リチウム電池と鉛蓄電池

鉛蓄電池とリチウムイオン電池の比較

鉛蓄電池

鉛蓄電池は100年以上にわたって市場に出回っています。フランスの物理学者ガストンプランテは1859年にそれらを発明しました。鉛蓄電池は現在市場で非常に人気があり、近い将来も市場に出回っています。これは、製造コストが低く、製造拠点がすでに確立されているためです。

鉛蓄電池は二次電池の一種です。それらは、重量と体積の両方の比率に対してエネルギーが低い。鉛蓄電池には、いわゆる高サージ電流を供給する能力があります。これは、鉛蓄電池のパワーウェイトレシオが高いことを意味します。それが低コストと相まって、鉛蓄電池は、自動車に必要な大電流を供給するための電源として自動車で使用される最初の選択肢となっています。

鉛蓄電池は、サージ電流が不要または重要でないデバイスにも使用されます。

鉛酸電池は、酸に由来するH +イオンと酸化鉛に由来するO2-イオンの化学結合の結果として放出されるエネルギーを介して電気エネルギーを提供します。この化学反応は高い電気エネルギーを生み出します。

鉛蓄電池で1モルあたりに放出される正味のエネルギーは約400KJであり、これは36グラムの水の形成に相当します。

リチウムイオン電池

英国の化学者M.スタンリーウィッティンガムは、1970年に最初にリチウムを使用して電池を製造することを提案しました。ウィッティンガムは硫化チタンとリチウムから作られた電極を使用しました。ホイッティンガムの充電式リチウム電池は、1970年代に最初に製造するのに非常に費用がかかったため、実用化することはできませんでした。

ソニーが新製品のリチウムイオン電池を発表したのは1991年。それ以来、リチウムイオン電池の商業生産が行われてきました。本発明により、製造業者ははるかに小規模な携帯電話を製造することができた。

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ます。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。

リチウム電池と鉛蓄電池の容量

鉛蓄電池

鉛蓄電池は、高い放電率で容量を失う傾向があります。 Peukertの法則によると;鉛蓄電池の場合、放電率が高くなると、電池の使用可能容量が減少します。鉛蓄電池の容量は、20時間以内に完全に放電するために必要な電流によって測定されます。デバイスまたはアプリケーションの放電電流がこれらの20時間のレートを超える場合、鉛蓄電池の容量は大幅に減少します。

鉛蓄電池は、多くのアプリケーションで放電深度が50％になるサイズになっています。これは、バッテリーの寿命を延ばすために行われます。このプロセスは2倍のスペースを必要とし、余分なコストがかかります。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池の技術により、放電率に関係なく長期間一定の容量を維持します。

リチウムイオン電池は、鉛蓄電池よりもはるかに大きな使用可能容量を持っています。さらに、リチウムイオン電池の寿命は鉛蓄電池の寿命よりもはるかに長いです。

バッテリーの使用方法にもよりますが、リチウムイオンバッテリーは鉛蓄電池よりも運用コストが大幅に低くなります。

リチウム電池と鉛蓄電池の効率

鉛蓄電池

前述のように、鉛蓄電池は、多くのアプリケーションで放電深度が50％になるサイズになっています。これは、バッテリーの寿命を延ばすために行われます。このプロセスは2倍のスペースを必要とし、余分なコストがかかります。これにより、鉛蓄電池はリチウムイオン電池よりも効率の悪い選択肢になります。

鉛蓄電池の充電アルゴリズムにはさまざまな段階があります。これらの手順は、鉛蓄電池の安全性を確保し、電池の寿命を最大限に延ばすためのものです。鉛蓄電池は、より低い電圧レベルでゆっくりと充電するように設計されています。これは、鉛蓄電池が深く放電されるほど、内部抵抗が高くなるためです。ただし、これらすべてのステップにより、充電プロセスが遅くなり、特にリチウムイオン電池などの代替品と比較した場合、効率が低下します。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、その技術のおかげで高効率を実現しています。これらは99％の効率であり、まったく同じアンペア時レートでより高い使用可能容量を提供します。より小さく、より容量の小さいリチウムイオン電池は、巨大な鉛蓄電池と同じ結果を達成します。これにより、スペースとコストが節約され、充電時間が短縮されます。

効率に関しては、リチウムイオン電池は完璧な選択であり、鉛蓄電池に比べて充電時間が短いです。それらはサイズと重量が小さいです。そして最も重要なことは、それらはどの鉛蓄電池よりも長い寿命を持っていることです。それらは効率的で扱いやすいです。

リチウム電池と鉛蓄電池の寿命

鉛蓄電池

鉛蓄電池の寿命は約500〜1000サイクルです。これは、約1年から1年半の使用に相当します。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池の推定寿命は2000〜5000サイクルです。これは、約2〜3年の使用に相当し、鉛蓄電池の寿命のほぼ2倍になります。