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の簡単な紹介 リチウム電池の 種類
リチウムイオン電池は、液体リチウムイオン電池 (LIB) とポリマーリチウムイオン電池 (略して LIP) の 2 つのカテゴリに分類できます。ポリマーリチウムイオン電池は、固体ポリマー電解質リチウムイオン電池、ゲルポリマー電解質リチウムイオン電池、およびポリマー正極材料で作られたリチウムイオン電池に分類できます。正極材料により、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、三元系材料、リン酸鉄リチウムなどに分けられます。モバイル電源のほとんどはマンガン酸リチウムで作られています。通常の携帯電話のバッテリーと同様、その多くはマンガン酸リチウムとコバルト酸リチウムでできています。
現在、電気自動車市場における主流の材料は、三元系リチウム電池（ニッケルコバルトマンガン酸リチウム（ニチョム）O2）、マンガン酸リチウム（LiMn2O4）、リン酸鉄リチウム（LiFePO4）です。現在、電力用リチウムイオン電池に使用される最も有望な負極材料は、主に変性マンガン酸リチウム（LiMn2O4）、リン酸鉄リチウム（LiFePO4）、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム（Li（Ni、Co、Co、Li））です。三元リチウム電池の三元リチウムポリマーは、正極材料がニッケルコバルトマンガン酸リチウム（Li（NiCoMn）O2）であるリチウム電池です。三元複合正極材料は、ニッケル塩、コバルト塩、マンガン塩を原料としており、実際のニーズに応じてニッケルコバルトマンガンの比率を調整できます。正極として三元材料を使用した電池は、技術的な理由により、初期段階では通常のコバルト酸リチウムよりも高い安全性、バランスのとれた容量、優れたサイクル性能を備えています。しかし、現在までに、バッテリーの公称電圧は3.7Vに達し、世界5大バッテリーブランドであるSANYO、PANASONIC、LG、SAMSUNGの相当数のコバルト酸リチウムバッテリーが三元バッテリーに置き換えられています。現在、国内外の小型高出力電池のほとんどは正極にマンガン酸リチウムを使用しており、公称電圧は2.5～4.2Vです。マンガン酸リチウム電池は、低コストで安全性が高いため広く使用されています。
マンガン酸リチウム電池の公称電圧は3.7v、完成品の内部抵抗は≤200mΩ、製品サイズは最大19.2 * 56.5 * 69.5mmです。
低コスト、安全性、低温性能に優れた正極材料ですが、材料自体が不安定で分解してガスが発生しやすいため、電池のコストを下げるために他の材料と混合して使用されることがほとんどです。ただし、サイクル寿命が急速に低下し、膨れが発生しやすく、高温性能が悪く、寿命が比較的短いです。主に大型・中型電池や動力用電池に使用されており、公称電圧は3.7Vです。バッテリーの膨張や鼓腸などの一般的な問題は、電解液の流出です。
リン酸鉄リチウム電池の正式名称はリン酸鉄リチウムイオン電池で、長すぎます。その性能が特に電力用途に適していることから、その名称に「電力」という言葉が付けられ、リン酸鉄リチウム電池と呼ばれています。 「リチウム鉄 (LiFe) 電源バッテリー」と呼ぶ人もいます。
高効率出力：標準放電は2～5C、連続高電流放電は10Cに達し、瞬間パルス放電（10S）は2～5Cに達します。
高温での優れた性能：外部温度が65℃の場合、内部温度は95℃にも達し、バッテリーが放電すると温度は160℃に達する可能性があるため、バッテリーの構造は安全で無傷です。
たとえバッテリーの内部または外部が損傷しても、バッテリーは燃えたり爆発したりせず、最高の安全性を備えています。
優れたサイクル寿命。500 サイクル後でも、その放電容量は依然として 95% を超えています。バッテリーパックのサイクル寿命は800～2000回です。
ゼロボルトまでの過放電は損傷しません。
急速充電可能。
低コスト;
同じ大きさ、同じ容量のリン酸鉄リチウム電池は、鉛蓄電池の1/3、鉛蓄電池の1/3です。
