高耐久性充電式リチウムイオン電池

リチウムイオン電池、またはリオン電池としてよく知られているのは、携帯用電子機器や電子機器でより一般的に使用されている充電式電池の一種です。

このタイプのバッテリーでは、リチウムイオンは放電時に負極から移動し、充電時に戻ります。リチウムイオン電池は、非充電式リチウム電池で使用される金属リチウムと比較して、1つの電極材料として挿入されたリチウム化合物を使用します。

バッテリーは、高いエネルギー密度と低い自己放電を含んでいます。ただし、可燃性の電解液が含まれているため、可燃性が高く、損傷したり、誤って充電したりすると、爆発や火災につながる可能性があります。

高耐久性充電式リチウムイオン電池2019の分析

リチウムイオン電池市場は、2019年に330億米ドルを超えると推定され、2025年までに11％拡大すると予測されています。これは主に、顧客の購入電力の増加と、電気自動車の継続的な減少によるものです。バッテリーのタイプが最も一般的に使用されます。

地球温暖化の真っ只中で、各国はより少ない炭素を生産するよう圧力をかけられており、運輸部門全体の炭素排出を制限するために実施される厳しい規制があります。これは、業界の成長に影響を与える可能性のある別の要因でもあります。

それだけでなく、産業用アプリケーションセグメントは2019年に20億米ドル以上と評価されました。これは、長いサイクル寿命とともに労働者の安全に対する懸念が高まっているため、増加すると予測されています。保証期間が長く、動作寿命が長いため、これらのシステムのインストールが促進されます。さらに、ロジスティックおよびサプライチェーン業界全体での電気自動車の需要の増加は、産業環境を強化します。

リチウムイオン電池のカソードは、2025年までに2,000万米ドルを超えると予想されています。新しい化学物質の需要を促進する機能のいくつかは、短い放電時間、少ないメンテナンス、および長い耐用年数です。

高耐久性リチウムイオン電池の選び方

リチウムイオン電池にはさまざまな種類があり、それぞれに長所と短所があります。品種のリストは以下にあります：

1.コバルト酸リチウム– LCO

これは、電話、携帯電話、ラップトップ、およびデジタルカメラで一般的に見られる最も人気のあるタイプのバッテリーの1つです。バッテリーは、酸化コバルトカソードとグラファイトカーボンアノードで構成されています。カソードは層状構造であり、放電中、リチウムイオンはカソードに移動します。充電すると、この流れは逆になります。

このタイプのバッテリーの欠点は、寿命が短く、熱能力が低く、負荷能力が限られていることです。それだけでなく、このバッテリーは、LCOの製造コストが高いため、リマンガンバッテリーへの支持を失っています。

2.リチウムマンガン– LMO

バッテリーの構造は、電極上のイオンの流れを改善する3次元スピネル層構造を形成します。これにより、内部抵抗が低下し、電流処理が改善されます。このタイプのバッテリーのもう1つの利点は、高い熱安定性と強化された安全性です。

ただし、このタイプのバッテリーの再充電サイクルは非常に限られています。このタイプのバッテリーの容量も、コバルト酸リチウムより3分の1低くなっています。

3.リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物– NMC

これは、リチウムイオンシステムで最も成功しているものの1つです。これらのタイプのバッテリーは、エネルギーセルまたはパワーセルとして機能するように調整できます。

ニッケルとイオンマンガンを組み合わせることで、ニッケルは高比エネルギーの動力源となります。安定性は劣りますが、マンガンはバランスを取ります。 3つの活物質;ニッケルマンガンとコバルトは、自動車やエネルギー貯蔵システムの幅広い用途に合わせて簡単にブレンドできます。

NMCは通常、電動自転車やその他の電動パワートレインなどの電動工具に使用されます。このバッテリーは、すべての要素にわたって安定したパフォーマンスを発揮する唯一のバッテリーです。寿命、コスト、比エネルギー、および安全性。

4.リチウムイオンリン酸塩-LFP

これらのタイプのバッテリーは、他のタイプのバッテリーと比較して、フル充電条件に対してより耐性があり、ストレスが少ないです。ただし、通常、その電圧は低くなります。すべてのバッテリーと同様に、低温ではパフォーマンスが低下し、高ストレージでは寿命が短くなります。

このタイプのバッテリーは、他のほとんどのバッテリーよりも放電率が高くなっています。これは、より高品質のセルを購入するか、はるかに高度な制御電子機器を使用することで対処できた可能性があります。これにより、製造コストが上昇します。ほとんどのメーカーはそれを避けたいと思うでしょう。

バッテリーは非常に敏感な湿気であり、50サイクルしか供給しません。

ただし、このタイプのバッテリーは対応するバッテリーよりもはるかに安定している傾向があるため、安全性に優れています。また、高い比出力が含まれています。

5.リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物– NCA

優れた比電力、高い比エネルギー、および長い寿命のため、NMCバッテリーと類似しています。ただし、このタイプのバッテリーは実際には安全ではなく、製造コストが高くなります。最近の開発でさえ、それをはるかに安定させるためにそのコンポーネントにアルミニウムが追加されています。

リチウムイオン電池の高い耐久性を維持する方法

リチウム電池は、イオン正電極とイオン負電極の動きに作用します。サイクリングでは、高温と経年劣化により、時間の経過とともにバッテリーのパフォーマンスが低下します。ほとんどのメーカーは、製品の寿命が300〜500回の放電または充電サイクルの範囲であると指定しています。

ユーザーとして、バッテリーを充電するときは、充電電圧を下げることをお勧めします。バッテリーを高温でいっぱいに保つことも避ける必要があります。リチウムイオンは、熱にさらされるとストレスに悩まされるだけでなく、セルの充電をより高い電圧に保つことにも悩まされます。ほとんどのリチウムイオン電池では摂氏30度が高温と見なされ、4,10 V /セルは高電圧と見なされます。

この理由からも、ユーザーは1時間以内に充電できると主張する超高速充電器の使用を避ける必要があります。