12月 . 11 , 2023 22:57 リストに戻る

リチウムイオン電池プロジェクトの背景

Lithium-ion battery is an indispensable energy storage product that drives human modern life, Lithium ion batteries are indispensable for daily communication, energy storage, household appliances, electric vehicles, electric ships, etc. And in special applications such as military, deep sea, and mining, lithium-ion batteries are characterized by their high energy density, long service life, and superior safety performance, Widely replaced the traditional lead-acid batteries, nickel-metal hydride batteries and other previous generation products.

リチウムイオン電池は技術集約型産業であり、この産業の発展は、国の機器製造および材料産業の発展を積極的に推進することもできます。高度な膜技術、自動組立ライン技術、低露点および高清浄空気雰囲気技術およびリチウムイオン電池製造の中核プロセスで使用される対応装置は、他の産業技術および装置の開発に積極的な指導および実証の役割を果たします。リチウムイオン電池に使用される材料は、地元の銅鉱石、コバルト鉱石、黒鉛鉱石と統合して、リチウムイオン電池用の極薄銅箔、コバルト酸リチウム（マンガン酸リチウムニッケルコバルト）正極材料、高純度銅箔などに深加工することができます。エネルギーグラファイト負極材料。

現在、リチウムイオン電池が最も一般的な電池の種類ですが、技術の発展に伴い、リチウムイオン電池の種類も多くなり、それぞれに独自の長所と短所があります。ただし、全体として、リチウムイオン電池には次のような共通の利点と欠点があります。

リチウムイオン電池の利点。

(1) 高電圧: 単一バッテリーの動作電圧は 3.7 ～ 3.8 V (最高セル電圧は 4.2 V まで充電可能) に達する可能性があり、これは Ni Cd および Ni-H バッテリーの 3 倍です。

(2) 高比エネルギー: 現在達成可能な実際の比エネルギーは約 555Wh/kg です。これは、材料が 150mAh/g (Ni Cd の 3 ～ 4 倍、2 ～ 3 倍) を超える比容量に達できることを意味します。これは理論値の約 88% に近い値です。

(3) 長いサイクル寿命: 一般に 500 回以上、さらには 1000 回以上に達することができ、リン酸鉄リチウムは 2000 回以上に達することができます。低電流放電機器のバッテリーの寿命は、その競争力を 2 倍にします。

(4) 優れた安全性能: 無公害、メモリー効果なし。リチウムイオン電池の前身であるリチウムイオン電池は、金属リチウムによる樹枝状結晶の形成や短絡により、その応用範囲が狭まっています。リチウムイオンには、カドミウム、鉛、水銀などの環境を汚染する元素が含まれていません。特定のプロセス (焼結など) における一部の Ni Cd バッテリーの大きな欠点は、バッテリーの使用を著しく制限する「メモリー効果」です。しかし、リチウムイオンにはこの問題はまったくありません。

(5) 低い自己放電：室温で完全に充電し、1 か月間保存した場合の Li イオンの自己放電率は約 2% であり、Ni Cd の 25 ～ 30%、Ni の 30 ～ 35% に比べて大幅に低くなります。そしてMH。

(6) 高速充放電: 30 分の充電で公称容量の 80% 以上の容量に達し、10 分の充電で公称容量の 90% に達するリン酸鉄電池になりました。

(7) High working temperature range: The working temperature is -25~55 ° C. With the improvement of the electrolyte and positive electrode, it is expected to expand to -40~70 ° C.

リチウムイオン電池のデメリット

(1) 経年劣化: 他の充電式バッテリーとは異なり、リチウムイオンバッテリーの容量は使用回数に関係なく、温度に関係してゆっくりと低下します。考えられるメカニズムとしては、内部抵抗が徐々に増加するため、動作電流が大きい電子製品に影響が生じやすくなることが考えられます。グラファイトをチタン酸リチウムに置き換えると寿命が延びるようです。

(2) 過充電に耐えられない: 過充電中、過剰に埋め込まれたリチウムイオンが格子内に永久に固定され、放出できなくなり、電池寿命が短くなったり、ガスが発生して気泡が発生したりする可能性があります。

(3) 過放電に耐えられない：過放電時、電極から過剰なリチウムイオンが抜けて格子が崩れ、寿命が短くなったり、ガスが発生して気泡が発生したりすることがあります。

(4) 複数の保護機構が必要: 誤った使用は寿命を縮め、さらには爆発につながる可能性があるため、リチウムイオン電池の設計には複数の保護機構が追加されています。

保護回路：過充電、過放電、過負荷、過熱を防止します。

排気ポート: バッテリー内の過度の圧力を防ぎます。

ダイヤフラム特性: 内部短絡を防ぐ高い耐突き刺し性を備えています。バッテリーの内部温度が高すぎると、バッテリーが溶けてリチウムイオンの通過が妨げられ、バッテリーの反応が妨げられ、内部抵抗が増加する（最大 2kΩ）可能性があります。

要約すると、リチウムイオン電池産業の発展は、発展途上国を高度先進国に促進する強力な産業です。