性構造を持つ特別に形成されたポリマーフィルム。

(3)ネガティブ-活性物質はグラファイト、またはグラファイト構造に類似した炭素です。導電性の硬化流体には、7〜15ミクロンの厚さの電解銅箔が使用されます。

(4)有機電解質-ヘキサフルオロリン酸リチウムを溶解する炭酸塩溶媒、およびポリマー用のゲル電解質。

(5)バッテリーシェル-スチールシェル(正方形はほとんど使用されません)、アルミニウムシェル、ニッケルメッキ鉄シェル(円筒形バッテリーに使用)、アルミニウムプラスチックフィルム(ソフトパッケージ)などに分割され、キャップもバッテリーは、バッテリーの正極と負極でもあります。

リチウムイオン電池に使用されているさまざまな電解質材料に応じて、リチウムイオン電池は液体リチウムイオン電池(略してLIB)とポリマーリチウムイオン電池(PolymerLithium-IonBattery、略してPLB)に分けられます。

リチウムイオン電池(Li-イオン)

充電式リチウムイオン電池は、現在、携帯電話やノートブックコンピュータなどの最新のデジタル製品で最も広く使用されている電池ですが、より「繊細」であり、使用中に過充電または過放電することはできません(電池を損傷または廃棄します) )。したがって、高価なバッテリーの損傷を防ぐために、バッテリーには保護コンポーネントまたは保護回路があります。リチウムイオン電池には高い充電要件が必要です。終端電圧の精度が±1%以内であることを保証するために、主要な半導体デバイス工場は、安全で信頼性が高く、迅速な充電を保証するリチウムイオン電池充電用のさまざまなICを開発しました。

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