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どのようにリチウムイオン電池の仕事ですか? - 長所と短所

リチウムイオン電池の充電式電池のの一種であります それは、モバイルシステムにおいて重要です。リチウムイオン電池は、自動車業界で最も一般的に使用される電池の一つです。 のリチウムイオン電池の仕事をどのように?

あなたはのの携帯電話でこれらの電池を見つけることができます 、のMP3プレーヤーの 、のラップトップの 、およびの他の電子機器の 。

車のためのリチウムイオン電池 :リチウムイオン電池は、電気自動車の中の高電圧の電池を形成するために一緒に積み重ね この頃。

セルおよび電池は何ですか?

何でバッテリーとセルを ?

<強い>セルの 電極(陽極と陰極)、セパレータ、及び電解質を含んでいる基本的な電気化学的な手段である。

単セルは、機器に電気エネルギーを大量に供給することができません。それらは、電池パックを形成するように接続されているので。

<強い>バッテリーの またはバッテリーパックは、制御および保護のためのハウジング、電気的な接続、そしておそらくエレクトロニクス

で、細胞または細胞集合体の集まりです

リチウムイオン電池は、12V、36V、およびさらに高い電圧(400V)バッテリパックを作るために一緒に接続されています。

セルのコンポーネント

セルの主な構成要素である

  • アノード - 負極ます。
  • カソード - 正極ます。
  • 電解ます。
  • 有機区切ります。

リチウムイオン電池のコンポーネント

  • アノードの :リチウム挿入グラファイト(LIC <サブ> 6
  • カソードのの :リチウムインターカレーションのLiCoO 2 リチウム(Li <サブ> X CoO2)

インターカレーションは、層状構造を有する材料への分子の可逆含むことです。さらに週結合にファンデルワールスギャップと結果を拡張

  • 電解質のの :のLiPFの混合<サブ> 6 アルキルカーボネート(エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合物 - また、EC、DMCとしても知られている)
  • の有機セパレータする :特定の分子又はイオンが拡散によりそれを通過することを可能にする半透過性ポリマー微孔性膜

リチウムイオン電池の仕事をどのように?

それは充放電時に何がリチウムイオン電池になりますか?ここで、リチウムイオン電池の概略図である。

リチウムイオン電池の放電 - 自発プロセス

化学反応は、アノードとカソードで起こる以下の通りである。

  • アノードの (負極):LIC <サブ> 6 -> C <サブ> 6 +李 + + E -
  • カソードのの (正電極)のCoO 2 + + + E - ->のLiCoO 2

+ イオンは、半透膜を横切る電子が接続された外部負荷を通ってアノードからカソードに移動します。従来は、電流の方向は、電子の方向と反対です。カソードからアノードへの電流が流れるようにします。

リチウムイオン電池の充電 - 非自発的なプロセス

化学反応は、放電中に発生している

  • アノードの :C <サブ> 6 +李 + + E - -> LIC <サブ> 6
  • カソードのの :のLiCoO 2 ->のCoO 2 + + + E -

私たちは、バッテリへの充電機器を接続すると、バッテリーが充電を開始する(陽極が-veすると+のカソードは、端末VE)。外部電源設備の電圧は、それが充電得るために、セル電圧よりも高くなければなりません。

<強い>全体の反応

全体の反応は以下のとおりであるリチウムイオン電池で起こります。それは可逆反応である。

  • LIC <サブ> 6 + CoOを 2 <-> C <サブ> 6 +のLiCoO 2

左から右への放電時発生し、左右へのリチウムイオン電池の充電中に発生します。

リチウムイオン電池の利点

以下は、リチウムイオン電池の主な利点である。

#1ハイ特定のエネルギー(Whを/ kg)およびエネルギー密度(Whの/ L)

リチウムイオン電池の大きさは、同量のエネルギーを格納するための他のバッテリ技術に比べて少なくなるであろう。

  • エネルギー密度=250 -650 Whの/ L
  • 比エネルギー=100から250 Whを/ kgの

だから、リチウムイオン電池があるの の軽量化の そして、の の小さいの 。

#2より高い公称電圧

リチウムイオン電池の公称電圧は、鉛 - 酸、ニッケル水素、およびニッカド電池よりも高いです。それは3.85 Vに周り3.6である

#3より少ない自己放電

リチウムイオン電池の自己放電あまりないでしょう。リチウムイオン電池パックは、ニッケル水素電池の月あたり20%の損失と比較して、月当たりの電荷のわずか約5パーセントを失う。

#4メモリ効果

彼らは、あなたが完全にいくつかの他の電池の化学的性質と同様に、再充電する前にそれらを放電する必要がないことを意味メモリ効果を持っていません。ニカド電池はメモリ効果充放電における問題に結果ことがあります。

#5ロングライフ

リチウムイオン電池は、充電/放電サイクルの数千を処理することができます。他のバッテリー技術は長いこれを続かない。

リチウムイオン電池の短所

細心の注意は、リチウムイオン電池パックのために必要です。リチウムイオン電池のいくつかの欠点がある。

アウトレッツ・リスト

温度に敏感#1

彼らは、高温に非常に敏感です。熱がはるかに速く、彼らは通常と比べて分解するために、リチウムイオン電池パックが発生します。

リチウムイオン電池の高温感受性の結果として、熱管理は、リチウムイオン電池を使用する電気自動車において非常に重要である。

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#2 BMSが必要である

バッテリ管理システムは、リチウムイオン電池を管理するために使用する必要があります。それは彼らがさらに高価になります。

  • バッテリ管理システム:究極のガイド
熱暴走の

#3チャンス

リチウムイオン電池の熱暴走の少しチャンスがあります。セルの短絡は、より多くの熱を発生し、隣接セルが損傷を受けます。

熱暴走は、最も一般的な電気自動車の火災事件です。時にはそれは非常にゆっくりと起こった。

あなたは読むことができる: の事故で安全な電気自動車はありますか?

結論

リチウムイオン電池は、多くの電子システムになりまし共通しています。彼らは、他のバッテリー技術に比べて軽い、と小さい電池です。

私たちは、リチウムイオン電池の仕事をどのように化学を、議論、およびLiイオン電池の長所と短所きた。