リチウムイオン電池セルタイプの分析

電気自動車の用途や、スマートフォン、デジタルカメラなどのポータブルデバイスでは、リチウムイオン電池が一般的に好まれます。バッテリーの相対的な能力と健康状態は、年齢とともに低下します。したがって、これらのパラメータを正確に推定することが不可欠です。この分析では、アプリケーションで使用されるさまざまなタイプのバッテリーを研究することによってバッテリーの状態を推定するためのパラメトリックアプローチが提案されています。また、リチウムイオンバッテリーセルの新しいトレンドについても説明します。これは、リチウムに関する情報を得るのに役立つだけではありません。イオン電池だけでなく、これらの電池の新しいトレンドと技術に関する幅広い知識も提供します。

バッテリーの種類：

サイズと用途に基づいて、さまざまな目的で使用されるさまざまなタイプのバッテリーがあります。最も一般的に使用される電池は、円筒形電池、ボタン電池、ポーチ電池で、以下で説明します。

円筒形セル

一次電池と二次電池に最も一般的に使用されているパッケージタイプの1つは、引き続き円筒形セルです。利点は、生産の柔軟性と優れた機械的安定性です。管状シリンダーは、変形することなく、高い内圧に耐えることができます。

リチウムとニッケルをベースにした多くの円筒形セルには、熱係数（PTC）の正のスイッチが含まれています。通常は導電性のポリマーは、強い圧力にさらされると熱くなり抵抗性になり、電流の流れを防ぎ、短絡に対する保護として機能します。熱係数（PTC）の正のスイッチは冷却され、短絡が除去されると導電状態に戻ります。

シリンドリカルセルの用途

電動工具、医療機器、ラップトップ、電動自転車は、円筒形セルの標準的なアプリケーションです。

ボタン電池

コイン電池とも呼ばれるボタン電池は、1980年代の携帯機器で可能なコンパクトなデザインで構成されています。セルをダクトに積み上げることにより、より高い電圧が達成されます。これらのバッテリーは、コードレス電話、医療機器、空港のセキュリティウォールで使用されていました。

積み重ねられたボタン電池は、コンパクトで安価に作成できるものの、人気がなくなり、従来のバッテリー形式に取って代わられました。ロードが速すぎると、ボタン電池の欠点が大きくなります。ボタン電池には安全換気装置がなく、10〜16時間の充電でのみ充電できます。ただし、新しい設計では急速充電が必要です。

ボタン電池の用途

現在使用されているボタン電池の大部分は充電式ではなく、医療用インプラント、時計、補聴器、車のキー、メモリのバックアップに使用できます。

ポーチセル

1995年、根本的な新しいモデルで、ポーチセルはバッテリーの世界を驚かせました。金属管または電気フィードスルーガラスから金属を使用する代わりに、導電性フォイルタブが電極に溶接され、外側にしっかりと密閉されています。

バッテリーセルは、シンプル、柔軟、または軽量のバッテリー設計ソリューションを提供します。ある程度のスタック圧力が推奨されますが、膨潤対策を講じる必要があります。ポーチセルは高い負荷電流を提供できますが、軽負荷の条件下で中程度の負荷の場合に優れています。

ポーチセルの用途

民生用、軍事用、自動車用のアプリケーションでは、ポーチパッケージが使用されます。標準のポーチセルはありません。それらは各メーカーによって構築されます。ポーチパックは、多くの場合、リチウムポリマーパックです。ドローンやホビーガジェットなどのスモールセルは、高負荷電流を必要とするポータブルアプリケーションで一般的です。

2019リチウムイオン電池セル技術

スウェーデン王立科学アカデミーは、米国テキサス大学オースティン校のジョンB.グッドイナフ、米国ニューヨーク州立大学ビンガムトン大学のM.スタンリーウィッティンガム、および名城彰の吉野彰に2019年ノーベル化学賞を授与することを決定しました。株式会社東京、名城大学名古屋校「リチウムイオン電池の設計」。

充電式電池を作成

2019年のノーベル化学賞は、リチウムイオン電池の開発に報いるものです。携帯電話からコンピューター、電気自動車に至るまで、この軽量で充電式で効率的なバッテリーが現在使用されています。また、太陽光や風力エネルギーを大量に蓄えることができ、化石のない社会を実現します。

世界的に、リチウムイオン電池は、通信、仕事、勉強、音楽鑑賞、知識の探求に使用する携帯用電子機器に電力を供給するために使用されています。リチウムイオン電池は、長距離電気自動車や、太陽光や風力などの再生可能エネルギー貯蔵の開発も可能にしました。

1970年代の石油危機の間に、リチウムイオン電池の基礎が築かれました。スタンリーウィッティンガムは、化石燃料を含まないエネルギー技術につながる可能性のある方法の開発に取り組んできました。彼は超伝導体の研究を開始し、高度なカソードを構築するためにリチウム電池で使用した非常にエネルギーの豊富な材料を発見しました。

その結果、性能が低下する前に何百回も充電できる軽量で耐久性のあるバッテリーが実現しました。リチウムイオン電池には、電極を破壊する化学反応ではなく、アノードとカソードの間を行き来するリチウムイオンに基づいているという利点があります。

しかし、これらの電池が1991年に初めて市場に参入したとき、リチウムイオン電池は私たちの生活に革命をもたらしました。彼らはまた、デジタルで化石のない社会の基盤を築き、人間の最大の関心事です。

リチウムイオン電池セルの新しいトレンド

リチウムイオン電池の技術は確立されていますが、電気自動車産業の活発な発展に伴い、近年、多くの新しいトレンドも出現しています。東京で開催された第10回国際二次電池博覧会（日本電池ショー）によると、業界チェーン全体から多数の企業が集まり、リチウムイオン電池セルに関連するいくつかの新しいトレンドについて話し合った。展示会の出展者、専門家、参加者は、技術開発、機器製造、リチウムイオン電池セルの応用の分野におけるいくつかの新しいトレンドを明らかにしました。

リチウムイオン電池セルの最新の新しいトレンドは次のとおりです。

・カソード材料の高ニッケル化のパターンがより明確になり、全固体電池が着実に出現しています。

・リチウムイオン電池の製造装置の市場は活況を呈しています。ほとんどのメーカーは現在、特定の機器セグメントに焦点を合わせています。

エネルギー貯蔵システムや独自の電気自動車アプリケーションでのリチウムイオン電池の化学的性質の使用は注目に値します。