リチウム電池の最高電圧は4.2vを突破できますか？

リチウムイオン電池（以下、リチウム電池）のエネルギー貯蔵を表すパラメータは、エネルギー密度です。数学的には、リチウム電池の容量に電圧を掛けたものと同等です。リチウムイオン電池の容量を効果的に向上させるために、人々は電池容量を増やす方法を使用する傾向があります。ただし、原材料の性質上、容量の向上は常に限られているため、リチウム電池の蓄電池容量が大きいほど電圧値を上げることは別の方法になります。ご存知のように、リチウム電池の公称電圧は3.6Vまたは3.7Vで、最高電圧は4.2 Vです。なぜリチウム電池の電圧が大きく飛躍するのでしょうか？結局、これはリチウム電池の材料と構造特性によって決定されます。

リチウム電池の電圧は、電極電位によって決まります。電位差または電圧電位差とも呼ばれ、さまざまな物理量によって生成される位置エネルギーの差のために、静電界内の電荷を測定します。電極電位は約3vのリチウムイオンで、材料が異なるリチウム電池の電圧が変化しています。例えば、一般的に3.7Vのリチウムイオン電池の定格電圧、4.2Vの全電圧。一方、リン酸鉄リチウム電池の定格電圧は3.2V、3.65Vの全電圧。言い換えれば、リチウム電池の電気の有用性正と負の電位差は4.2Vを超えることはできません。これは、材料とセキュリティのニーズに基づく一種です。

Li / Li +参照電位が電気化学ポテンシャルのアノード材料に対するAmu A相対、アノード材料としてのmu C相対電気化学ポテンシャル、たとえば電解質電位間隔の最小電子の場合、エネルギーレベルと最高レベルの差はありませんでした。だから、リチウム電池の電圧値が最高のmu、mu C、例えばこれらの3つの要因であると決定しました。

リチウム電池の開回路電圧（最大電圧値）のMuAとmuCの差は、Eg間隔の電圧値で、電解液の通常の動作を保証できます。「動作」とは、リチウム電池が正の電解液を通過し、負の電極が前後に移動しますが、電解質のREDOX反応では発生しないため、セル構造の安定性が確保されます。アノード材料の電気化学ポテンシャルが異常な電解質作用を引き起こしているのは、次の2つの形態です。

図１に示すように、カソードの電気化学ポテンシャルが電解質よりも高く、電子がエネルギー準位を持たない場合、カソード電子が捕捉され、電解質、したがってアノード材料粒子中の電解質酸化反応生成物が固液界面層を形成し、これがネガが破損する恐れがあります。

図２に示すように、アノードの電気化学ポテンシャルの高い電子機器が電解質よりも低いレベルである場合、電解質中の電子は正であり、電解液酸素となり、アノード材料粒子内の反応生成物は固液界面層を形成する。プラスにつながる可能性があります。

ただし、固液界面層が存在するため、正または負の損傷の可能性があり、電極材料を保護する代わりに、電解質と正および負の電極のさらなる移動を妨げます。つまり、程度は低いが固液界面層は「保護的」である。前提は次のとおりです。保護アノードの電気化学ポテンシャルは、Eg間隔より少し大きくなる可能性がありますが、それを超えることはできません。現在、たとえば、リチウム電池のカソード材料は主にグラファイトを使用しています。これは、Li / Li +電極の電気化学的電位に対するグラファイトが約0.2Vであり、Eg間隔（1 V〜4.5 V）をわずかに超えているためです。 、しかし固液界面層の「保護」のために、電解質がそれ以上還元されないようにし、分極反応の発生を停止します。ただし、5 vの高電圧アノード材料は、市販の有機電解質のEg間隔を超えています。現在は多すぎるため、充電および放電容量の減少の数の増加と同様に、充電および放電の過程で酸化に対して脆弱であり、耐用年数が短くなります。

リチウムイオン電池の開回路電圧が4.2Vに選択されていることを確認してください。これは、既存の市販のリチウムイオン電池の電解質の範囲が1 V〜4.5 Vであるため、開回路電圧を4.5 Vに設定すると、リチウム電池の出力が向上する可能性があるためです。電力だけでなく、バッテリー充電のリスクも高め、過充電の害はかなりのデータを示していますが、これ以上言うことはありません。

上記の原則によれば、人々はリチウムイオン電池のエネルギー密度を改善するために電圧値を上げることによって望んでいます、2つの道路だけ、1つは電解質と一致する高電圧アノード材料で発見され、2つ目は電池保護表面の変更のためです。

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