リチウムイオン電話のバッテリーコンポーネント、利点と制限-battery-knowledge

リチウムイオン電池が電話に最適なのはなぜですか？

リチウムイオン電池は、少なくとも次の10年ほどの間、製品が克服できないという評判を築いてきました。リチウムイオン電池は、充電可能なエネルギー源の最も簡単なソリューションであることが証明されています。それだけでなく、今日では、エネルギーは再生可能資源（太陽と風）からリチウムイオン電池に蓄えられることがよくあります。

科学者たちは、リチウムイオン電池の代替品を見つける必要はないと信じています。代わりに、現在の研究作業はすべて、それらのバッテリーをアップグレードすることです。 1970年に設計された最初のリチウム電池から現在に至るまで、現場で行われたのは同じ電池「リチウムイオン電池」のアップグレードと強化だけでした。

現在の研究は、リチウムイオン電池の内部から可燃性液体を除去することに焦点を当てています。それらのバッテリーを発火させる可能性のある液体。新しいアップグレードをソリッドステートバッテリーと呼びます。

リチウムイオン電池は現在、携帯型エネルギー源にとって最も経済的なソリューションであることも言及する価値があります。それらの製造価格は非常に手頃な価格になっており、すべての携帯電話、ラップトップ、さらには電気自動車メーカーにとってもナンバーワンの選択肢となっています。

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リチウムイオン電池をかけがえのないものにするもう1つの理由は、少なくとも今のところ、そのサイズです。リチウムイオン電池は全く問題なくまとめて保管できます。それらはコンパクトで、小さく、柔軟性があり、用途が広いです。それらは簡単にそして手間をかけずに保管することができます。それだけでなく、彼らの期間は驚異的です。 1つのバッテリーは最大10年間保管されることが多く、他のバッテリーはそれ以上の期間保管できます。

現在の研究では、リチウムイオンをエネルギー貯蔵の側面全体に統合する方法に特化しています。しかし、彼らが直面している問題は、排出率が比較的小さいということです。現在の課題は、ある時点でかなり持続する非常に遅い放電システムを備えたリチウムイオン電池を供給することです。さらに、研究はそれらのバッテリーの寸法にも関係しています。彼らは大容量の小さなバッテリーを形成する必要があります。前述したように、以前の電気自動車のバッテリーは約2トーンでしたが、現在はわずか300kgです。彼らがそれをさらに少なくするかもしれないならば、それは正しい方向への大きな一歩かもしれません。

さらに、リチウムイオン電池を追加のアプリケーションに統合することで、最終的に地球を救うことができます。これは、前述のように、再生可能資源からのエネルギーをバッテリー内に蓄えることができるためです。したがって、化石燃料の必要性を減らします。化石燃料の必要性を年間5％も削減できれば。それからわずか1世紀後、私たちの惑星は化石燃料の使用から生じる有害な排出物から救われるでしょう。

リチウムイオン電話のバッテリーには何が入っていますか？

どのバッテリーにも、エネルギーを与える反応の原因となる2つの電極があります。バッテリーの放電中に電子を放出する役割を担う電極は、アノードと呼ばれます。放電中に放出された電子を吸収する電極は、カソードと呼ばれます。バッテリーでは、電極の配置方法は、アノードが-常に-負電極であり、もう一方の電極、カソードが-常に-正電極であるというものです。

リチウムイオン電池内のアノード、したがってカソードは、リチウムイオンが貯蔵される場所です。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。バッテリーセル内のすべてのリチウムイオンの動きにより、アノードの電子が解放され、正の集電体に正の電荷が生成されます。その後、電流が正の集電体から負の集電体に流れ、デバイスを操作する電気を生成します。

アノード

グラファイトは、ほとんどのリチウムイオン電池でアノードの製造に使用される材料です。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内のアノードである銅箔で使用される前に処理されます。

「純粋な材料としての」リチウムは、Li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、アノードを構成する材料は、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内部のカソードを製造するための材料の選択肢は1つではありません。カソードを製造する場合、使用する材料は非常に純粋でなければなりません。カソードの製造に使用される材料には不純物が含まれていてはなりません。陰極はリチウムと他の金属の混合物でできています。ここでの主な元素はリチウムであることに注意してください。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内部にあるカソードには、アクティブな「純粋な」材料があります。これは、複数の金属酸化物材料を形成する結晶構造の間に提示されるコバルト、ニッケル、およびマンガンで構成されています。次に、リチウムが最終ステップで混合物に追加されます。