リチウムイオン電池の種類の紹介

リチウムイオン電池の登場は、軽量で充電可能な電池への欲求から生まれました。 1990年代には、急成長しているポータブル電子機器の市場に電力を供給する必要がありました。

それは携帯電話とカメラから始まり、やがてこの技術はほとんどすべての動力源になりました。それは、コードレス電源を備えたツールから大規模なエネルギー貯蔵、さらには自動車用途にまで及びます。

ただし、リチウム電池によって提供されるエネルギー密度の増加と大量の放電サイクルは、実際にはその最も重要な要素です。これにより、電気自動車と携帯電話の両方にセルが不可欠になります。

それにもかかわらず、これらのセルが通常の電池の化学的性質に対してはるかに強力である利用可能なさまざまな方法があります。

リチウムイオン電池は何種類ありますか？

今日、リチウムイオン電池はさまざまな家庭で使用されていることは間違いありません。私たちのほぼ全員が携帯電話でそれらを携帯しています。

エネルギー密度が高いため、持ち運び可能で、再充電可能であるため長持ちします。これらのバッテリーにより、ソーラーインパルス航空機のように電気推進のみを利用した航空機の製造が可能になりました。

しかし、リチウム電池が低価格の酸性電池に取って代わるまでには、まだ長い道のりがあります。しかし、研究者は世界中で行われています。

一方、リチウムイオン電池には次の5種類があります。

・コバルト酸リチウム電池

このタイプのリチウム電池は、主にラップトップ、カメラ、携帯電話などのハンドヘルドである電子機器で使用されます。それらが損傷すると危険ですが、コバルトは高価で非常にまれです。

バッテリーは放電率が低く、最高のエネルギー密度は110-190Wh / kgです。

・チタン酸リチウム電池

このバッテリーは非常に低い温度で動作することができます。この温度は-40°Cです。充放電能力は非常に速く、三菱i-MiEVで使用されています。

3.7Vに比べて2.4Vの固有電圧が低下しています。また、エネルギー密度が低く、30〜110Wh / kgに配置されています。

・リン酸鉄リチウム電池

リン酸鉄リチウム電池は、火災やもちろん過熱のリスクを劇的に減らすことができます。それははるかに少ない体積容量を提供します。リン酸鉄リチウムは、医療機器や電動工具に使用されています。

寿命が長く、本質的に安全です。バッテリーは、95〜140 Wh / kgという低いエネルギー密度を利用しています。

・リチウム-ニッケルマンガンコバルト酸化物電池

リチウムマンガンコバルトは、より長い寿命と固有の安全性を備えています。コバルトは高価であると同時に非常にまれですが、熱の影響も受けにくいです。

このバッテリーは、電動自転車、電車、電動工具に使用されています。エネルギー密度は95〜130 Wh / kgと低くなっています。

・リチウムマンガン酸化物電池

コストを削減することで、リチウムマンガンは本質的に安全であり、非常に長い寿命を持っています。主にラップトップ、携帯電話、ハイブリッド車で使用されています。

バッテリーの放電率は高く、エネルギー密度は110〜120 Wh / kgと低くなっています。

リチウムイオン電池にはさまざまな種類があるという一般的な考えとは異なり、上記で分析した5つは、商業的に確立されたものです。

ただし、Li-Sのようなリチウム化学はまだ研究が進んでいます。すべてのバッテリーには、独自のエネルギー密度、信頼性、電力密度、および安全性があることに注意してください。

多様な電池の化学的性質により、科学者は実際にユーザーの要件に応じて電池を製造することができます。エネルギー密度と電力密度は反比例の関係にあり、互いに犠牲になります。

これは、電力密度の上昇がエネルギー密度の低下につながり、逆もまた同様であることを意味します。

また、一部のリチウム電池の化学的性質は、リチウムイオンとして分類できません。それらが含まれます：

・リチウムシリコーン

・リチウム空気、および;

・リチウム硫黄

彼らはまだ近づいていますが、彼らはまだ大きな展望を持っています。

最も重要なリチウム電池のイオンタイプを比較する

これらのリチウム電池タイプについて注意すべき点のいくつかには、コバルト酸リチウムが他の電池と比較して比エネルギーが増加しているという事実が含まれています。

これにより、携帯電話とラップトップの両方に適しています。しかし、他のリチウムイオンタイプと比較して、その比出力は低く、寿命は短いです。

リチウムマンガン酸化物の場合、その比出力は単純に中程度であり、安全レベルも中程度です。高価ではありませんが、性能が低く、寿命も短いです。

リン酸鉄リチウムに関しては、他の種類の電池と比較すると、大きな欠点が1つだけあります。この欠点は、比エネルギーが低いという事実です。これに加えて、他のすべての特性は中程度から高いものです。

次は、強力なプロが1つしかないリチウムニッケルで、その高い比エネルギーを中心にしています。他のすべてと比較すると、提供するものは多くありません。残りの特性については、それらはすべて中程度です。

最後に、チタン酸リチウムは、高い安全性、長い寿命、および高性能を提供します。これらはすべて、それぞれのバッテリーが持つべき重要な機能です。ただし、他のリチウムイオン電池と比較すると、比エネルギーはかなり低くなっています。

デバイスにリチウムイオン電池の種類を選択する方法

デバイスのリチウム電池タイプを選択する際には、次のヒントに従う必要があります。

・必要なバッテリーのサイズを知る

とても簡単です。ここで行う必要がある、または知っておく必要があるのは、電話が単4電池で動作する場合、必要なのはトリプルAグループであるということだけです。また、デバイスが受け入れるバッテリーサイズの兆候がないかデバイスを確認できます。

・充電式バッテリーまたは単回使用のいずれかを選択します

単回使用バッテリーは、前払いよりもはるかに安価で、理想的なシェル寿命を必要としますが、充電式バッテリーの場合は、再利用して再利用できます。これにより、費用対効果が大幅に向上します。

・理想的なタイプのバッテリーを購入する

電池のしくみと、アルカリ電池とリチウム電池、ニッケル水素電池との違いを知っていると、最も理想的な電池を選ぶことができます。

まとめると

セルの高いエネルギー密度に基づいて、それらは非常に高い電力で放電することができ、同様に迅速に再充電することができます。

したがって、アイドリングストップカーや太陽光発電システムのように充電電力や時間が制限される可能性がある状況では、部分充電状態でリチウム電池を継続的に動作させることは危険ではありません。これにより、鉛蓄電池が提供できるよりも優れた操作の柔軟性が得られます。