なぜリチウムイオン電池は永遠に使われないのですか？

リチウムイオン電池 の基本原理は 次のとおりです。

電池が完全に充電されると、負極はリチウムイオンで満たされる。

電気器具に接続されるとすぐに、これらのリチウムイオンは電解質を通って正極に移動し始め、この化学反応によって端子に電荷が生成される。

負極板にリチウムイオンが残っていない場合、電池は平らであり、プロセスを逆にするには再充電が必要です。

リチウムイオン電池のしくみ

実際にはプロセスは完全ではありません。 非常に最初の放電および再充電サイクルから、バッテリーの容量は低下する。

演劇に4つの問題があります：

負極上に固体電解質界面が形成される

正極での電解酸化

リチウムめっき

機械的劣化

固体電解質界面と電解質酸化

リチウムイオン電池が充電されている間、酸化リチウムおよび炭酸リチウム原子は、固体電解質界面（SEI）として知られている負電極上に膜を形成する。

電池が104°F（40℃）以上の温度で満充電またはほぼ満充電状態で運転される場合には、電解質酸化として知られる類似のフィルムが正極で生じる。 電解質の酸化はまったく新しいものではなく、金属を錆びないように処理するために積極的に使用されています。 これはヨット業界で非常に人気がありますが、バッテリーでは歓迎されません。

この熱はまれに聞こえるかもしれませんが、ラップトップなどのデバイス内の動作温度は頻繁にこの限界をはるかに上回ります。 日産は、アリゾナ州のような暑い地域に住む電気自動車の所有者が比較的少ない放電と再充電サイクルの後に貧弱なバッテリ容量のために訴えたときに、世界のいくつかの地域でよく見られます。

電解質の酸化はまた自己放電率を増加させるので、使用されていないときでさえ電池が定期的に充電する必要があるように見える理由を説明することができます。

これらのフィルムは、最初は非常に薄く、ほとんどのリチウムイオンが通過するが、漸進的な充放電サイクルの後、徐々に厚くなる。 フィルムが厚くなるたびに、プレート間を移動できるリチウムイオンの数が減り、バッテリが完全に充電され、再充電にかかる時間が長くなります。

種々の製造業者は、ある種の化学物質を電解質に添加して一方または両方の膜の蓄積を減少させることができたが、誰もプロセスを完全に停止することはできなかった。

リチウムイオン電池が急速に充電されると、イオンが正電極を離れて負電極に向かう速度が、負電極がイオンを吸収できる速度を超える。 このような場合、イオンは電極上の金属析出物となる。

正極は特に低温でイオンを吸収するのに不十分なので、急速充電と低温環境を混ぜて、迅速なリチウムめっきのための処方を得ます。

周りのイオンが少ないほどバッテリー容量が少なくなります。 より極端な状況では、蓄積するとバッテリが短絡して完全に故障する可能性があります。

36V 12Ahリチウムイオン電池