ニッケル鉄電池とリチウムイオン-エネルギー、保護..

ニッケル鉄（NiFe）およびリチウムイオン（Li-Ion）電池技術は、世界で最も一般的な2つの充電式電池技術です。それらは、携帯電話やラップトップなどのほとんどの家庭用電化製品に見られます。ただし、それらには、それらを互いに分離するいくつかの特性があります。

化学を理解する

ニッケル鉄電池

NiFeは、正極板に酸化ニッケルIII酸化物-水酸化物を持っています。一方、負極板にはイオンが含まれています。電解液は水酸化カリウムでできています。バッテリーには、ニッケルメッキ鋼管と一緒に保持される活物質が含まれています。時々、穴のあいたポケットが材料を一緒に保持するために使用されます。

ニッケル鉄電池の主な利点の1つは、乱用に対する耐性です。それらは非常に堅牢で、他のバッテリー技術よりも過充電および過放電に耐えることができます。適切に処理された場合、バッテリーは最大20年間持続します。

それらは電解質内の反応物の溶解度が低い。これにより、頻繁なサイクリングに耐えることができます。

それらのセルは非常にゆっくりと充電および放電します。これは、イオン結晶の形成が遅いことによる影響を受けますが、電解質は保持されます。ただし、高レートのパフォーマンスが制限されます。

ただし、比エネルギーが非常に低く、電荷保持が不十分であり、製造に費用がかかります。これが、リチウムイオンのような他の充電式電池がそれらを追い抜いた理由です。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池または単にLIBは、民生用デバイスで一般的な充電式電池のグループです。それらはそれらの高いエネルギー密度によってほめられます。それらは、放電中にアノードからカソードに移動し、充電中にカソードからアノードに移動するリチウムイオンを含んでいます。

LIBの最大の利点は、その高いストレージ容量です。 1kgあたり最大159ワット時を運ぶことができます。これとは別に、それらはNiFesよりも優れた電荷を保持します。

LIBを完全に放電する必要はありません。これは、多くのバッテリーの化学的性質に影響を与える充電メモリがないためです。これが、より多くの充電/再充電サイクルを処理できる理由です。

ただし、いくつかの欠点もあります。たとえば、工場を出た瞬間に劣化し始めます。棚の上でさえ、彼らはまだ料金を失います。それらは、製造日から約2〜3年しか持続できませんが、NiFeは20年になる可能性があります。それとは別に、それらは高温に非常に敏感であり、完全に放電されると損傷する可能性があります。

エネルギー貯蔵-ニッケル鉄電池とリチウムイオン

ニッケル鉄電池とリチウムイオン電池はどちらも蓄電池です。ただし、容量とストレージ容量は異なります。

ニッケル鉄電池

このバッテリーは、1900年にトーマスエジソンによって市場に投入されました。より高いエネルギーとより良いパフォーマンスに焦点を当てたいくつかの開発がありました。それらは1.4Vの開回路電圧を持っています。放電電圧は約1.2Vです。

それらは1kgあたり20から45ワット時のエネルギー密度を持っています。これは、1 kgあたり65〜90ワットの密度と、2000〜5000のライフサイクルによって反映されます。これらは長寿命であるため、牽引目的で使用されることがあります。

それにもかかわらず、彼らはそれ以来彼らの市場を割譲しました。これの主な理由は、製造コストです。それらは比エネルギーが低く、電荷保持が非常に貧弱です。

主な特徴：

重量あたりのエネルギー

30〜50ワット時/ kg

サイズあたりのエネルギー

30ワット時/リットル

パワーウェイトレシオ

100ワット/ kg

充電効率65％

排出効率

エネルギー/消費者物価85％

1.5〜6.6Wh / US $

バッテリーの自己放電率は月に10〜15％です。それとは別に、彼らの寿命は100年まで上がることができます。繰り返される深い放電は、大きな意味で寿命を縮めることはありません。

公称セル電圧は1.2Vです。上記のように、深い放電はバッテリーを破壊しません。

NiFeバッテリーは、乱用に耐えるこの能力のために、多くのストレージシステムで使用されています。そして、彼らは何年も続くことができるので、彼らはあなたの投資の価値を返します。

リチウムイオン電池

最新の電力貯蔵システムは、ますますLIBに依存しています。この主な理由の1つは、容量が大きいことです。ニッケル鉄電池よりも多くの電力を蓄えることができます。

バッテリーは1970年代に最初に議論されました。しかし、それらが商業的にリリースされたのは1991年まででした。それ以来、彼らは多くの電子機器ユーザーの間でお気に入りになっています。

それらは、バッテリーエネルギー貯蔵システムに最も好まれます。これらのシステムは放電の呼び出しに迅速に応答する必要があるため、リチウムイオン電池を使用すると簡単に充電できます。

仕様

比エネルギー100-265ワット時/ kg

エネルギー密度250-693ワット時/ l

特定のパワー/重量

250〜340ワット/ kg

充電効率80％

排出効率

エネルギー/消費者物価90％

3.6ワット時/ US $

LIBの排出率は月間0.35％から2.5％と低い。これは、充電の状態によって異なります。これとは別に、それらは400〜1200サイクルのサイクル期間を提供します。

ニッケル鉄電池とリチウムイオンの保護

リチウムイオン電池にはいくつかの安全上の問題があります。それらは強力ですが、問題の1つは、簡単に爆発して火災を引き起こす可能性があることです。リチウム金属は不安定であるため、最近のバッテリーはリチウムイオンを使用しています。

ユーザーの指示に正しく従えば、リチウムイオンの方が安全です。特定のものがそれらに影響を与えます。たとえば、それらは高温に非常に反応します。それとは別に、深い放電と過充電はそれらの容量に影響を与えます。したがって、そのようなものや物理的な損傷からそれらを遠ざけるようにしてください。

NiFesははるかに扱いやすいです。彼らは虐待に耐えることができます。その上、それらは深い放電の影響をあまり受けません。ただし、長期間サービスを提供するには、それらを良好な状態に保つ必要があります。

ニッケル鉄電池とリチウムイオンの応用

リチウムイオン電池とニッケル鉄電池の両方が次の用途で使用されています。

・ポータブルデバイス。これらには、電話、ラップトップ、タブレット、デジタルカメラ、懐中電灯、および他の多くが含まれます。

・電動工具。コードレスドリル、サンダー、のこぎりなどのツールも、これらのバッテリーに依存しています。

・電気自動車。今日、市場に出回っている電気自動車の数は増え続けています。電気自動車、ハイブリッド車、電動自転車、スクーター、車椅子、および他の多くの同様の機器にこれらのバッテリーが取り付けられています。

ニッケルイオン電池は、LIBと比較して今日ではあまり人気がありません。ただし、たとえば米国では、まだそれらを使用している列車がいくつかあります。一方、LIBは人気が高まり続けています。それらはほとんどすべての電子機器で使用されています。

最終的な考え

バッテリー電力の需要の増加は、世界中でリチウムイオンバッテリーの生産と採用につながりました。さまざまなメーカーが、パフォーマンスの面でより優れた製品を考えています。 NiFeバッテリーは製造に費用がかかり、それほど強力ではないため、あまり人気がありません。しかし、それらははるかに長持ちするため、多くのハイエンドデバイスで使用されています。肝心なのは、アプリケーションに応じて、両方のバッテリーが素晴らしいということです。