NiMh電池とリチウムイオン電池の比較

NiMh電池とLi-ion電池は同じですか？

NiMH電池

ニッケル水素ハイブリッド電池（NiMh）は、充電式電池の一種です。ニッケルカドミウム電池で起こる化学反応と同様に、正極で化学反応を起こします。 NiMh電池はカドミウムではなく水素吸収合金を使用しているため、負極で違いが生じます。ニッケルメタルハイブリッドバッテリーは、同じサイズの同等のニッケルカドミウムバッテリーの2〜3倍の容量を備えています。リチウムイオン電池のエネルギー密度に近いエネルギー密度を持っています。

NiMHバッテリーはハイブリッド車で広く使用されており、2008年に調査が行われ、世界中で200万台以上のハイブリッド車がNiMhバッテリーを使用して製造されたと推定されています。

欧州連合などの世界の一部の地域では、NiMh電池がニッケルカドミウム電池に取って代わりました。

日本では、2010年に販売された携帯型二次電池の約22％がニッケル水素電池でした。しかし、リチウムイオン電池の分野における急速な技術進歩により、この割合は減少しています。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、ほとんどすべての電子機器や電子自動車に使用されています。従来のアルカリ電池よりも高価ですが、リチウムイオン電池の寿命ははるかに長くなっています。

リチウムイオン電池は、いわゆるセルから作られています。それらのすべてのセルは、3つのコンポーネントで構成されています。正極、負極、および正極と負極の間の電解質と呼ばれる化学成分。

セルの正極は、コバルト酸リチウムで設計されています。負極はグラファイト製です。電解質は酸化物や硫化物などです。電解質は、長い貯蔵寿命を持ち、リチウムイオンに対して高い移動度を提供する必要があります。電解質は、液体、ポリマー、および固体のものにすることができます。

リチウムイオン電池は同じ動作メカニズムを持っています。バッテリーが充電されているとき、コバルト酸リチウム「正極」はそのリチウムイオンの一部を与え、これらのイオンは電解液中を移動して負極「グラファイト」に移動し、そこで沈静化します。このプロセス中のバッテリーはエネルギーを蓄えます。充電プロセス後および放電中。リチウムイオンは、電解質を横切って負極から正極に再び移動します。これにより、バッテリーが接続されているデバイスに電力を供給するエネルギーが生成されます。

リチウムイオン電池にニッケル水素充電器を使用できますか？

リチウムイオン電池とニッケル水素電池は、同様の用途で使用される2つの二次電池ですが、化学的性質はまったく異なります。リチウムイオン電池は、ニッケル水素電池よりも最大3倍の電力を供給します。リチウムイオン電池は、NiMh電池よりも高い電圧で動作することもできます。ただし、反応性リチウム元素がないために過充電された場合、NiMh電池はLiイオン電池よりも安全です。

Li-ionバッテリーとNiMhバッテリーはどちらも、高度な充電器を必要とします。ただし、どちらも充電の考え方が異なります。リチウムイオン電池には、充電率を監視し、問題が検出されると電源を遮断する内部回路があります。 2つの同一のリチウムイオン電池があります。そのため、リチウムイオン充電器は、各電池の変化を蓄積できるさまざまな可変電圧を提供します。

NiMH充電器には、リチウムイオン電池に必要な安全機能がありません。そのため、ニッケル水素電池の充電器はリチウムイオン電池の充電器とは異なります。

NiMhバッテリー充電器を使用してリチウムイオンバッテリーを充電することは非常に危険です。

NiMhおよびLiイオン電池の特性

NiMH電池

NiMHバッテリーは、Li-ionバッテリーよりも容量が少なくなります。メモリー効果はありません。動作温度は華氏-5度から95度の間です。それらは約500から800サイクルのライフサイクルを持っています。 NiMHバッテリーは、特に過熱や過充電の場合に、Li-ionバッテリーよりも安全です。

NiMHバッテリーは、ニッケルカドミウムバッテリーよりも環境に優れています。

リチウムイオン電池

従来の電池とは異なり、リチウムイオン電池には電子制御装置が内蔵されています。これらのコントローラーは、バッテリーの充電方法と放電方法を調整します。これらのコントローラーは、場合によってはリチウムイオン電池が爆発する原因となる過充電や過熱を防ぎます。

リチウムイオン電池の充電および放電プロセス中、電子は外部回路の周りのイオンの動きと反対の方向に流れます。電子は電解質自体全体に流れないことに注意することが重要です。電解質は効果的に絶縁バリアであり、電子の動きに影響を与えません。

電解質全体のイオンの移動と、外部回路の周りを反対方向に移動する電子は、2つの相互接続されたプロセスです。これらの動きのいずれかが停止すると、もう一方も停止します。バッテリーが完全に放電され、イオンが電解質を通過するのを停止すると、電子は同時に外部回路を通過するのを停止します。そのため、デバイスの電源が失われます。

リチウムイオン電池を搭載したデバイスの電源が入っていると、放電が高速で発生します。ただし、デバイスの電源がオフの場合でも放電が発生します。これは、リチウムイオン電池の欠点の1つです。