リチウムイオン電池のメリットは何ですか？

リチウムイオン電池が優れているのはなぜですか？

リチウムイオン電池には、電池の内部と外部の組成に使用されている材料に応じてさまざまな形態があります。このような材料は、セルの性能と容量を決定するものです。ただし、違いはありますが、すべてのリチウムイオン電池は共通の特性を共有しているため、これらの電池は他の種類の充電式電池よりも信頼性が高くなっています。より高いエネルギー密度からより速い充電速度およびより長い寿命まで、リチウムイオン電池はより優れていると考えられており、したがって商用アプリケーションでより信頼性があります。

リチウムイオン電池の利点と制限は何ですか？

すべてのタイプのリチウムイオン電池は、他の充電式電池タイプと比較して、さまざまな利点と制限を提供するいくつかの特性をユーザーに提供します。これらの利点と制限は次のとおりです。

リチウムイオン電池のメリット

寿命の延長

バッテリーの寿命は、サービス時間全体で処理できる充放電サイクルの数によって異なります。低品位のリチウムイオン電池は数百回の充電サイクルを管理できますが、一般的なバリアントは、元の最大容量の約30％を失う前に、1000回以上のサイクルに対応できます。高度なリチウムイオン電池バージョンは、最大5000回の充放電サイクルを処理できるため、他の種類の電池よりも寿命が長くなります。

バッテリーは、フル充電される前にバッテリーの半分以上が放電された場合にのみ、フルサイクルを経たと言えます。

より速い充電速度

NiCadおよびNiMHセル、または充電式アルカリ電池と比較すると、リチウムイオン電池は充電が速いことが証明されています。これはすべて、バッテリーを使用するデバイスのハードウェア仕様とリチウムイオンセルのmAh容量に依存し、完全充電の場合、効果は約1〜2時間です。

エネルギー効率の向上

エネルギー効率は、他のタイプの充電式電池と比較して、リチウムイオン電池の使用に伴う主な利点である可能性があります。電池の物理的サイズに比べてエネルギー密度が高く、自己放電率が低いため、エネルギー効率が向上します。

小さい

リチウムイオン電池は、物理的なサイズに比べて高い電荷容量を備えているため、小さなスペースに大量のエネルギーを蓄えることができます。これにより、他の種類のバッテリーと比較して、持ち運びが容易になり、かさばりが少なくなります。ポータブルであるため、スマートフォンやラップトップなどの従来の消費者向けデバイスでの使用に便利です。

リチウムイオン電池の制限

高い製造コスト

リチウムイオン電池の製造コストは、バッテリーの製造コストがニッケル水素電池の製造コストよりも約40％高くなる可能性があるため、コストがかかる傾向があります。安全な制限内で電圧を調整する高価なオンボードコンピュータ回路などの要因が、この高い値札を構成します。

安全上の危険

過去数年間、リチウムイオン電池は過熱する傾向があるため、安全上の問題が発生することが報告されています。この過熱は熱暴走を引き起こし、炎を発火させ、さらに爆発を引き起こす可能性があります。

経年劣化

電池は、使用の有無にかかわらず、工場出荷時に劣化し始めます。これを経年劣化といいます。

リチウムイオンよりも優れたバッテリーはありますか？

バッテリー技術の現在の時代にリチウムイオンバッテリーに取って代わったブレークスルーの多くの噂がありました。しかし、リチウムイオン電池は非常に長い間ビジネスを続けており、ある段階から別の段階への技術の創造と進化を支えてきました。リチウムイオン技術が直面している現在の問題を改善するために多くのツールと努力がなされているので、現在のものよりも優れたバッテリー技術があると言うことはデマとしてうまくいくようです。

リチウムイオン電池に取って代わる画期的な技術が知られているのは事実ですが、これほど商用利用されていないため、現時点でこれ以上良いものはないと言えます。リチウムイオン電池は、しばらくの間信頼性を維持し続けるでしょう、そしてそれは去ることを急いでいないようです。

固体リチウム電池

このタイプのバッテリーはスーパーキャパシターレベルで機能することができ、ユーザーは10分弱でバッテリーを完全に充電または放電することができます。それらは最大の安定性を提供しますが、電解質の伝達を犠牲にします。この特性により、固体リチウムイオン電池は、現在の電池と比較してより安全で安定している傾向があるため、電気自動車に適しています。バッテリー技術は、摂氏-30度から摂氏100度までの低温に対応できます。全固体電池は、電解質が直面する問題のために商用利用には十分に完成されていませんが、リチウムイオン電池を改善する絶好の機会であるように思われます。

フォームバッテリー

Prietoバッテリー会社は、銅フォームコンパウンドを使用するバッテリーを発明することで、それ自体を上回りました。使用される可燃性電解質のため、バッテリーは最大限の安全条件を提供することが期待されます。それらはまた、リチウムイオン技術と比較してより長い寿命を提供し、同様に、より速く、はるかに重要なエネルギー密度で充電することができます。発泡電池は、現在の電池技術と比較して、製造コストが低く、重量が小さいと予想されます。バッテリーはまだ完成していませんが、将来的には良いものが待ち構えています。

砂電池

砂電池はシリコンを利用して、標準のリチウムイオン電池よりも高い性能を実現しています。ただし、これはリチウムイオン技術のバージョンであり、唯一の違いは、アノード電極にグラファイトの代わりにシリコンを使用していることです。砂は浄化され、電力が供給され、マグネシウムと塩で粉砕され、後で加熱されて酸素が除去されます。得られた製品は、多孔質で立体的な純粋なシリコンであり、バッテリーの性能を向上させるのに役立ちます。

リチウム硫黄電池

これは、その高い比エネルギーで愛されている二次電池技術の一種です。バッテリーはリチウムの原子量が低く、硫黄の平均原子量があると言われています。これらのバッテリーは、スマートフォンに最大5日間電力を供給できるため、リチウムイオン電池よりも優れていると言われています。また、リチウムイオン電池に比べて環境への影響が少なく、製造コストも低いと言われています。その主な用途は、長時間の充電を保持するスマートフォンや、最大1000 kmの自動車に電力を供給することができる電気自動車です。

結論

リチウムイオン電池は何十年も前から存在しており、この電池技術は多くの産業の成長と革命を育んでいます。したがって、それは信頼できる電源であり、制限も含まれているだけでなく、より良い未来のためにバッテリーを完成させるために多くの努力が払われています。