高電圧リチウムポリマー電池とは何ですか?

高電圧リチウムポリマー電池の定義

通常の電圧の LiPo (リチウムイオンポリマー) バッテリーセルは、4.2V で完全に充電できます。一方、LiHv (リチウム高電圧ポリマー) セルの高カットオフ充電電圧は 4.45V、4.4V、または 4.35V が許可されています。

LiHvバッテリーについて

これは、別のタイプのリチウムイオンポリマー電池とみなされます。ここで、「Hv」は「高電圧」の略です。従来の LiPo バッテリーとは異なり、非常にエネルギーを消費します。セルごとに 4.35v 以上で充電できます。通常の LiHv バッテリーのピークセル電圧は約 4.2V ですが、公称電圧は約 3.65 ～ 3.7V です。

高電圧リチウムポリマー電池の特徴

Lipoバッテリーは様々な機器に応用されています。これには、カメラ、携帯電話、コードレス電話、ラップトップ、カメラ、電子玩具、リモコン、さまざまな電子機器などが含まれます。そのさまざまな特徴は次のとおりです。

高電圧。 3.6v の単セル電圧は、ニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池 3 個を直列に接続した場合に相当します。

体積エネルギー率と重量エネルギー率が高くなります。

メモリー効果はありません。この電池にはリチウムカドミウム電池のようなメモリー効果がありません。したがって、充電前に放電は見られません。

自己放電率が低いため長期間保存できることは間違いなく大きな利点です。

急速充電。充電優先により必要な電流はわずか 0.5 ～ 1 倍で、充電時間が 1 ～ 2 時間に短縮されます。

長寿命。充放電の使用条件が500を超える場合のサイクルタイム。

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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世界で最も先進的かつ洗練された「グリーン」バッテリー。水銀、鉛、カドミウムなどの重金属元素を含まず、環境に優しい素材です。

並行して使用されます。

高コスト。リポバッテリーは他のバッテリーに比べて高価であることがわかります。

内部構造

多くの場合、Lipo バッテリーは角型と円筒型に分けられます。スパイラル内部構造を持ち、陽極と陰極の間に高透過性で精密なポリエチレンフィルムを隔壁として配置しています。アノードはリチウムで作られたリチウムイオンコレクタで構成され、集電体とCoO2はアルミニウムフィルムで作られています。カソードのリチウムイオンコレクタはカーボンシート材料で作られていますが、集電体はブロンズフィルムで作られています。電池には有機電解液が充填されています。これとは別に、バッテリーのショートや異常を保護するためにPTCと安全弁が設計されています。単セルの電圧は3.6vなので無限の容量ではありません。したがって、増大する需要に応えるために、単一リチウム電池を並列または直列に配置するのが一般的です。

高電圧リチウムポリマー電池の充電のヒント

産業グレードのリチウムイオン電池は、ポータブルデバイスやリモコンに電力を供給します。このようなバッテリーは、高エネルギー密度と長寿命のための堅牢な設計を提供します。極端な温度にも耐えられます。寿命はバッテリーの充電/放電方法、動作温度に直接関係します。

従うべきヒント

フローティング モードでの CCCV 充電プロセスを尊重します。リチウムイオン電池の充電は難しいプロセスです。確立されたパラメータはバッテリーの寿命に影響を与えるため、選択した充電器は重要な役割を果たします。他のデバイスの充電を目的とした充電器は使用しないでください。安全上の問題を避けるため、電源に接続しないでください。リチウムイオン電池は次の 2 つの手順で適切に充電できます。 CC (定電流) の後に CV (定電圧) が続きます。 CC 充電は、電圧が充電終了電圧レベルまで確実に上昇するように適用されます。電極を保護するためにターゲット電圧を下げることもできます。所望の電圧に達すると、電流が減少しながら CV 充電が開始されます。電流が非常に小さいため充電が完了します。電流を除去する必要があります。バッテリー容量は、充電終了時の電圧に直接基づいています。したがって、電圧を下げるとバッテリー容量が減少します。最適なデバイス効率を確保するには、必要な自律性、バッテリー寿命、最小電圧の間で適切なトレードオフが求められます。ただし、長期的にはバッテリーを損傷する可能性があるため、フローティングモードはお勧めできません。

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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電池用語を理解する: リチウムイオン電池では、プラスとマイナスの 2 つの電極が使用されます。バッテリーを放電または充電すると、電子は電流によってバッテリーの外に出ますが、イオンは電極間を流れます。バッテリーが電流を放出すると、電子はバッテリーの外側のアノードとカソードの間を移動する傾向があります。逆電流を印加してバッテリーの自動充電を可能にします。このような場合、電子はアノードに戻り、リチウムイオンはカソードに再挿入され、それによってバッテリー容量が回復します。充電/放電プロセスはサイクルと呼ばれることがあります。バッテリーが実行できるサイクル数は、製造プロセス、実際の使用状況、化学成分によって異なります。

充電 C レートの低下: 低い充電速度 (C/5、C/2 以下) のリチウム イオンは、電極を損傷することなくグラファイト シートにスムーズに挿入できます。充電速度が増加すると、インターカレーションは難しくなります。速度が強すぎると、リチウムイオンが電極に適切に浸透する時間がないことになります。表面に沈着するだけなので、老化が早まります。 4C または 10C の急速充電速度が可能です。重要な速度、充電時間、バッテリー寿命の間で適切なトレードオフが望まれます。電極の場合、C/50 充電速度が適切な選択となります。ただし、すべてのアプリケーションが 50 時間以上の充電時間を確保できるわけではありません。 30分(2C)の充電が可能です。ただし、バッテリーの寿命が早まります。したがって、チャージレートは C 以下の MP 範囲に制限する必要があります。

BMS を慎重に設計する: 使用するアプリケーションに関係なく、リチウムイオン電池はエレクトロニクスに関連します。主要な電子コンポーネントは BMS (バッテリー管理システム) と呼ばれます。必須の安全機能により、充電/放電が中断される可能性があります。目的は、不足電圧または過電圧からバッテリーを保護することです。 BMS はバッテリーが接続されていないときに温度をチェックし、過熱を防ぎます。 BMS には、バッテリー パック内のセル間の均一な充電を最適化することで電子機器が組み込まれています。それをバランシングといいます。 BMS にはバランス機能がないため、パック内のほとんどの古いセルはより早く老化する可能性があります。さらに、優れたバランスシステムにより、バッテリーの寿命を延ばすことができます。

充電温度の制御: リチウムイオン電池では、ほとんどの場合、電極内にグラフィック素材が使用されています。グラファイトシートの剥離は、充電温度の上昇により引き起こされます。ただし、バッテリーの永久損失容量が早まります。充電率が高いと現象が悪化します。充電電流により温度が上昇し、剥離現象が促進されます。高温と高電圧レベルにより、セル内の電気化学によりガスが発生します。化学老化を促進するだけです。高温ではセルの構造に基づいてセルの膨張が発生する可能性があり、安全上の問題を引き起こす可能性があります。

したがって、上記のヒントに従うことは、産業用グレードのリチウムイオン電池の寿命を最適化するのに役立ちます。