リチウムイオン電池とは何ですか？-battery-knowledge

どのデバイスがリチウムイオン電池を使用していますか？

リチウムイオン電池は、ほとんどすべての電子機器や電子自動車に使用されています。従来のアルカリ電池よりも高価ですが、リチウムイオン電池の寿命ははるかに長くなっています。

ペースメーカーデバイス

ペースメーカーを含むすべての埋め込み型医療機器は、それらのために特別に設計されたリチウムイオン電池を使用しています。それらはヨウ化リチウム電池と呼ばれます。これらのタイプのリチウムイオン電池は、作業の種類に応じて最大15年以上持続するように設計されており、実行されます。

デジタルカメラとオーディオデバイス

今日の市場には、リチウムイオン電池を搭載していないデジタルカメラはありません。取り外し可能なものまたは埋め込まれたもののいずれか。デジタルカメラでのリチウムイオン電池の使用により、充電のたびに撮影できる写真の数が劇的に増加しました。同じことがオーディオデバイスやレコーダーにも当てはまります。現在、サウンドエンジニアは、最大10時間の連続使用が可能なポータブルオーディオデバイスを使用して、ビデオ会議やコンサートでサウンドを録音および強化できます。

スマートフォンとPDA

リチウムイオン電池の小型バージョンは、すべての携帯情報端末（PDA）とスマートフォンで使用されています。現在、最大2日間の画面表示時間に耐えられるスマートフォンがあります。これは、過去10年間のリチウムイオン技術の大規模な開発のおかげです。

従来型およびスマートウォッチ

リチウムイオン以来、バッテリーはユーザーに長い寿命を提供します。現在、多くの時計メーカーが時計に使用しています。従来の電池の代わりに、3ボルトのリチウムイオン電池を使い始めました。さらに、すべてのスマートウォッチにはリチウムイオン電池が内蔵されています。場合によっては最大45日間のランニングを提供できる容量を備えています。

もちろん、リチウムイオン電池を使用するデバイスも増えています。温度計、レーザーポインター、補聴器デバイス、さらには電卓などのデバイス。一部の専門家は、2022年までに、ほとんどすべての電子機器がリチウムイオンをバッテリーとして使用すると述べています。

リチウムイオン電池には何が入りますか？

リチウムイオン電池は、いわゆるセルから作られています。それらのすべてのセルは、3つのコンポーネントで構成されています。正極、負極、および正極と負極の間の電解質と呼ばれる化学成分。

セルの正極は、コバルト酸リチウムで設計されています。負極はグラファイト製です。電解質は酸化物や硫化物などです。電解質は、長い貯蔵寿命を持ち、リチウムイオンに対して高い移動度を提供する必要があります。電解質は、液体、ポリマー、および固体のものにすることができます。

リチウムイオン電池はどのように機能しますか？

リチウムイオン電池は同じ動作メカニズムを持っています。バッテリーが充電されているとき、コバルト酸リチウム「正極」はそのリチウムイオンの一部を与え、これらのイオンは電解液中を移動して負極「グラファイト」に移動し、そこで沈静化します。このプロセス中のバッテリーはエネルギーを蓄えます。充電プロセス後および放電中。リチウムイオンは、電解質を横切って負極から正極に再び移動します。これにより、バッテリーが接続されているデバイスに電力を供給するエネルギーが生成されます。

従来の電池とは異なり、リチウムイオン電池には電子制御装置が内蔵されています。これらのコントローラーは、バッテリーの充電方法と放電方法を調整します。これらのコントローラーは、場合によってはリチウムイオン電池が爆発する原因となる過充電や過熱を防ぎます。

リチウムイオン電池の充電および放電プロセス中、電子は外部回路の周りのイオンの動きと反対の方向に流れます。電子は電解質自体全体に流れないことに注意することが重要です。電解質は効果的に絶縁バリアであり、電子の動きに影響を与えません。

電解質全体のイオンの移動と、外部回路の周りを反対方向に移動する電子は、2つの相互接続されたプロセスです。これらの動きのいずれかが停止すると、もう一方も停止します。バッテリーが完全に放電され、イオンが電解質を通過するのを停止すると、電子は同時に外部回路を通過するのを停止します。そのため、デバイスの電源が失われます。

リチウムイオン電池を搭載したデバイスの電源が入っていると、放電が高速で発生します。ただし、デバイスの電源がオフの場合でも放電が発生します。これは、リチウムイオン電池の欠点の1つです。