リチウムイオン電池のアノードとカソードの説明

リチウムイオン電池（LIB）は、現代の技術に広く普及しています。私たち全員ではないにしても、私たちのほとんどは、LIBを使用する電話やラップトップを持ち歩いています。世界がよりグリーンエネルギーにシフトするにつれて、バッテリーの生産は増加するに違いありません。 LIBテクノロジーは優れたバッテリー化学と見なされているため、その需要により、電動自転車やEVなどのユーザーデバイスの製造が増加しています。

リチウムイオン技術にはいくつかの開発がありました。各リリースには、カソードの化学的性質に見られる主な違いとともに、より優れた容量、より長い寿命、および安全機能が付属しています。

LIBが多くの種類にあるように見せかける他の機能もあります。このような特性には、機能の改善と、価格、効率、および安全な使用の間のトレードオフが含まれます。

一般的に、リチウムイオン電池はテクノロジーデバイス愛好家にとって絶対的な友となっています。スマートフォン、ラップトップ、または充電式バッテリーを搭載したその他のデバイスをお持ちの場合は、おそらくLIBをお持ちです。

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世界の電力需要は、過去数十年にわたって増加しています。 NiCadまたはニッケルハイブリッドバッテリーを使用すると、1時間未満の電力を使用できます。リチウムイオン電池の効率で;ただし、さまざまなメディアを介して愛する人とチャットしたり、ビデオを見たり、その他のことを何時間も行うことができます。

しかし、LIBの背後にある謎は何ですか？何が彼らを他の化学から際立たせているのですか？その答えは、NiCadバッテリーの2倍以上のエネルギー密度にあります。だから今、私たちはあなたをさらに連れて行って、LIB化学の適切な理解を得ることができます。読み続けて。

リチウムイオン電池のアノードとカソードに使用されている材料は何ですか？

LIBは、カソード、アノード、電解質、セパレーターの4つの主要コンポーネントで構成されています。このパートでは、アノード（負極）とカソード（正極）に焦点を当てます。

カソード

このコンポーネントは、バッテリーの容量と電圧を決定します。ご存知かもしれませんが、リチウムイオン電池の電気は、さまざまな化学物質の反応によって生成されます。このため、リチウムはカソードとしてバッテリーに挿入されます。言い換えれば、電池はリチウム金属である主成分のためにリチウムと名付けられています。

ただし、リチウム自体は不安定な元素です。したがって、それは酸化リチウムと組み合わされてカソードを作る。

電池の電極反応を促進する「活物質」と呼ばれる別の材料もあります。一言で言えば、酸化リチウムはリチウムイオン電池の活性物質の代わりになります。

陰極の内側にも薄いアルミホイルがあります。カソードのフレームのホルダーとして使用され、活物質、導電性添加剤、バインダーの複合混合物のコーティングが施されています。

活物質にはリチウムイオンが含まれており、その導電性が向上し、添加剤が添加されています。バインダーは、他の要素を沈殿させることができる接着剤です。各コンポーネントの素材は次のとおりです。

• カソードバインダー：材料には、スチレンブタジエンコポリマーおよびポリビニリデンが含まれ得る。
  

• アルミホイル：鍛造CuからのRAタイプの圧延ホイルは、高密度および高出力のアプリケーションで使用されます。フォイルは、二次電池の集電装置として機能します。
  

• カソード活物質：これらは、組成の違いを定義する主要な要素であり、セルの正極の作成を容易にします。主な材料は、コバルト、ニッケル、マンガンの組み合わせです。それらはリチウムを収容する結晶構造を形成します。
  

アノード

これは、ワイヤーを介して電子を送るコンポーネントです。それらの基板も、上記のカソードの場合のように活物質でコーティングされている。

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アノードの役割は導電率です。電流が外部回路内を流れることを可能にすると同時に、正極から来るリチウムイオンの可逆的な吸収と放出を可能にします。

充電中、正イオンはアノードに蓄積されてから、放電中にカソードに移動します。接続ワイヤはカソードとアノードを結合し、リチウムイオンがカソードに自然に流れるようにします。電子はフェンスに沿って別々に移動し、電力を生成します。

アノードは安定した構造のグラファイトで構成されていますが、基板は活物質、導電性添加剤、バインダーでコーティングされています。アノードの材料は非常に単純です。

リチウムイオン電池のアノードとカソードのメンテナンスの違いは何ですか？

リチウムイオン電池は強力ですが、さまざまな外的要因の影響を受けやすくなっています。カソードとアノードの材料は両方とも、外部の問題に対して混合反応を示します。

たとえば、最も重要な問題の1つは、バッテリーの急速な自己発熱を伴う熱暴走です。このような状態の主な原因は、セルの内部および外部の短絡または過充電である可能性があります。

カソードはLIBの主要コンポーネントのように見える場合があり、LIBを主な焦点にしています。内部短絡の主な原因は、内部部品の混合に関係している可能性があります。そして、これがそのようなことが決して起こらないようにするためのセパレーターがある理由です。

カソードは放電中に+イオンを運び、アノードは電子を運びます。アノードは導電体であるため、十分に絶縁する必要があります。アルミホイルは部品を分離するために使用されます。

陰極は非常にデリケートです。取り扱い不良などの外部の問題により、セパレーターが破裂し、バッテリーを破壊する副作用が発生する可能性があります。両方の材料に適切なケアが期待されます。

リチウムイオン電池のアノードとカソードの化学的特性は何ですか？

リチウムイオン（Li +）は、バッテリーを実際の状態にする反応に関与します。アノードとカソードの両方の材料は、リチウムイオンを吸収できます。言い換えれば、それらは荷電イオンを保持することができます。これらのイオンは、LIB内で、アノード構造内の電子に結合しています。

充電中、リチウムイオンはアノードから放出され、電解質溶液を通って移動してカソードに吸収されます。本質的に、LIBの寿命はフル充電から始まります。充電を開始すると、カソードに酸化プロセスが発生し、負に帯電した電子が失われます。しかし、方程式は、電解質に溶解する同数のイオンとバランスが取れています。それらはアノード内を移動し、そこでアノードに吸収されます。

一方、放電中、リチウムイオンはアノードから放出されてカソードに戻ります。アノードに結合されていた電子も放出されます。それらはワイヤーを通って流れ、電流を生成します。

反応はフル充電で停止します。次に、放電時に再開し、サイクル全体を作成します。