Jan 28, 2019 ページビュー:528
「リチウム電池」は、負極材料としてリチウム金属またはリチウム合金を使用し、非水性電解質溶液を使用する電池の一種である。リチウム金属電池は、1912年にギルバートN.ルイスによって最初に提案され、研究されました。1970年代に、MSWhittinghamはリチウムイオン電池を提案し、研究を開始しました。リチウム金属の非常に活発な化学的性質のために、リチウム金属の処理、保管、および使用は、環境に対して非常に厳しいものです。そのため、リチウム電池は長い間使用されていません。科学技術の発展に伴い、リチウム電池が主流になりました。
リチウム電池は、リチウム金属電池とリチウムイオン電池の2つのカテゴリに大別できます。リチウムイオン電池は金属リチウムを含まず、充電可能です。二次電池の第5世代リチウム金属電池は1996年に誕生し、その安全性、比容量、自己放電率、性能価格比はリチウムイオン電池よりも優れています。独自の高い技術的要件のため、国内でこのようなリチウム金属電池を製造している企業はごくわずかです。
リチウム電池はペースメーカーで最初に使用されました。リチウム電池は自己放電率が非常に低く、放電電圧がフラットであるため、人体に埋め込まれたペースメーカーは再充電せずに長時間動作することができます。リチウム電池の公称電圧は一般に3.0ボルトを超えるため、集積回路電源としての使用に適しています。二酸化マンガン電池は、電卓、デジタルカメラ、時計に広く使用されています。
より優れた品種を開発するために、さまざまな材料が研究され、前例のない製品が生み出されました。
1992年、ソニーはリチウムイオン電池の開発に成功しました。その実用性により、携帯電話、ノートブック、電卓などの携帯型電子機器の重量と体積が大幅に削減されました。
1つの赤はバッテリーのプラス側、黒はマイナス側、もう1つは温度制御検出端です。 (バッテリーの温度が高すぎる場合、バッテリー保護プレートのサーモスタットがサーミスタの役割を果たし、バッテリーに出力を停止させ、保護の役割を果たします)
一部のリチウムイオン電池は3番目の温度保護ラインであり、一部は電池情報チェックラインです(元の電池を警告に変更するなど)。
リチウムイオン電池は電池+保護板です。 3本の線は保護ボードにのみ表示され、バッテリーには常に2本の線しかありません。
リチウムイオン電池には2種類あり、明らかに3.7Vは非リンアルミニウムとアルミニウムで、直接交換できます。
交換は非常に簡単です(プラスとマイナスに注意してください):
1:元のバッテリーパックを取り外し、アイロンをはんだ付けして保護ボードをバッテリーから分離します。
2:また、新しいバッテリーの保護プレートを取り外し、バッテリーを古い保護ボードに接続します。
P +とP-は出力に接続されています。 B +はバッテリーの正極に接続され、B-は負極に接続されます。マルチセクションシリーズの場合、B1の負極とB2の正極が相互に接続され、以下同様に続き、最後のバッテリーの負極がBn-に接続されます。最初にワイヤーをはんだ付けし、最後にバッテリーを接続します。間違って接続しないでください。完了後に出力がない場合は、充電器を使用してP +とP-の充電インターフェースで充電することを忘れないでください。
カーボンアノード材料
リチウムイオン電池に実際に使用されている負極材料は、基本的に、人工黒鉛、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、石油コークス、炭素繊維、熱分解樹脂炭素などの炭素材料である。
スズベースのアノード材料
スズベースのアノード材料は、スズ酸化物とスズベースの複合酸化物に分類できます。酸化物とは、さまざまな原子価の金属スズの酸化物を指します。市販品はありません。
窒化物
市販品もありません。
合金
スズ基合金、シリコン基合金、ビスマス基合金、アルミニウム基合金、ビスマス基合金、マグネシウム基合金およびその他の合金を含め、市販の製品はありません。
ナノスケール
カーボンナノチューブ、ナノ合金材料
ナノ酸化物
現在、2009年のリチウム電池新エネルギー産業の最新の市場開発動向によると、多くの企業が従来のグラファイト、酸化スズ、カーボンナノチューブに添加されたナノ酸化チタンとナノ酸化ケイ素を使用し始め、充電と放電を大幅に改善していますリチウム電池の量と充電および放電時間。
シェルの特性
リチウム、原子番号3、原子量6.941は、最も軽いアルカリ金属元素です。安全性と電圧を向上させるために、科学者たちは、リチウム原子を貯蔵するためのグラファイトやコバルト酸リチウムなどの材料を発明しました。これらの材料の分子構造は、リチウム原子を貯蔵するために使用できるナノスケールの微細な貯蔵グリッドを形成します。このように、電池のケーシングが壊れて酸素が入ったとしても、酸素分子が大きすぎてこれらの微細なセルに入ることができないため、リチウム原子が酸素と接触して爆発を防ぐことができません。
セーフガード
リチウム電池セルは、4.2Vを超える電圧に過充電されると、副作用を引き起こし始めます。過充電電圧が高いほど、リスクが高くなります。リチウム電池の電圧が4.2Vを超えると、正極材料に残っているリチウム原子の量は半分未満になります。このとき、蓄電池が壊れて電池容量が永久に低下することがよくあります。充電が続くと、負極のセルはすでにリチウム原子で満たされているため、後続のリチウム金属が負極材料の表面に蓄積します。これらのリチウム原子は、負極の表面からリチウムイオンの方向に向かってデンドライトを成長させます。これらのリチウム金属結晶はセパレーターペーパーを通過し、正極と負極を短絡させます。短絡が発生する前にバッテリーが爆発することがあります。これは、過充電プロセス中に電解液やその他の材料が割れてガスを発生し、バッテリーケーシングまたは圧力バルブが膨らんで破裂し、酸素が入り、負極の表面に堆積したリチウム原子と反応するためです。それからそれは爆発した。
したがって、リチウム電池を充電するときは、電池の寿命、容量、安全性を考慮して電圧の上限を設定する必要があります。最適な充電電圧は4.2Vに制限されています。リチウム電池は、放電時の電圧制限も低くする必要があります。セル電圧が2.4V未満になると、一部の材料が破壊され始めます。バッテリーは自己放電するため、電圧は長時間低くなります。したがって、2.4Vにしないで停止することをお勧めします。 3.0Vから2.4Vの放電期間中、リチウム電池から放出されるエネルギーは電池容量の約3%にすぎません。したがって、3.0Vが理想的な放電カットオフ電圧です。充電と放電では、電圧制限に加えて、電流制限も必要です。電流が大きすぎると、リチウムイオンがセルに入ることができず、材料の表面に蓄積します。
これらのリチウムイオンが電子を獲得すると、材料の表面にリチウム原子の結晶が生成され、過充電として危険です。バッテリーケースが壊れた場合、爆発します。したがって、リチウムイオン電池の保護には、充電電圧の上限、放電電圧の下限、電流の上限の3つ以上の要素を含める必要があります。一般的なリチウム電池パックには、リチウム電池コアに加えて、主にこれら3つの保護を提供する保護ボードがあります。ただし、保護ボードのこれら3つの保護は明らかに十分ではなく、世界的なリチウム電池の爆発は依然として頻繁に発生しています。バッテリーシステムの安全性を確保するために、バッテリーの爆発の原因をより注意深く分析する必要があります。
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