リチウムイオンバッテリーの知識

リチウムを含む材料を電極として使用するバッテリー。 典型的な現代の高性能バッテリーです。リチウムイオンバッテリーは、主に正極と負極間のリチウムイオンの移動に依存して機能する充電式バッテリーです。 充電および放電プロセス中に、Li+ は 2 つの電極間を往復します。 バッテリーを充電すると、Li+ がカソードから脱離し、電解質を介してアノードに挿入され、アノードがリチウムに富んだ状態になります。 放電時にはその逆が当てはまります。

リチウムイオンバッテリーは、次の 2 種類のバッテリーとよく混同されます。 (1) リチウムバッテリー: Li が入っているバッテリー。

(1) リチウムバッテリー: リチウム元素が存在します。

(2) リチウムイオンポリマーバッテリー: 液体有機溶媒をポリマーに置き換えます。

コンポーネント

スチールシェル/アルミシェル/円筒形/ソフトパッケージシリーズ: (1) カソード

(1) カソード - 活物質は通常、リチウムマンガン酸化物またはリチウムコバルト酸化物ですが、現在ではニッケルコバルトリチウムマンガン酸化物材料が登場しており、電動自転車では厚さ10〜20ミクロンの電解アルミニウム箔が付いたリン酸鉄リチウムが使用されています。 導電性集電体に使用されます。

(2) セパレーター - イオンは通過させますが、電子に対しては絶縁体である特殊な複合フィルム。

(3) アノード - 活物質はグラファイトまたは同様のグラファイト構造を持つカーボンで、導電性集電体は厚さ 7 ～ 15 ミクロンの電解銅箔です。

(4) 有機電解質 - 六フッ化リン酸リチウムを溶解したカーボネート溶媒およびポリマー用のゲル電解質。

(5) バッテリーシェル - 鋼シェル (現在では角型で使用されることはほとんどありません)、アルミニウム シェル、ニッケルメッキ鉄シェル (円筒型バッテリーで使用)、アルミニウム プラスチック フィルム (軟包装) など、およびバッテリーに分けることができます。 バッテリーシェルを兼ねるキャップ プラスとマイナスの端子。

作用機序

リチウムイオンバッテリーとは、負極に炭素材料、正極にリチウム含有化合物を用いたリチウムイオンバッテリーで、金属リチウムを含まずリチウムイオンのみで構成されています。 リチウムイオンバッテリーとは、正極材料としてリチウムイオン層間化合物を使用したバッテリーの総称です。 リチウムイオンバッテリーの充放電プロセスは、リチウムイオンの挿入と脱離のプロセスです。 リチウムイオンのインターカレーションおよびデインターカレーションのプロセスには、リチウムイオンに対応する電子のインターカレーションおよびデインターカレーションが含まれます（通常、カソードはインターカレーションまたはデインターカレーションで表され、アノードは挿入またはデインターカレーションで表されます）。 充電および放電プロセス中に、リチウムイオンは正極と負極の間で挿入/脱離、および挿入/脱離を行います。 これは鮮やかに「ロッキングチェアバッテリー」と呼ばれています。

労働条件と効率

リチウムイオンバッテリーは、エネルギー密度が高く、平均出力電圧が高くなります。 わずかな自己放電、良好なバッテリー、月当たり 2% 未満 (回復可能)。 メモリー効果はありません。 -20℃～60℃の広い動作温度範囲。 優れたサイクル性能、高速充放電、最大 100% の充電効率、高出力。 長持ちする。 有毒物質や有害物質が含まれていないため、グリーンバッテリーと呼ばれています。

充電

充電はバッテリーのリサイクルにおける重要なステップであり、リチウムイオンバッテリーの充電プロセスは、定電流急速充電フェーズと定電圧電流低減フェーズの 2 つの段階に分かれています。 定電流急速充電フェーズでは、バッテリ電圧がバッテリの標準電圧まで徐々に増加し、その後、制御チップの下で定電圧フェーズに入り、電圧が再び増加しないようにして過充電が発生しないようにします。 バッテリー残量が設定値まで増加すると徐々に電流が減少し、最終的に充電が完了します。 電力統計チップは、放電曲線を記録することでバッテリー電力をサンプリングして計算できます。 リチウムイオンバッテリーは繰り返し使用すると放電曲線が変化します。 リチウムイオンバッテリーにはメモリー効果はありませんが、不適切な充放電はバッテリーの性能に重大な影響を与える可能性があります。

充電に関する注意事項

リチウムイオンバッテリーの過剰な充放電は、正極と負極に永久的な損傷を与えます。 過放電により負極のカーボンシート構造が崩れ、充電時にリチウムイオンが挿入できなくなります。 過充電すると、負極の炭素構造に過剰なリチウムイオンが埋め込まれ、一部のリチウムイオンが放出されなくなります。充電容量は充電電流×充電時間です。 充電制御電圧が一定の場合、充電電流は大きくなります（充電電流は大きくなります）。