リチウム電池の充電と放電の原理は何ですか？

まず、リチウム電池

1.リチウム電池とその仕組みを簡単に説明します。

1990年の創業以来、その優れた性能により急速に発展し、社会で広く利用されています。リチウムイオン電池は、携帯電話、ノートブックコンピュータ、小型カメラなどの他の電池の比類のない利点を備えた多くの分野を急速に占めています。

現在リチウム電池で認識されている基本原理は、いわゆる「ロッキングチェア理論」です。リチウム電池の放電と放電は、従来の方法での電子の移動ではありませんが、エネルギー変化は、層状物質の結晶内のリチウムイオンの通過によって発生します。通常のラッシュと放電の場合、リチウムイオンは一般に、結晶構造の破壊を引き起こすことなく、層間間隔の変化によってのみ引き起こされます。したがって、リチウムイオン電池は理想的なリバーシブル電池です。放電と放電の間、リチウムイオンはバッテリーの正極と負極の間で出入りし、ロッキングチェアのように正極と負極の間で振られます。そのため、リチウムイオン電池のイメージをロッキングチェア電池と呼びます。

私たちがよく言うリチウムイオン電池の利点は、従来のニッケルカドミウム電池（Ni / CD）とニッケル水素電池（Ni / MH）にあります。高い動作電圧、高いエネルギー比、長いサイクル寿命、低い自己放電率、メモリー効果がないという利点があります。

2.リチウム電池の日常使用における常識

（1）誤解：「バッテリーが作動し、最初の3回で12時間以上充電された」

リチウム電池の「作動」問題について、多くの主張は次のとおりです。充電時間は12時間以上でなければならず、電池を作動させるために3回繰り返されます。 「最初の3回の充電は12時間以上充電する必要がある」というこの声明は、明らかにニッケル電池（ニッケルカドミウムやニッケル水素化物など）の続きです。したがって、この種の発言は最初は誤った情報であると言えます。サンプル調査の結果、かなりの数の人が2つのバッテリーの充電方法を混乱させていることがわかります。

リチウム電池とニッケル電池の充電特性と放電特性は大きく異なります。レビューされたすべての深刻な正式な技術データは、過充電および過放電がリチウム電池、特に液体リチウムイオン電池に大きな損傷を与える可能性があることを強調しています。したがって、特に１２時間以上の超長時間充電の場合、充電は標準時間および標準方法に従って行うことが好ましい。通常、携帯電話の取扱説明書に記載されている充電方法は、携帯電話に適した標準的な充電方法です。

（2）、長時間充電しても効果がない、バッテリーが完全に使い果たされて再充電される

リチウム電池の電池または充電器は、電池がいっぱいになると自動的に充電を停止します。ニッケル製バッテリー充電器のようないわゆる「乱流」充電は10時間ありません。リチウム電池が完全に充電されている場合、充電器では充電されません。

時間の経過とともに完全に空になると、過充電と過放電が発生し、リチウムイオン電池の正極と負極に恒久的な損傷が発生します。分子レベルでは、過放電によりアノード炭素がリチウムイオンを過剰に放出します。層構造が崩壊し、過充電によって負の炭素構造にリチウムイオンが入り込むことはほとんどなく、一部のリチウムイオンは放出されなくなります。

（3）、バッテリー寿命

リチウムイオン電池の充電および放電サイクルの実験表について、サイクル寿命に関するデータを以下に示します（DODは放電深度の略語です）。

サイクル寿命（10％DOD）：> 1000回

サイクル寿命（100％DOD）：> 200回

上記のデータからわかるように、充電可能回数は放電深度に関係しており、10％DODでのサイクル寿命は100％DODでのサイクル寿命よりもはるかに長くなります。もちろん、実際の充電の相対的な総容量が10％* 1000 = 100、100％* 200 = 200の場合、後者の完全充電と放電の方が優れています。ただし、リチウム電池の寿命は主に充電と放電のサイクルに反映されます。このサイクルは絶対的な概念です。前回は電力の30％を使用したときは完全に充電され、次に電力の70％を使用したときは完全に充電されました。これはただの料金です。サイクル。したがって、リチウム電池は、リチウム電池の発明者の「すぐに使える、つまり充電して使用する」というスローガンに従って使用されている。

（4）、バッテリー校正のための定期的な深い充電と放電

リチウムイオン電池には通常、管理チップと充電制御チップが付属しています。管理チップには、容量、温度、ID、充電状態、放電時間、その他の値を含む一連のレジスタがあります。これらの値は時間とともに変化します。 「1か月ほど使用した後、完全に充電および放電する必要があります」という命令の主な機能は、これらのレジスタの不適切な値を修正することです。

第二に、リチウム電池の充電方法は制限された圧力クロスフローです

主に3つのステップで完了します。

最初のステップ：電圧<3Vを決定するには、最初に0.05Cの電流をプリチャージする必要があります。

2番目のステップ：3V <電圧<4.2V、定電流充電0.2C〜1C電流を判断します。

3番目のステップ：電圧> 4.2V、定電圧充電、電圧は4.20Vであると判断し、電圧が一杯になるまで電流は電圧の増加とともに減少します。

実際、今日私はこの点を理解していません。オンラインでチェックして、常識的に使ってみました。

充電を開始するときは、最初に充電するバッテリーの電圧を検出する必要があります。電圧が3V未満の場合は、最初にプリチャージを実行する必要があります。充電電流は設定電流の1/10、一般的には約0.05℃です。電圧が3Vに上昇した後、標準の充電プロセスに入ります。標準の充電プロセスは次のとおりです。設定電流による定電流充電。バッテリー電圧が4.20Vに上昇すると、定電圧充電に変更され、充電電圧は4.20Vに保たれます。このとき、充電電流は徐々に減少し、設定した充電電流の1/10に低下すると充電が終了します。

一般に、リチウム電池の充電電流は0.2Cから1Cの間に設定され、電流が大きいほど充電が速くなり、電池の熱が大きくなります。また、過電流充電では、バッテリー内部の電気化学反応に時間がかかるため、容量がいっぱいになりません。ビールを注ぐのと同じように、速すぎると泡が発生しますが、満杯にはなりません。

用語の説明：充電電流と放電電流は一般にCと呼ばれ、Cはバッテリー容量に対応する値です。バッテリー容量は一般にAh、MAHで表され、M8バッテリー容量1200mAhなど、対応するCは1200mAです。 0.2Cは240mAに相当します。

以下は、リチウム電池の一般的な充電曲線です。

第三に、リチウム電池の放電、電池の場合、通常の使用は放電プロセスです

リチウム電池の放電は、いくつかの点に注意を払う必要があるだけです。

1.放電電流が大きすぎないようにしてください。過大な電流はバッテリーの内部熱を引き起こし、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。

2.絶対に過放電することはできません！リチウム電池は、過放電を最も恐れています。放電電圧が2.7Vを下回ると、バッテリーが廃棄される可能性があります。

以下は、典型的なリチウム電池の典型的な放電曲線です。

典型的な放電グラフから、バッテリーの放電電流が大きいほど、放電容量が小さくなり、電圧降下が速くなることがわかります。

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