22 年間のバッテリーのカスタマイズ
Dec 25, 2019 ページビュー：378
リチウム電池の主成分は何ですか？
リチウムイオン電池は、ほとんどすべての電子機器や電子自動車に使用されています。従来のアルカリ電池よりも高価ですが、リチウムイオン電池の寿命ははるかに長くなっています。
リチウムイオン電池は、いわゆるセルから作られています。それらのすべてのセルは、3つのコンポーネントで構成されています。正極、負極、および正極と負極の間の電解質と呼ばれる化学成分。
セルの正極は、コバルト酸リチウムで設計されています。負極はグラファイト製です。電解質は酸化物や硫化物などです。電解質は、長い貯蔵寿命を持ち、リチウムイオンに対して高い移動度を提供する必要があります。電解質は、液体、ポリマー、および固体のものにすることができます。
リチウム電池は何でできていますか？
リチウムイオン電池は、今日ではあらゆる形状とサイズのものです。ただし、バッテリーのサイズや形状に関係なく、内部はすべて同じように見えます。特定のリチウムイオンバッテリーパックには、次のようなものがあります。
リチウムイオン電池。それらは、従来の単三電池のように円筒形にすることも、角柱形にすることもできます。
バッテリーの温度を監視するための温度センサー。過熱は壊滅的な結果をもたらす可能性があります。
電圧変換器とレギュレータ回路。これは、バッテリーパック内の電圧と電流の安全なレベルを維持するためです。
電圧タップ。バッテリーパック内の個々のセルのエネルギー容量のモニターとして機能します。
バッテリー充電状態モニター。これは、すべての充電プロセスを処理する小さなコンピューターです。これにより、バッテリーが可能な限り迅速かつ安全に充電されます。
追加のオプションのシールドコネクタがバッテリパック内に存在する場合があり、これにより、電力と情報がバッテリパックに出入りすることができます。
充電中、またはバッテリーの使用中であっても、バッテリーが熱くなりすぎると、コンピューター（バッテリー充電状態モニター）は、物事を冷却するために電力の流れをシャットダウンします。このホットな状態でデバイスを使用しようとすると、このコンピューターはデバイスの使用を阻止し、デバイス自体の電源をオンにすることさえできなくなります。
リチウムイオン電池
リチウムイオン電池は、金属製の外箱を備えています。バッテリーは加圧されているため、リチウムイオンセルには金属を使用することが重要です。金属製のケーシングには、基本的に感圧穴である、いわゆるベント穴があります。バッテリーが熱くなりすぎて爆発の危険性がある場合、この通気孔は余分な圧力を解放し、状況を救うのに役立ちます。
金属ケースの内側には、次の3つの薄いシート層があります。
正極。
負極。
それらの2つの間のセパレータ。
これらの3枚の薄いシートは、ほとんどがエーテルでできている有機溶剤に浸されています。その溶剤はバッテリーの電解質として機能します。
リチウムイオン電池のアノードとカソード
リチウムイオン電池のアノードとカソードは、リチウムイオンが蓄えられる場所です。バッテリー内の電解質は、放電および充電プロセス中に、正に帯電したリチウムイオンをアノードからカソードに、またはその逆に運びます。リチウムイオンのこの動きにより、アノードに自由電子が生成され、その代わりに正の集電体に正の電荷が生成されます。その後、電流が集電装置から負の集電装置に流れ、その過程でデバイスが動作します。
アノード
リチウムイオン電池の大部分は、材料としてグラファイトを使用していました。陽極に使用される黒鉛は、人工黒鉛と呼ばれる合成生産物か、天然黒鉛と呼ばれる地球から採掘されたもののいずれかです。次に、グラファイトは、リチウムイオン電池のアノードとして機能する銅箔で使用される前に処理されます。
リチウムは、リチウムイオン電池の電解質に溶解するイオン塩として使用されます。ただし、一部の電池では、アノード自体の材料としてリチウムを使用することもできます。
リチウムイオン電池では、アノード材料は次のようないくつかの要件を満たす必要があります。
材料は、良好な導電性と多孔性でなければなりません。
軽量で耐久性のあるものでなければなりません。
バッテリーを安く保つためには低コストでなければなりません。
材料は、バッテリーのカソードの電圧と一致する必要があります。
カソード
リチウムイオン電池のカソードを製造する際に使用されている材料オプションは複数あります。リチウムイオン電池のカソードに使用される材料は、不要な金属不純物を含まない極度の純度でなければなりません。 Li-ionバッテリーのカソードは、リチウムと他の金属の混合物です。リチウムイオン電池のアノード材料は十分に最適化されていますが、カソード材料は拡張の余地があり、今日の研究はこの特定の領域に焦点を合わせています。
リチウムイオン電池の陰極には活物質があります。これは、コバルト、ニッケル、マンガンで構成され、結晶構造で表され、多金属酸化物材料を形成します。次に、リチウムが最終ステップで混合物に追加されます。
リチウム電池はどうやって作るの？
リチウムイオン電池の作成は、いくつかの簡単な手順に従います。
電極の準備
このステップでは、アノードとカソードにコーティングされる材料を混合して準備します。
原料の金属材料、主にアルミニウムは、コーティング機にロードされます。
次に、リチウムとカーボンの薄層が適用され、マシンに追加されます。
連続プロセスを通じて、材料はカーボンが処理されているオーブンに供給されます。
オーブンプロセスの後、製品は2つの別々のラインに供給され、アノードとカソードはそれぞれ独自のラインを持って製造されます。
電極（アノードとカソード）が製造された後、それらは機械に供給され、そこでそれらはより折り畳み可能になるように薄い層に押しつぶされます。
このプロセスの最後のステップは、電極がメーカーによって指定された適切な幅に切断される切断プロセスです。
電極の作成
このプロセスでは、電極が取られ、適切なサイズに丸められます。
アノードとカソードが完全なサイズにカットされると、それらは正確に等しいサイズのペアで一緒に一致します。
その後、それらの間に薄層（セパレーター）を挿入します。
3つの層全体（アノード、カソード、およびセパレーター）は、半自動機で一緒に折りたたまれます。
電解質の挿入
前のステップで電極を準備した後。彼らのための住宅が作られています。
電極のハウジングには、プラスチックまたはPVC材料が使用されています。
次に、電極がそれらのハウジングに挿入されます。
それらは3つの側面で熱溶接され、4番目の側面は開いたままになります。
開いた側を介して、電解液がセットアップ全体に挿入されます。
その後、開放側をシールします。
これで、最初の充電の準備ができたリチウムイオン電池ができました。
リチウムイオン電池の取り扱いは非常に危険であり、重大な危害や怪我を引き起こす可能性があることに注意してください。あなたが専門家でない限り、あなた自身で上記のステップを試みないでください。
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