リチウム電池のエネルギー量とは何ですか？

スマートフォンやその他の必要な電気機器がなければ生き残ることが不可能に思える時代が来ると誰が思ったでしょうか。スマートフォンの時代は10年ほど前に始まりましたが、これらのポケットサイズのコンピューターは、まるで永遠に存在しているかのように私たちの生活の中心です。そのような技術的発明は現在、生命の原動力ですが、これらのスマートな創造物にエネルギーを与える責任がある本当の暗黙のヒーローはリチウム電池です。これらのバッテリーは、1991年にカムコーダーで使用することを目的としてソニーによって最初に商業的に取引され、それが素晴らしい電源の導入を示しました。

リチウム電池の使用はここ数年で大幅に増加しており、まだ始まったばかりのように思われるかもしれません。市場で最もエネルギッシュな充電式電池の1つであり、商用および基本的な家庭用の両方のほぼすべてのデバイスに搭載されています。これらは現在、ラップトップ、電動工具、携帯電話などの小型デバイスで最も好まれるバッテリー技術です。

これらのバッテリーが商業産業も引き継いでいることを知っても驚くことではありません。リチウム電池がそのような発明のためのより効率的な電源を提供するために変更されているので、燃料動力の乗り物と航空機はゆっくりと過去のものになりつつあります。

リチウム電池のエネルギー量の定義

リチウム電池は、その機能の主要な構成要素としてリチウムイオンを使用する電池技術の高度な形態として定義することができます。しかし、ほとんどのユーザーを悩ませている問題は、他のタイプのセルと比較して、いったい何がこのバッテリーをそれほどエネルギッシュにするのかということです。答えを得るには、これらの細胞のエネルギー量と、エネルギーを生成して使用するためにどのように機能するかを理解する必要があります。

このようなバッテリーのエネルギー量とは、バッテリーから抽出して、さまざまなパワーデバイスに使用される電気エネルギーに変換できる化学エネルギーを指します。一方、エネルギー密度は、化学エネルギーの形でセルに蓄積されたエネルギーの量として説明できます。したがって、リチウム電池は、鉛やニッケルベースの電池などの他の種類の電池と比較して、エネルギー密度が高いと言われています。

今日のリチウム電池、特にリチウムイオン電池は、業界で最も高いエネルギー密度の1つであり、約100〜265 Wh / kgまたは250〜670 Wh / Lです。さらに、ニッケルや鉛セルなどの他の技術の約3倍の電圧を供給することができます。それらは驚異的な3.6Vまでの高さに達することができ、これはバッテリーとしてはかなり高いです。

エネルギー密度のバッテリー比較

さまざまなエネルギー密度のバッテリー比較は非常に困難であることが判明する可能性があり、実際の比較は実際の証拠に基づく必要があります。メーカーは多種多様であるため、バッテリーの性能やエネルギー密度は異なります。これはすべて、それらが何のために発明または最適化されたかによって異なります。さまざまなレベルでのパフォーマンスが決まるため、比較する際には、特定のタイプのバッテリーの実際のアプリケーションを検討する必要があります。

したがって、さまざまなバッテリーのエネルギー密度を比較して、セルに適切な優先順位を選択する際には、考慮すべき多くの要因があります。鉛蓄電池は、この技術で最も低いエネルギー密度を保持する傾向があり、約30〜50 Wh / kgの低い範囲です。

ニッケルベースのセルは鉛蓄電池のすぐ上に配置され、NiCadは約45〜80 Wh / kgを保持し、NiMHは約60〜120 Wh / kgを保持します。

リストのトップは、エネルギー密度の最も高い量を占めるリチウム電池に他なりません。リチウム電池のクラスに応じて最大200Wh / kgの高さのエネルギー密度を占有し、電池業界で最も強力なエネルギー源であることが証明されています。コバルトカソードを備えたリチウムイオン電池は、ニッケルベースの電池の2倍、鉛蓄電池の4倍のエネルギーを保持するため、優れた競合製品となっています。

多くの消費者は常により多くのバッテリーランタイムを望んでおり、要求してきたため、メーカーはより多くの活物質をセルに詰めることで対応しました。これにより、リチウム電池のエネルギー密度が2倍になり、1991年の夜明け以来、食物連鎖の頂点に立つことができました。

リチウム電池のエネルギー量を保護する方法

リチウム電池の高エネルギー密度は低価格ではありません。エネルギー密度が高いほど、セルは活物質で満たされていました。バッテリーが理論上のエネルギー密度の限界に近づくにつれ、これらのバッテリーの消滅に対抗するための新しい製造方法と安全対策が登場しています。ただし、消費者がリチウム電池のエネルギー量の保護に貢献できる方法がいくつかあります。

1.リチウム電池を室温に保つ

室温は20〜25℃です。完全に充電されたリチウム電池を極端な温度にさらすと、セルの化学組成が乱れ、エネルギー密度が歪む傾向があります。セルが漏れる可能性があり、これによりバッテリーパックの分解が速くなり、効率が低下します。同様に、非常に低い温度はリチウム電池にうまく適合せず、その中の活物質はそのような条件に耐えるように設計されていません。したがって、それらを氷点下の温度にさらすと、エネルギー量が妨げられる可能性があります。

2.鉛蓄電池でリチウム電池を充電しないでください

前述のように、リチウムベースのバッテリーのエネルギー密度は鉛蓄電池の4倍です。これは、充電器の電源と電流または電圧の制御も異なることを意味します。鉛蓄電池は低すぎて、強力なリチウムベースの充電器を充電できない場合があります。この理論をテストすると、セル内の化学物質の含有量が歪む可能性があり、セル内に含まれるエネルギーに悪影響を与える可能性があります。

3.バッテリーの特性やケーシングを改ざんしないでください

バッテリーの元の設定を改ざんすると、バッテリー内の化学物質の含有量が変化するため、バッテリーの劣化が早くなる可能性があります。これにより、時間の経過とともにエネルギー密度が急速に低下するため、バッテリーの効率が低下します。

4.細胞に異物を導入しないでください

このような行為は、細胞の化学組成を混乱させる傾向があり、初期エネルギー密度の歪みにつながる可能性があります。

最終的な考え

リチウム電池は、何十年もの間、技術の進化を促進してきました。高エネルギー含有量によるバッテリーの多大な貢献により、人類は自分たちの生活をより良くするための理想的な方法を考え出すことができました。リチウム電池を使用して電力を供給すると、電力と生命の未来は明るく見えます。