リチウム金属電池はによって測定されます

リチウムイオン電池は、最も広く使用されている充電式電池です。リチウムイオン電池は、電気自動車やいくつかのより大きな用途を含む携帯型電子機器で広く使用されており、航空宇宙および軍事用途でもますます人気が高まっています。バッテリーの動作技術は、主に吉野彰、ジョン・グッドイナフ、ラシド・ヤザミ、スタンリー・ウィッティンガムによって70年代と80年代に開発され、1991年にソニーと旭化成のチームによって商業的に利用可能になりました。西美緒。

これらの電池では、リチウムイオンが負極から電解質を経由して正極に移動します。これは放電中の動きですが、バッテリーが充電中の場合は逆になります。リチウムイオン電池は、正極に挿入されたリチウム化合物を材料として使用し、一般に、負極にはグラファイトが使用されます。

リチウム金属電池はどのように測定されますか？

「バッテリー容量」は通常、バッテリーに蓄えられている電荷のアンペア時で測定されます。そして、これはバッテリー内の活物質の質量によって決定されます。バッテリーの容量は、特定の条件下でバッテリーから取得できる最大エネルギー量を示します。ただし、バッテリーの主なストレージ容量は、その容量がバッテリーの使用年数と履歴に大きく依存するため、公称容量とは大きく異なる場合があります。これには、充電または放電の状態とバッテリーの充電状態が含まれます。

次に、場合によっては、バッテリーに蓄えられたエネルギー（バッテリー容量として知られています）は、ワット時（Wh）またはキロワット時（kWh）で、または前述のようにアンペア時（Ahr）で測定されます。 。

ただし、最も一般的に使用されるバッテリー容量の測定値はAhです。また、これは、バッテリーの定格定格バッテリー電圧での放電率に等しい電流をバッテリーが供給できる時間数として定義されます。

Ahユニットは、充電または放電サイクル全体（バッテリーの寿命全体）でバッテリー電圧が変化する可能性があるため、バッテリーシステムで一般的に使用されます。 Whの容量は、AHの容量にバッテリーの公称電圧（または、わかっている場合は平均時間）を掛けることにより、Ahrの容量で概算できます。より正確なアプローチでは、充電サイクルの期間中に静電容量AH x V（t）を積分することにより、電圧変動を考慮に入れます。

たとえば、容量が500 Ahの12ボルトのバッテリーを使用すると、約100 Ah x 12 V = 1,200Whまたは1.2KWhのエネルギー貯蔵が可能になります。

ただし、充電率や温度の影響が大きいため、正確な分析のために、バッテリーメーカーはバッテリー容量の変動に関する追加情報も提供しています。

リチウムイオンセルまたは他のセルがアンペア時（Ah）で測定されることはすでに知っています。概観すると、1アンペア時とは、1時間でバッテリーセルから1アンペアを引き出すことができるということです。したがって、アンペア時は、最終的には時間にアンペアを掛けた積になります。同様に、1 Ahは、セルから30分で2Aを取得できること、または4時間で0.25Aを取得できることを意味します。

容量（Ah）は、保存されているクーロンの尺度です。アンペア時間の単位を見ると、アンペアは1秒間に1クーロンに相当します。アンペアに時間を掛けると、結果はクーロンになります。 1時間は3600秒に等しいことがわかっているので、1 Ahは3600アンペア秒または（3600クーロン/秒）×秒に相当します。これは、セルに保存されている電荷の3,600クーロンに相当します。小さいセルの場合、スマートフォンの場合と同様に、容量はミリアンペア時（mAh）で測定できることに注意してください。たとえば、一般的な18650リチウムイオンバッテリーは約3000mAhまたは3Ahを保存します。

リチウム金属電池にはどのくらいのリチウムが含まれていますか？

この質問に対するこの回答は、メーカーによってバッテリーの容量が異なるため、ある程度相対的なものです。小型のデバイス用のものもあれば、頑丈な目的用のものもあります。

たとえば、テスラはパナソニックの「NCR18650B」を使用しており、容量は3250 mAhで、バッテリーは約4.2Vで動作します。

一般に、2Ahリチウムイオン18650セルのリチウム含有量は通常約0.6グラムです。したがって、テスラの3250 mAhのリチウム含有量は（0.6 / 2）x 3.250 = 0.975 gLiになります。

したがって、4.2 Vの動作電圧では、リチウム含有量は次のようになります。

0.975 /（3,250×4.2）= 0.0714 g / Wh = 0.0714 kg / kWh。

もちろん、これはテスラのためのものです。たとえば、Chevy Voltは、テスラバッテリーとは異なるリチウム含有量を持つことができるポーチセルを使用しています。これが、さまざまなメーカーのバッテリーのリチウム含有量にばらつきがある理由である可能性があります。決定要因の1つは、製品またはデバイスのモデルです。自動車であれ医療機器であれ、メーカーも要因であり、セルの形状でもあります。

バッテリーのリチウム含有量を計算する方法

リチウム電池の一部、またはリチウムを含む充電式電池を持って出荷または旅行する場合は、旅行するもののリチウム含有量を知っておく必要があります。また、他の理由でバッテリーのリチウム含有量を知る必要があるかもしれません。オンラインで使用できるリチウム含有量計算機があります。Googleで検索すると見つかります。ただし、このガイドは、手動で計算する場合や、計算を行うときにインターネットにアクセスできない場合に役立ちます。

これは、リチウム金属電池（使い捨て）とリチウムイオン電池（充電式）の両方に当てはまります。

バッテリーの「リチウム含有量」を検討する場合、必ずしもバッテリーに含まれるリチウム金属の量を調べる必要があるとは限りません。技術の進歩は、電池のリチウムに取って代わり、電池のリチウムと「同等」にする新しい合金の開発に役立っています。したがって、リチウムと同じ規則とガイドラインが適用されます。

充電式バッテリーまたはバッテリーパックのリチウム（またはリチウム同等物）含有量は、0.3xアンペアの乗算によって計算できます。したがって、2Ahバッテリーには0.6グラムのリチウム（2 x 0.3）が含まれ、一般的な2 Ah 8セルラップトップバッテリーには4.8グラム（8ユニットx（0.3 x 2 Ah））が含まれます。