ポータブル電子製品は、電源としてバッテリーを使用します。 ポータブル製品の急速な発展に伴い、さまざまな電池の消費量が大幅に増加し、多くの新しいタイプの電池が開発されています。 おなじみの高性能アルカリ電池、充電式ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池に加えて、近年開発されたリチウム電池もあります。 ここでは主にリチウム電池の基礎知識を紹介します。 これには、その特性、主なパラメータ、モデルの意味、適用範囲、使用上の注意、およびその他の大容量リチウム電池が含まれます。
さまざまな種類のバッテリーのエネルギー密度
リチウムは金属元素であり、その化学記号はLi（英語名はリチウム）であり、銀白色で非常に柔らかく、化学的に活性な金属であり、金属の中で最も軽いものです。 原子力産業での応用に加えて、特殊合金、特殊ガラス（テレビで使用される蛍光スクリーンガラス）、リチウム電池も製造できます。 リチウム電池では、電池のアノードとして使用されます。
リチウム電池も、非充電式と充電式の2つのカテゴリに分類されます。 非充電式バッテリーは使い捨てバッテリーと呼ばれ、化学エネルギーを一度に電気エネルギーに変換することしかできず、電気エネルギーを化学エネルギーに戻すことはできません（または還元性能が極端に劣ります）。 二次電池は二次電池（蓄電池とも呼ばれます）と呼ばれます。 電気エネルギーを化学エネルギーに変換して貯蔵することができます。 使用時には、化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。 電気エネルギー化学エネルギーリチウム電池の主な特徴など、リバーシブルです。
リチウムイオン電池の正極材料は通常リチウム活性化合物で構成され、負極は特殊な分子構造を持つ炭素です。 一般的な正極材料の主成分はLiCoO2です。 充電中、電池の2つの極に電位が印加されると、正極の化合物がリチウムイオンを放出します。リチウムイオンは、負極の分子がシート構造に配置された炭素に埋め込まれています。 放電中、リチウムイオンはラメラ構造の炭素から分離され、正極の化合物と再結合します。 リチウムイオンの動きは、現在の大容量リチウム電池を生み出します。
化学反応の原理は非常に単純ですが、実際の工業生産では、考慮しなければならない多くの実際的な問題があります。正極材料には、複数の充電と放電の活動を維持するための添加剤が必要であり、負極材料は設計する必要があります。分子構造レベルで。 より多くのリチウムイオンに対応するため。 正極と負極の間に充填された電解液は、安定性を維持することに加えて、バッテリーの内部抵抗を減らすために良好な導電性を備えている必要があります。
リチウムイオン電池がニッケルカドミウム電池のメモリー効果を持つことはめったにありませんが、メモリー効果の原理は結晶化であり、この反応はリチウム電池ではほとんど起こりません。 ただし、リチウムイオン電池の容量は、充電と放電を繰り返しても減少し、その理由は複雑で多様です。 それは主にポジティブとネガティブな素材自体の変化です。 分子レベルから見ると、正極と負極の正孔構造は徐々に崩壊してブロックされます。 化学的観点からは、それは正と負の材料のアクティブな不動態化であり、副反応は安定しているように見えます。 その他の化合物。 物理的には、正極材料は徐々に剥がれます。 つまり、バッテリーの充電および放電中に自由に移動できるリチウムイオンの数は、最終的には減少します。