環境への汚染はありません。このバッテリーには重金属やレアメタルが含まれておらず (Ni-MH バッテリーにはレアメタルが必要です)、非毒性 (SGS 認証に合格)、無公害であり、欧州 ROHS 規制に準拠しており、完全にグリーンなバッテリーです。しかし、鉛蓄電池には大量の鉛が含まれており、廃棄後に適切に処理しないと依然として環境に二次汚染を引き起こす可能性がありますが、リン酸鉄リチウム材料は製造および使用中に汚染がありません。
三元系リチウム電池とリン酸鉄リチウム電池の比較
同じ電池構造を使用して、三元材料とリン酸鉄リチウム材料を選択して電池を作成し、異なる条件で放電、充電、サイクルのテストを実行しました。三元材料は、さまざまな温度での充電率、放電率、放電性能の点で利点がありますが、リン酸鉄リチウム材料はサイクル性能が優れており、1℃で5,000サイクル後でも初期容量の80％以上を維持できます。 リン酸鉄リチウム電池は安全性においても三元材料よりも優れています。
例えば、従来、三元系リチウム電池の単セルは８００回、グループ電池のサイクル寿命は４００〜５００回である。優れた低温性能。リチウム鉄電池セルのサイクル寿命は2000回、グループ電池のサイクル寿命は800〜1000回です。リチウム鉄電池は、18650 シリンダー (円筒形で三元リチウム電池よりサイズがわずかに大きい) で入手可能であり、ソフト パッケージでも入手できます。
リン酸鉄リチウム電池のデメリット： リン酸鉄リチウム電池の正極のタップ密度は小さく、一般的に密度は0.8～1.3程度です。大ボリューム。
導電性が悪く、リチウムイオンの拡散速度が遅く、高速充放電では実比容量が低くなります。リン酸鉄リチウム電池は低温性能が劣ります。 （ヨーロッパの冬の寒さなど、特に寒い環境では-10℃以上になると電気を放出できなくなります）。
リチウム電池の保管とメンテナンス
リチウム電池は完全に放電するのではなく、部分的に放電することをお勧めします。頻繁に完全に放電することは避けるようにしてください。バッテリーが完全に充電されたら、すぐにプラグを抜くことをお勧めします。
リチウム電池の劣化速度は温度と充電状態によって決まります。次の表は、2 つのパラメータの下でのバッテリ容量の減少を示しています。
温度充電 40% 充電 100%
0°C 1 年後の容量 98% 1 年後の容量 94%
25°C 1 年後に容量 96% 1 年後に容量 80%
40°C 1 年後に容量 85% 1 年後に容量 65%
60°C 1 年後に容量 75% 3 か月後に容量 60%
メンテナンス: 三元リチウム電池は過放電になり、電圧が低すぎると電池も損傷します。 3か月ごとにメンテナンスすることをお勧めします。可能であれば、バッテリーを 40% まで充電し、涼しい場所に保管してください。このようにして、バッテリー自体の保護回路は、長期間の保管期間内でも動作することができます。満充電後にバッテリーを高温に置くと、バッテリーに大きなダメージを与える可能性があります。
保管: 短期保管: バッテリーは、温度と湿度が -20 C ～ 35 C 65 20% の、乾燥した非腐食性ガスの場所に保管してください。この温度や湿度より高い温度や低い温度や湿度を使用すると、電池の金属部分が錆びたり、液漏れが発生したりすることがあります。
長期保管: 長期保管すると、バッテリーの自己放電と活性物質の不動態化が促進されるため、周囲の温度と湿度は 10 C ～ 30 C 65 20% の範囲にする必要があります。同時に、長期保管（1 年以上など）による自己放電や活性物質の不動態化による悪影響を軽減するために、バッテリーを 3 か月に 1 回充放電して本来の性能を回復する必要があります。
寿命：通常の状況下では、リチウム電池の最適使用温度は20〜25℃であるため、最低温度の条件下では、リチウム電池の寿命は半分に減少します。通常の寿命が500サイクルだとすると、底部温度は300回にも満たない可能性があります。 -20℃を超えると三元電池が全く使用できなくなる場合があります。 -10℃を超えるとリチウム鉄電池の容量が解放されなくなります。
