22 年間のバッテリーのカスタマイズ
Feb 14, 2022 ページビュー：105
バッテリーの部品と製造に進む前に、バッテリーについて明確な概念を持っている必要があります。バッテリーとは何か、どのように機能するか、そしてそれが私たちにとってどのように役立つかを知ることから始めましょう。
バッテリーは、多くの電気化学セルの集まりです。電気化学セルに蓄えられた活物質を利用して、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。
電池の動作原理は、その電気化学反応とこれらの反応を実行する起電力です。このエネルギーの変換は、一連のレドックス反応、つまり電気化学的酸化還元反応を介して行われます。これらのレドックス反応には、電気回路を介したバッテリーの活物質間の電子の移動が含まれます。
今日、科学技術の世界では、電池は私たちの日常生活において非常に重要な役割を果たしています。私たちの携帯電話から車まで、ほとんどすべての電子機器は現在バッテリーに依存しています。
さて、バッテリーに関する最初のノウハウを持った後、私たちの主な質問、すなわちバッテリーのコンポーネントから始めましょう。
バッテリーの3つの重要な部分
バッテリーは、カソード、アノード、電解質の3つの主要コンポーネントで構成され、さまざまなタイプのケーシングに一緒に含まれています。これらの3つの主要な要素は、あらゆる種類のバッテリーの基本的なフレームワークを構成します。電極は、電気とイオンが電極を通過できるようにする導体の一種です。陽極と陰極は2種類の電極です。電解質は、電極を分離するゲル状の物質です。
正端子または陰極
バッテリーのカソードは、還元反応が発生する電極です。これは、従来の電流がデバイスを流れる正極です。
アノードからの電子は、カソードを経由してセルに戻ります。アノードから出た電子は、外部回路を介してのみカソードに（最終的にはセルに）入ることができます。バッテリーでは、カソードが電解質の陽イオンまたは正に帯電したイオンに電子を供給します。
陰極は、細胞のエネルギーが化合物を分解するために使用されるデバイスに対しては負です。しかし、エネルギーを生成するデバイスでは、カソードは正です。
負の端子またはアノード
バッテリーのアノードは、酸化反応が発生する電極です。これは、多くの電子が外部回路に向かって通過する負極です。バッテリーでは、この電極に向かう従来の電流の流れのために、アノードは負になります。
一般に、アノードで発生する酸化反応には、電極での陰イオンまたは負イオンの反応が含まれます。これらの陰イオン反応は、陽極にたくさんの電子を残します。次に、これらの電子はアノードから駆動回路に向かって移動します。
電力アノードを消費するデバイスでは正ですが、バッテリーなどの電力を提供するデバイスでは、アノードは負です。
電解質
電解質は、極性溶媒に溶解したときに導電性溶液を生成できる物質です。それらは、陽イオンと陰イオンを等しく含む中性溶液を構成します。電解質は、酸、塩、または塩基にすることができます。これには、極性溶媒中でイオンに解離する可能性のあるすべての物質が含まれます。これらの物質の中で最も一般的なものには、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、塩化物、カルシウムなどがあります。
電流がバッテリーに供給されると、電解質の陽イオンと陰イオンがそれぞれの電極に移動します。陽イオンは電子が豊富な電極に向かって移動し、陰イオンは電子が不足している電極に向かって移動します。
電解液は、バッテリーの2つの電極間の電子の流れを防ぎます。この配置により、電子が外部回路を通過できるようになり、電気エネルギーの生成に貢献します。
リチウムイオン電池の部品
リチウムイオン電池は、4つの主要なコンポーネントで構成されています。
陰極（リチウム）
リチウムはリチウムイオン電池の主成分です。このような電池のリチウムのスペースは、電池の陰極として機能的に予約されています。リチウムだけでは金属の形で不安定であるため、酸化リチウムとしてのリチウムと酸素の組み合わせが基本的にカソードに使用されます。電池の活物質、すなわちリチウムイオンは電池の電位差を維持します。
アノード
通常使用されるアノードは、活物質、バインダー、および導電性添加剤でコーティングされたグラファイト製です。回路を流れる電流にアクセスするように機能します。グラファイトの最適な品質により、バッテリーの充電中にリチウムイオンをアノードに蓄積することができます。
電解質
電解質は、リチウムイオンのみが電極間を通過できるようにする完璧な媒体として機能します。使用される電解質は、主に高イオン伝導性であり、リチウムイオンの流れを容易にします。
セパレーター
セパレーターはバッテリーの保護機能を実行します。電子が直接流れるのを防ぐために電極を分離します。より一般的に使用されるセパレーターは、樹脂、ポリエチレン、またはポリプロピレンです。
リチウムイオン電池のこれらすべてのコンポーネントが一緒に機能して、電池の効果的な動作を提供します。
どうすればバッテリーを作ることができますか？
自宅で自分のバッテリーを作る方法はたくさんあります。バッテリーを作る2つの楽しくて簡単な方法は次のとおりです。
ソルトバッテリー
材料：
1.12鉄または亜鉛ネジ
2.シリンジピストン
3.短冊
4.サンドペーパー
5.塩
6.水
7.銅線
8.LEDライト
9.ドライバー
10.絶縁材料（ボール紙またはプラスチック）
11.マルチメータ：
方法：
1.サンドペーパーを使用して銅線の絶縁体を取り除きます。
2.短冊状の紙をネジにしっかりと巻き付けます。
3.銅線をネジにしっかりと巻き付けます。各ネジの周りに30〜40回。ワイヤーがネジに触れないように注意してください。
4.シリンジピストンを使用して、絶縁材料の片側に穴を開けます。
5.ドライバーを使用して、ネジをグリッド状に穴に取り付けます。
6.銅線を使用してそれらを接続します。
7.装置を塩水にしばらく浸します。
8.バッテリーをマルチメーターまたはLEDライトに接続して、バッテリーの動作を確認します。
ソーダ電池
材料：
1.未開封のソーダ缶。
2.プラスチックカップ
3.3〜4インチ幅の銅線。
4.はさみ
5.電圧計
6.ワニ口クリップ付きの電気リード線：
方法：
1.カップの3/4をソーダで満たします。
2.ソーダ缶からアルミニウムのストリップを2つ切り取ります。 （幅3/4、長さはカップよりも大きい）
3.サンドペーパーを使用してアルミニウムストリップを絶縁解除します。
4.ストリップをソーダに入れます。ストリップが互いに離れていることを確認してください。
5.ストリップの自由な非浸漬端にリード線を取り付けます。
6.電圧計の指示に従って、リード線を電圧計に接続します。
7.電圧計の読みに注意してください。
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