リチウム電池システムの種類

リチウムイオン電池は、私たちの日常生活のほとんどの分野で最も使用されています。スマートフォン、ラップトップ、さらには子供のおもちゃなど、ほとんどすべてのデバイスは、これらのバッテリーを使用しないと機能しません。これらのリチウムイオン電池は、今日のほとんどの電気自動車に最適な電池であるため、電気自動車の分野で非常に重要になっています。バッテリーは比エネルギーが高く、他のいくつかのタイプのバッテリーよりも優れています。

リチウムイオン電池にはいくつかの種類があり、それらすべての主な違いは、カソードで使用される材料にあります。これらのさまざまなタイプのリチウムイオン電池は、さまざまな機能をユーザーに提供し、さまざまな比電力、耐久性、特定のエネルギー、コスト、安全性、およびパフォーマンスの間のトレードオフを提供します。

さまざまな種類のリチウム電池システム

日常生活のほとんどで慣れ親しんでいるリチウムイオン電池なので、選択肢はたくさんあります。これらのオプションは、メーカーによって作成されているため、エンドユーザーが利用できない場合があります。したがって、エンドユーザーは、機器またはガジェットの製造元によって指定された種類のバッテリーのみを購入できます。

スマートフォンやラップトップなどのほとんどのデバイスは、電気自動車や航空機のリチウム電池とは異なる技術を必要とする場合があります。これが、ほとんどのバッテリーが、使用する機器に合わせて機能を強化するのに役立つさまざまなテクノロジーを備えている理由です。

・コバルト酸リチウム

これは他のバッテリーと比較して高い比エネルギーを持っているため、ラップトップや携帯電話に理想的なオプションです。また、メンテナンスコストが低く、パフォーマンスレベルも中程度です。しかし、他のいくつかのリチウムイオン電池と比較した場合、他のいくつかのアプリケーションや分野では非常に不利です。このタイプのリチウムイオン電池は、比出力が低く、安全性が非常に低く、寿命が短いです。

・二酸化マンガンリチウム

一方、これは中程度の比電力を持ち、他のいくつかのリチウムイオン電池システムと比較して、比エネルギーレベルは中程度であり、安全性も中程度です。メンテナンスコストが低いという追加の利点もあります。ただし、マイナス面はパフォーマンスの低下と寿命の短さです。通常、主に医療機器や電動工具に使用されます。

・リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物

このタイプのバッテリーには、他のリチウムバッテリーに比べて2つの重要な利点があります。一つ目は比エネルギーが高いことで、電動プロペラ、電気自動車、電動自転車などでの使用に適しています。そして、低コストであるという利点もあります。特定のパワーの領域では、それは適度なパフォーマンスです。安全性、耐久性、一般的な性能については、他のリチウムイオン電池と比較して、適度な性能が得られます。また、高比エネルギーまたは高比エネルギー用に最適化することもできます。

・リン酸鉄リチウム

これは、他のタイプのリチウムイオン電池と比較して大きな欠点があります。それはバッテリーの低い比エネルギーであり、それを除けば、バッテリーは他のすべての機能と特性において中程度から高い評価を持っています。比出力が高く、高レベルのセキュリティ（またはバッテリーの安全性）を提供し、寿命も長く、非常に安価です。ただし、このタイプのバッテリーのパフォーマンスは中程度です。電動二輪車など、長寿命のバッテリーと高い安全性を必要とする用途に広く使用されています。

その他のリチウムイオン電池システムには以下が含まれます。リチウムニッケルコバルト酸化アルミニウムとチタン酸リチウム

リチウム電池システムの使用

1.ポータブル電源

充電式リチウムイオン電池は、電子機器に携帯用の電力を供給します。リチウムイオン電池は軽量であることが知られており、他の種類の電池と比較して小さなユニットに成形できるため、リチウムイオン電池は持ち運びが簡単で、目的のデバイスで使用できます。

2.無停電電源装置（UPS）

リチウムイオン電池は、停電や電力変動が発生した場合にバックアップと非常用電源を提供します。データ損失の問題を回避するために、ほとんどのオフィス機器とコンピューター、およびサーバーは継続的に稼働する必要があるため、無停電電源装置が必要です。また、これらの施設のUPSにはリチウムイオン電池が使用されています。医療または健康部門はまた、機能を維持するために必要な電力を多数の救命医療機器に供給または提供するために、一定の電力と非常用電力を必要とします。

3.電気自動車

自動車産業はまた、製造されている電気自動車の新しい需要に電力を供給するためにリチウムイオン電池を必要としています。また、PMSに沿って動作するために電力を必要とするハイブリッドまたはプラグイン電気自動車があり、これらの車両は機能するためにリチウムイオン電池も必要とします。リチウムイオン電池は、大量の電力を蓄え、何度も充電できるため、この種の用途で使用できる最大の容量を備えています。

4.船舶

リチウムイオン電池は、タグボートやワークボート、レジャーボートやスピードボート、ヨットに電力を供給する分野で、鉛酸やガソリンの最良の代替品としても登場しています。リチウムイオン電池が提供する電力は、効率的であるだけでなく、清潔で静かです。また、ヨットやボート内でアプライアンスを操作するのに十分な電力を提供することもできます。

5.パーソナルモビリティ

リチウムイオン電池は、車椅子、自転車、スクーターなど、移動が困難な人のための移動補助器具にも使用されます。カドミウムや鉛などの電池の電源とは異なり、リチウム電池には、人の健康に害を及ぼす可能性のある化学物質は含まれていません。

リチウム電池システムの運用

リチウムイオン電池では、リチウムイオンは、電池の放電時に電解質の負極から正極に移動し、充電中は逆方向に移動します。リチウムイオン電池は、通常、負極にグラファイトを使用し、正極に材料として挿入されたリチウム化合物を使用します。

自己放電率：月間0.35％から2.5％

公称セル電圧：3.6 / 3.7 / 3.8 / 3.85 V、LiF。

充放電効率：80〜90％

エネルギー密度：250–693W・h / L（0.90–2.43 MJ / L）