リチウムイオンのカソード-コンポーネントの紹介

1970年代に、最初の非充電式リチウムイオン電池が製造されました。最初の充電式リチウム電池が設計されたのは1980年代です。リチウム電池は、他のアルカリ電池に比べて電池寿命が長いです。ほとんどの電子機器は、電力を得るためにこれらのバッテリーを使用しています。これらのバッテリーは、充電および放電プロセスで注意が必要です。

これらのバッテリーのライフサイクルは、使用方法によって異なります。リチウムイオンはエネルギーを供給する大きな可能性を秘めています。そのため、これらのバッテリーでは、デバイスに電力を供給するために使用されます。これらのバッテリーの機能には、アノードとカソード間の電気化学反応が含まれます。酸化と還元の反応はバッテリー内で同時に起こります。リチウムイオン電池は、優れたエネルギー源であることが証明されています。

リチウムイオン電池の陰極は何ですか？

リチウムイオンの陰極は正に帯電しています。カソードは、リチウムイオン電池で発生する酸化還元反応において重要な役割を果たします。バッテリーのカソードとアノードは、電流の方向に応じて反転します。電子の利得は陰極で発生し、金属陽イオンは陽極である負極に向かって移動して回路を完成させます。酸化還元反応は、アノードからの陽イオンがカソードに向かって電子を獲得し、エネルギーを提供すると完了します。再充電プロセスでは、プロセスが完全に逆になります。 ??

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カソード材料

リチウムイオン電池の陰極は金属酸化物です。リチウムイオン電池の基本的な特性は、カソードです。カソードは、リチウム金属を含む多くの材料で作ることができます。リチウムイオン電池のカソードに一般的に使用される材料は次のとおりです。

• コバルト酸リチウム。リチウムコバルト酸塩としても知られています。
  

• 二酸化マンガンリチウム。リチウムマンガンまたはスピネル。
  

• リン酸鉄リチウム
  

• リチウムニッケルマンガンコバルト（NMC）
  

• リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（NCA）
  

上記の材料はすべて、リチウムイオン電池のカソードに適しています。カソードはバッテリーの強力なコンポーネントであり、バッテリーでエネルギーを生成するのに重要な役割を果たします。 NCAとNMCは、リチウムイオン電池のカソードに導入された新素材です。これらの材料は大量のエネルギーを提供し、電子を減らしたり失ったりする大きな可能性を秘めています。リチウムポリマーがカソードの材料として使用されることもあります。しかし、このポリマーでは、主にリチウムとコバルトの組み合わせが使用されています。

リチウムイオン電池の構成要素は何ですか？

リチウムイオン電池は現在、何百万ものデバイスに電力を供給しています。バッテリーの主なコンポーネントは次のとおりです。

• 主に炭素でできているアノード

• リチウムからなる陰極
  

• バッテリーの効率を高め、生成されたエネルギーの損失を回避するためのイオンセパレーター
  

• 主に鉛金属の塩である電解質
  

• 正と負の2つの集電体も存在します
  

コンポーネントの機能によるエネルギー生成

このプロセスは電解質を介して行われ、電解質は1つの電極から別の電極にイオンを運びます。アノードからの正に帯電したリチウムイオンは、電解質によってカソードに運ばれ、そこでリチウムが電子を獲得してカソードに堆積します。アノードで行われる酸化プロセスは、正の集電体に電荷を生成する自由電子を生成します。アノードから電子を収集した後の集電体は、電力が供給されるデバイスに供給されます。このようにして、バッテリーのすべてのコンポーネントが機能して回路を完成させます。上記の部品がないと、発電は完了しません。

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バッテリーが放電しているとき、それはそれがエネルギーを提供していることを意味し、カソードに向かって移動するリチウムイオンを生成するアノードとこれらのイオンはイオンセパレーターによって分離されます。セパレーターは、不活性で、アノードによって生成されたリチウムイオンと反応する材料で構成されています。材料が不活性でない場合、リチウムイオンと反応し、バッテリーによってエネルギーが生成されません。アノードは活物質でコーティングされています。この活物質は電流が流れることを可能にします。最終的には、カソードに蓄積されたリチウムイオンが可逆的に放出されます。充電時間中、リチウムイオンはカソードではなくアノードに蓄積されます。

放電中のコンポーネントの動作

導線が陰極を陽極に接続するとき、それは放電の時間です。この時点で、リチウムイオンは電解質を通ってカソードに戻ります。電子はリチウムイオンから分離されます。それらはワイヤー内を移動して電子を生成します。アノードの設計にはグラファイトが使用されます。アノードの特性に完全に一致する安定した構造を持っています。構造安定性と低い電気化学的範囲は、多くのリチウムイオンを貯蔵するための条件です。電子がワイヤーを通って移動する間、リチウムイオンは電解質を通って移動することを覚えておくべきです。 ？

リチウムイオン電池の陰極はどれくらい重要ですか？

リチウムイオン電池は、陰極がリチウム金属からなる材料でできていることからそう呼ばれています。リチウムは非常に強い金属であり、高エネルギーを生成する力を持っています。リチウムは、大きな再充電プロセスを必要としないため、カソードの製造に使用されます。カソードにリチウム金属が使用されている点のいくつかは次のとおりです。

• リチウムは、重量あたりかなりの量の比エネルギーを提供します。

• それは大きな電気化学的ポテンシャルを持っています。
  

• リチウムは、バッテリーに使用すると、並外れたエネルギー密度を提供できます。
  

• リチウムは、バッテリーの充電プロセス中は不活性です。
  

カソードは、バッテリーの容量と電圧を決定します。カソードは、酸化還元反応が発生するために必要な電子の還元が発生する電極です。還元プロセスにより、アノードから生成されたリチウムカチオンが電子を受け取り、カソードに堆積します。

リチウムの量が多いと、バッテリーの容量が大きくなり、大きな電位差が発生します。カソードの場合、バッテリーの電圧を決定する役割を果たすため、電圧差が大きくなります。