最高エネルギー密度のリチウムイオン電池–定義と重要性

この記事では、エネルギー密度が最も高いリチウムイオン電池について説明します。エネルギー密度の定義から始めて、リチウムイオン電池がこれほど高いエネルギー密度を持っている理由について説明します。最後に、バッテリーの高エネルギー密度の重要性について説明します。

リチウムイオン電池のエネルギー密度はどれくらいですか？

バッテリーのエネルギー密度は、単位質量または体積あたりに蓄えることができるエネルギーの量を表します。したがって、エネルギー密度が高いバッテリーは、エネルギー密度が低いが質量または体積が同じバッテリーよりも長く電気負荷を供給することができます。多くの場合、抽出可能または有用なエネルギーのみが測定されます。つまり、静止質量エネルギーのような化学的にアクセスできないエネルギーは測定または無視されません。エネルギー密度は通常、1リットルあたりのワット時（Wh / L）で表される体積エネルギー密度と1キログラムあたりのワット時（Wh /）で表される比エネルギーとも呼ばれる重量エネルギー密度の2つの方法で表されます。 kg）。

容量、エネルギー、電力という用語は、科学的にはすべて異なる意味を持っており、これは人々がバッテリーについて非常に混乱する場所です。彼らが大容量バッテリーについて話すとき、あなたはあなたがエネルギーと電力を気にする容量を本当に気にしません。電力は、バッテリーがオンデマンドで供給できる電力量を示すため、エネルギー密度とは異なります。一方、エネルギー密度は、単位質量または体積あたりにバッテリーが蓄えることができるエネルギー量を示します。

電力密度とエネルギー密度の類似性は、ボトル入り飲料水で作成できます。ボトルのサイズをエネルギー密度とし、開口部が電力密度を示します。ボトルのサイズが大きい場合、大量の水を運ぶことができますが、大きな開口部はすぐに穴を開けることができます。したがって、大きな開口部を備えた大きなボトルが最適な組み合わせです。同じことがバッテリーにも当てはまります。高エネルギー密度と高電力密度がバッテリーの最良の組み合わせになります。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

もっと見

リチウムイオン電池は、コバルト酸リチウムである正極（陰極）として機能するため、高エネルギー密度になります。リチウムイオン電池は通常、標準のニッケルカドミウムの2倍のエネルギー密度を持っています。それらは多くのエネルギーを蓄える可能性があり、その結果、より高いエネルギー密度が得られます。高いエネルギー密度は、リチウムイオン電池の最大の利点であり、携帯電話やラップトップなどのポータブルデバイスにとってより魅力的です。

リチウムイオン電池のエネルギー密度が高いのはなぜですか？

ポータブルアプリケーションで使用されるリチウムイオン電池は、ほとんどがコバルトベースです。これらの電池は、カソード材料としてコバルト酸リチウム（LiCoO2）、アノード材料としてグラファイトカーボンで構成されています。酸化コバルトは、リチウムイオン電池で高いエネルギー密度を提供します。

いかなる条件下でもリチウム金属を形成している場合、またはリチウム金属を形成してはならない場合。負極としてリチウム金属を使用している場合、できることはもはやリチウムイオン電池ではなく、リチウム金属電池です。

リチウムイオン電池は、一般に、同じサイズの他のタイプの充電式電池と比較してはるかに軽量です。リチウムイオン電池の電極は、軽量のカーボンとリチウムで構成されています。リチウムは反応性の高い金属であるため、その原子結合は多くのエネルギーを蓄えることができます。これがリチウムイオン電池のエネルギー密度が高い理由です。

これは、エネルギー密度に注目するための説明です。最も一般的なタイプのリチウムイオン電池は、電池1キログラムあたり150ワット時の電力を蓄えることができます。ニッケル水素（NiMH）バッテリーパックは、60〜70ワット時がより一般的である場合でも、1キログラムのバッテリーあたり約100ワット時を保存できます。鉛蓄電池は、1キログラムのバッテリーにのみ25ワット時を蓄えることができます。これで、1キログラムのリチウムイオンバッテリーが処理できる鉛蓄電池と同じ量のエネルギーを蓄えるのに6キログラムかかると想像できます。それは大きな違いです。

リチウムイオン電池は、さまざまな技術を操作するための電源の使用方法を完全に変えました。携帯電話から自動車や機械に至るまで、リチウムイオン電池は将来の優れたエネルギー源になり得ます。これらのバッテリーは、他のほとんどのタイプのバッテリーよりもエネルギー密度が高く、使用できる最も有用で強力なエネルギー源の1つです。

バッテリーにとって高エネルギー密度はどれほど重要ですか？

ラップトップや携帯電話などの電子機器は、充電と充電の間隔を長くする必要がありますが、同時により多くの電力を消費するため、常にはるかに高いエネルギー密度のバッテリーが必要になります。これに加えて、電気自動車にはエネルギー密度が非常に高いバッテリーも必要です。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

もっと見

材料はさまざまな種類のエネルギーを蓄えることができ、各種類のエネルギーを放出するには特定の種類の反応が必要です。特に、核、化学、電気化学、電気の4種類の反応があります。動物は化学反応を利用して食物からエネルギーを抽出します。自動車も化学反応を利用してガソリンからエネルギーを引き出します。携帯電話やラップトップコンピューターなどのほとんどのモバイルデバイスは、電気化学反応を使用してバッテリーからエネルギーを放出します。したがって、エネルギー密度の高いバッテリーはバッテリー寿命が長いため、エネルギー密度の高いバッテリーの方がエネルギー密度の低いバッテリーよりも有用です。

電池に対する需要の高まりにより、学者やベンダーは、リチウムイオン電池技術のエネルギー密度、安全性、耐久性、動作温度、出力電力、充電時間、およびコストの改善に集中するようになりました。

リチウムイオン電池は、他の充電式電池と比較して、より高いエネルギー割り当てを持っています。したがって、これらは、機械、電子機器、および車両の実行に利用するのにより強力であると見なされます。リチウムイオン電池は軽量で、携帯機器、電動工具、電気自動車などの多くの機器に高エネルギー密度の電源を提供します。並列回路で多数の小さなバッテリーを接続する電気自動車などの大きなデバイスにエネルギーを提供することは、単一の大きなバッテリーを接続するよりも効率的で効果的です。