リチウムイオン電池とは何ですか？

リチウムイオン電池は、放電時に電極がマイナスからプラスに移動し、充電されると元に戻る充電式電池のグループです。今日、その需要は急速に伸びています。これらのタイプのバッテリーは、一般的に携帯電話やカメラで使用されています。今では、エネルギーや自動車用途の大規模な貯蔵を備えた電源になっています。リチウムイオン電池は高いエネルギー密度と多数の放電サイクルを提供するため、ほとんどのユーザーがリチウムイオン電池を使用しています。バッテリーは従来のバッテリーよりも優れており、高速で充電することができます。今日、技術の変化に伴い、バッテリーもアップグレードされており、動作時に柔軟性があり、酸性セルにつながります。環境とリチウムイオン電池の間の相互作用でさえ穏やかです。バッテリーは非常に低いため、充電時のガス放出は非効率です。リチウムイオン電池に使用されている電極材料には、活性化する化学物質が多く使用されています。バッテリーの各セルには異なる電気的特性が備わっており、適切な種類のセルを選択することが重要です。

リチウムイオン電池の構造と材料

リチウムイオン電池は、など4種類の素材でできています。

カソード材料

リチウムイオン酸化物と酸化バナジウム、再充電可能な酸化物を含むかんらん石が含まれている材料です。ここでは、ニッケルとコバルトを含む層状酸化物と、電池に適した材料を探索できます。高電圧範囲で高い安定性を得るのに役立ちますが、同時にコバルトの性質は限られています。ニッケル、コバルト、マンガンの混合電池は、一般的に組み合わせて使用され、最高の特性を提供し、電池の欠点を最小限に抑えるのにも役立ちます。存在する酸化バナジウムは、バッテリー内で大容量と優れた反応速度を示します。挿入と抽出により、存在する材料はアモルファスになります。

アノード材料

リチウム、グラファイト、シリコン、金属間化合物、リチウム合金材料を搭載した素材です。これは最も適切で簡単な材料の1つですが、同時にサイクリング時に問題を引き起こし、短絡する可能性があります。この最も信頼性の高い陽極材料は、低コストで入手しやすいため、炭素質陽極です。多様性とカーボンナノチューブを備えた新しいグラファイトの使用は、容量を増やすのに役立ちますが、同時に、処理の価格は少し高いです。メーカーは、ボリュームの変更で簡単に克服できるように多大な努力を払っています。バッテリーに含まれるシリコンも、組成に応じて大容量です。

電解質

バッテリーを長期間スムーズに動作させたい場合は、高温および高電圧でバッテリーを立てるのに役立つ堅牢な電解液が必要です。また、バッテリーに高い機動性を提供するのにも役立ちます。これは、ポリマー、液体、および固体電解質も含む液体です。液体電解質について言えば、溶媒ベースの有機形態で存在します。電解質の中で最も重要なのは、溶媒に低沸点を提供し、引火点も含む可燃性です。電解質では、それは一般的に、より良い作業のための可燃性と電気化学的性能を含みます。また、ポリマーと、結晶ガラスとセラミックガラスを含む固体電解質も含まれています。

セパレーター

名前からわかるように、2つの電極を物理的に分離して他の電極を食べるのに役立ちます。これはまた、短絡を防ぎ、有害な事故からバッテリーを保護するのに役立ちます。セパレーターはフォームの形をしており、電解液を浸すのに役立ち、適切な場所にフィットさせます。バッテリーには、最小の抵抗と最大の機械的安定性を提供する電子絶縁体が含まれています。

リチウムイオン電池はどのように作られていますか？

まず、アノードとカソードを混合した電極を用意します。次に、炭素の薄層が金属材料に適用されます。

アノードとカソードの1つが同じペースで動作しています。このロットでは、未加工の電極がトリミングされています。

次に、機械を使用してシートを薄くし、いつでも折りたたむことができるようにします。

電極の作成

まず、機械の助けを借りて、タブを取り付け、適切な長さにカットします。

電極と陽極が作られると、同じサイズを形成するために一緒に結合されました。半自動機では、層を何度も挿入して折り畳みました。

これらの層が何度も折りたたまれ、保護のためにテープで留められた後。

この後、電解液は別の部屋で準備され、すべての部品を準備した後、それらは1つのバッテリーに組み立てられました。

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軽量で充電式電池です。バッテリーにある電極はリチウムとカーボンでできています。それは多くのエネルギーを蓄える反応要素を備えています。これは、高エネルギー密度の変換に役立ち、エネルギー密度を概観するのに最適な方法です。バッテリーに含まれるニッケル水素は、1キログラムあたり100ワットを簡単に蓄えることができます。バッテリー内の鉛蓄電池は、1キログラムあたり25ワット時のエネルギーを蓄えるのにも役立ちます。バッテリーにはメモリー効果がないため、充電する前に完全に放電する必要はありません。正の酸化コバルトが帯電すると、負のグラファイト電極に向かって移動し、その場所に留まります。バッテリーが放電した場合、イオンは正の電解質に向かって戻ります。どちらの状況でも、バッテリーに存在する電子は反対方向に移動します。

イオンと電子の動きは相互に関連したプロセスであり、停止した場合はバッテリーが完全に放電したことを意味します。バッテリーのスイッチを切ると、電子の流れも止まります。このようにして、バッテリーは高速で放電を停止し、バッテリーを長期間使用します。