リチウム電池は現代生活の不可欠な部分となり,スマートフォンから電気自動車まですべてに電力を供給しています.しかし,それらは実際にどのように機能しますか?
リチウム電池の中心はリチウムイオンの動きです.典型的なリチウムイオン電池では,充電中にリチウムイオンが正電極 (カソード) から抽出されます.電解液を通過するこのプロセスは,外部回路を通る電子の流れに伴い,電流を生成します.最も一般的なカソード材料は,リチウム-コバルト-オキシドリチウム-鉄-リン酸塩,リチウム-ニッケル-マンガン-コバルト-酸化物.各材料はエネルギー密度,出力量,コストの観点から独自の特徴を持っています.
バッテリーが放電されると,そのプロセスは逆になります.リチウムイオンはアンードからカソードへ移動し,電子は外部の回路を通ってデバイスを動かすために戻ります.この 逆転 可能な 離子 移転 メカニズム に よっ て,リチウム 電池 は 何 回 も 充電 できる.
しかし,時間が経つにつれて,リチウム電池の性能は低下します.電極で副作用が発生し,固体電解質インターフェース (SEI) 層の形成につながる可能性があります.この層は成長し リチウムイオンの移動を妨げるこの基本的作業原理を理解することは,リチウム電池の性能と寿命をさらに改善するために極めて重要です.