リチウムイオン電池はほとんどどこにでもあります。これらは、携帯電話やラップトップからハイブリッド車や電気自動車までのアプリケーションで使用されています。リチウム イオン バッテリーは、無停電電源装置 (UPS) や定置型バッテリー エネルギー貯蔵システム (BESS) などの大規模アプリケーションでも人気が高まっています。
バッテリは、電気デバイスに電力を供給するための外部接続を備えた 1 つまたは複数の電気化学セルで構成されるデバイスです。電池が電力を供給しているとき、そのプラス端子はカソードであり、そのマイナス端子はアノードです。負とマークされた端子は、外部電気回路を通って正端子に流れる電子の供給源です。
バッテリーが外部電気負荷に接続されると、レドックス (還元-酸化) 反応によって高エネルギーの反応物が低エネルギーの生成物に変換され、自由エネルギーの差が電気エネルギーとして外部回路に供給されます。歴史的に「バッテリー」という用語は、特に複数のセルで構成されるデバイスを指していました。ただし、使用法は進化して、単一のセルで構成されるデバイスが含まれるようになりました。
リチウムイオン電池はどのように機能しますか?
ほとんどのリチウムイオン電池は、アルミニウム集電体上にコーティングされた金属酸化物正極 (カソード)、銅集電体上にコーティングされた炭素/グラファイト製の負極 (アノード)、セパレーター、および有機溶媒中のリチウム塩。
バッテリーが放電して電流を供給している間、電解質は正に帯電したリチウムイオンをアノードからカソードへ、またその逆にセパレーターを通して運びます。リチウム イオンの移動により、アノードに自由電子が生成され、正の集電体に電荷が生成されます。次に、電流は集電体から、電源が入っているデバイス (携帯電話、コンピューターなど) を通って負の集電体に流れます。セパレーターは、バッテリー内の電子の流れを遮断します。
充電中、外部電源 (充電回路) が過電圧 (バッテリーが生成するよりも高い電圧、同じ極性) を印加し、充電電流がバッテリー内で正極から負極に流れるように強制します。つまり、通常の状態での放電電流の逆方向です。次に、リチウム イオンは正極から負極に移動し、インターカレーションとして知られるプロセスで多孔質電極材料に埋め込まれます。
投稿時間: 2022 年 6 月 26 日