リチウムイオン電池の動作原理を知っていますか？

構成材料

リチウムイオン電池は、主に電極、電解質、セパレーター、容器の4つの基本部品で構成されています。

（1）電極は、極性によりさらに正極材料と負極材料に分けられます。最も一般的なアノード材料はグラファイトです。カソード材料には多くの種類があり、ShaoweiCaiはカソード材料の種類と特性を包括的に要約しています。

（2）電解質は、2つのカテゴリーに分類できます。1つは酸、塩基、または塩の水溶液です。もう1つは有機電解質溶液です。電解質は、正極と負極の間でリチウムイオンを移動させるためのキャリアであるため、バッテリーの容量、サイクル効率、速度、高温および低温放電、高温保管、寿命、および安全性を決定します[23、24]。 。有機電解質は、一般に、溶媒、電解質リチウム塩、および添加剤の組成を有する。一般的に使用される有機溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、およびエチルメチルカーボネートです。さまざまな溶媒がバッテリーの性能に大きな影響を及ぼします。たとえば、誘電率が大きい溶媒は、リチウムイオン間の引力を減らし、リチウムイオンを完全に自由化することができます。溶媒の引火点がリチウムイオンの最大動作温度を決定します[25、26]。リチウムイオン塩はリチウムイオンを供給する物質であり、主に無機塩と有機塩の2つのシリーズがあります。添加剤は、リチウムイオンの性能を大幅に向上させる物質です。例えば、皮膜形成添加剤は、溶媒による電極の破壊を防ぎ、電極のリチウム挿入および脱リチウム化の容量およびサイクル寿命を改善することができる。これに加えて、過充電防止添加剤、導電性添加剤、難燃性添加剤などがあります。

（3）分離層は有機物の膜であり、膜にはジグザグの微細孔が豊富にあります。このような微細孔は、大きな粒子サイズの電解質の通過を防ぐことができますが、小さな粒子サイズのリチウムイオンは自由に通過でき、バッテリー内に通電ループを形成します。したがって、絶縁層は正極と負極を2つの部分に分割し、バッテリー内部の短絡を防ぎ、絶縁を提供します[27-29]。

（4）容器は電池の包装用金属ケーシングであり、主に電池の形状を維持し、内部電池を保護するために機能します。バッテリーの外部ケーシングは、バッテリーの正極と負極に接続されています。

の動作原理

リチウムイオン電池の充放電プロセスはLi +であり、アノード材料に埋め込まれ、エネルギーの吸収と放出のプロセスで埋め込まれ、離陸します。リチウムイオン電池の場合、埋め込まれたアノード材料から、電解質を介してカソードに、高エネルギーの埋め込まれた化合物の形成に埋め込まれた電子の吸収後のアノード材料からのLi +。リチウムイオン電池の放電：

Li +は埋め込まれ、アノード材料から電子を放出し、Li +は電解質を介してアノードに放出され、アノード材料を埋め込んだ後に埋め込まれた電子の吸収は比較的安定した化合物を形成します。

リチウムイオン電池の正と負の材料は、化合物に埋め込まれたイオンと電子の混合導体であり、電子は正と負の材料内でのみ移動できます。充電と放電のプロセスでは、リチウムイオンと電子が連携する必要があります。これには、放電中に電子が電極タブを介して外部回路に迅速に伝導され、リチウムイオンが負極にあることを保証するために、リチウムイオン電極材料が良好な導電率とイオン拡散容量を備えている必要があります。材料がデインターカレートされた後、それは電解質に急速に拡散します。電解質中のリチウムイオンは、キャリアによって正極材料に輸送され、電子と結合してインターカレーション化合物を形成します。

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