リチウムイオン電池の放電曲線–導入と効率

二次電池の一種であるリチウムイオン電池の人気は日増しに高まっています。このタイプのバッテリーは、携帯用電子機器や電気自動車など、さまざまなものを実行するために使用されます。このバッテリーの話題は、英国の化学者であるM.スタンリーウィッティンガムによって最初にほのめかされました。彼は、リチウムイオンをジスルフィド材料のひだの中に蓄えることに成功したことで、驚くべき発見をしました。プロトタイプのリチウムイオン電池は、1985年に最初に開発されました。

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

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この種のバッテリーの3つの主要な部分は、正極、負極、および電解質です。正極は金属酸化物になる傾向があります。一方、負極は炭素から作られています。電流の方向に基づいて、2つの電極の電気化学的容量はアノードとカソードの間で変化します。最後に、有機溶媒中のリチウム溶質が電解質として機能します。これらのバッテリーがどのように機能するかについてさらに学ぶために読んでください。

リチウムイオン電池の放電/充電曲線の非対称性？

先に述べたように、リチウムイオン電池には多くの用途があります。これらのバッテリーを使用するデバイスには、携帯電話、ラップトップ、タブレット、カムコーダー、電子タバコ、ヘッジトリマー、ドリル、電気自動車などがあります。

リチウムイオン電池の最もエキサイティングな側面の1つは、放電/充電曲線の非対称性です。 NCAベースまたはニッケルコバルトアルミニウムベースのリチウムイオン電池は、高バルク化学量論に向けた放電/充電性能の明確な非対称性を示しています。「専門家」は、ネルンストの式やバトラー・ボルマー方程式。

専門家は、実験中に2段階のメカニズムを採用していました。まず、電子移動下で電解質から活物質表面にリチウムイオン吸着を行った。次に、表面に吸着したリチウムイオンをバルク材料に注入しました。

リチウムイオン電池を完全に放電するのは良い考えですか？

専門家によると、リチウムイオン電池を放電することは良い考えではありません。充電しすぎるのと同じくらい危険です。バッテリーメーカーが決定した安全な低電圧以下のリチウムイオンバッテリーを取り外すと、次のようになります。

アノード銅集電体に含まれる銅は、電解質に崩壊する可能性があります。化学還元による充電中に、銅原子がアノードに付着し、デンドライトを生成する可能性があります。その結果、これらのデンドライトは短絡につながる可能性があります。

セルあたり2.5ボルト未満のリチウムイオン電池を放電すると、電池内部の安全回路が開きます。バッテリーが切れているように見え、元の充電器は無価値になります。

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

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リチウムイオン電池を長時間放電したままにしておくと、動作しなくなる場合があります。したがって、専門家は、過充電と放電の両方を防ぐために、「半充電」状態で保管することをお勧めします。リチウムイオン電池は、ニッケルカド電池のように充電メモリを備えていないためです。したがって、深い放電サイクルは必要ありません。ただし、化学的性質、性能、コスト、および安全性は、リチウムイオン電池ごとに異なる場合があることに注意してください。このタイプのバッテリーのバッテリーサイクルは、温度、放電電流、充電電流などのさまざまな要因の影響も受ける可能性があります。

スマートフォン、ラップトップ、電子自動車などのデバイスでは、バッテリーが完全に充電または放電されないことに注意してください。したがって、完全な放電サイクルを介してバッテリ寿命を決定しても、完全な結果が得られない場合があります。

リチウムイオン電池の電池寿命を延ばすのに役立つヒントをいくつか紹介します。

バッテリーは室温で保管する必要があります。したがって、理想的な温度は摂氏20〜25度です。充電中にバッテリーを高温にさらすことはお勧めできません。

リチウムイオン電池を購入する場合は、必ず最近製造された電池を入手してください。電池の劣化が早いためです。

専門家によると、部分的な退院が進むべき道です。ただし、ユーザーは30回の充電後に完全に放電することも許可する必要があります。これは、定期的な部分放電がデジタルメモリの状態につながる可能性があるためです。

リチウムイオン電池をどれくらい速く放電できますか？

適切に使用すれば、リチウムイオン電池は2〜3年間使用できます。これは、300〜500回の充電サイクルを意味します。これが1回の充電サイクルの仕組みです。充電されてから完全に放電され、再び完全に充電されるまでの使用期間です。

時間の経過とともに、充電式リチウムイオン電池は充電を保持する能力を失います。この損失を元に戻すことはできず、充電することになっているデバイスにも影響します。これらのバッテリーは、使用しないときは時間の経過とともに自己放電する傾向があります。

ただし、専門家は「部分放電」や「ほぼ完全放電」を推奨することがよくあります。リチウムイオン電池は他の電池のように充電メモリがないため、完全な深放電は必要ありません。 30回連続して充電すると、ほぼ完全に放電する可能性があります。部分放電が多すぎるために発生する状態であるデジタルメモリを回避するためです。

リチウムイオン電池を長期間保管したい場合、専門家は、積み重ねる前に約40％まで放電することをお勧めします。リチウムイオンを完全に充電したままにしておくと、リチウムイオンの酸化速度が最も速くなるためです。

短絡につながる可能性があるため、過放電を避け、バッテリーを高温に近づけないようにしてください。

総括する

これらのバッテリーを使用する際に人々が心に留めておく必要がある特定の安全対策があります。可燃性の電解液が損傷すると、危険な場合があります。短絡も発生する可能性があります。したがって、これらのバッテリーは火災の危険を招く可能性があります。バッテリーが損傷したり過負荷になったりすると、バッテリーの爆発を引き起こす可能性もあります。

リチウムイオン電池の人気が高まるにつれ、廃棄物の発生も増えています。これらのバッテリーは、2017年に25万トンの未処理廃棄物に道を譲りました。これらのバッテリー廃棄物の蓄積は、環境に深刻な影響を与える可能性があります。したがって、廃棄物の適切なリサイクルに向けた努力が必要です。