充電器の動作メカニズム

充電器の動作メカニズム

このリチウムイオン電池について簡単に紹介しましょう。 いわゆるリチウムイオン電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出できる炭素材料を負極活物質として用いた電池である。 リチウムイオンの記号はLi-ionです。 ご存知のとおり、電池は一般的に正極、負極、セパレータ、電解質などの基本要素で構成されており、リチウムイオン電池に使用される材料は一般に次のとおりです。

正極：コバルト酸リチウム（LiCoO2）、ニッケル酸リチウム（LiNiO2）、マンガン酸リチウム（LiMn2O4）など。

負極：人造黒鉛系、天然黒鉛系、コークス系など。

セパレータ：ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）などからなる単層または多層の微多孔膜。

電解質：プロピレンカーボネート（PC）、エチレンカーボネート（EC）、ジメチルカーボネート（DMC）、ジエチルカーボネート（DEC）、メチルエチルカーボネート（MEC）などの元または三成分の混合物

市場で販売されているリチウムイオン電池のほとんどは、正極としてコバルト酸リチウム、負極として黒鉛系が使用されています。

リチウムイオン電池の動作メカニズムは次のとおりです。電池を充電すると、正極材料中のリチウムがイオン溶解し、負極の改質グラファイト層に埋め込まれます。 バッテリーが放電すると、リチウムイオンがグラファイト層から脱離し、セパレーターを通って正極に再充填されます。 酸化コバルトの層状構造。 充放電により、正極と負極の間でリチウムイオンが継続的に挿入・脱離されるため、「ロッキングチェア型電池」と呼ぶ人もいます。 リチウムイオン電池セルの定格電圧は 3.6V、充電限界電圧は 4.2V、放電限界電圧は 2.5V です。

リチウムイオン電池の充電プロセスは 2 つのステップに分かれています。まず、定電流充電です。電流は一定で、電圧は連続的に増加します。 電圧が4.2Vに充電されると、自動的に定電圧充電に変換され、定電圧充電中の電圧は一定になります。 充電電流が設定値よりも小さくなるまで、充電量はどんどん小さくなっていきます。 したがって、直接充電を使用して携帯電話のバッテリーを充電すると、電力表示がフルになっているにもかかわらず、まだ充電中であることがわかります。 実際、この時点で電圧は到達しています。 4.2Vなので、電力がフルに表示され、定電圧充電中です。では、定電流で4.2Vまで直接充電するだけでは十分ではなく、なぜ定電圧充電を実行する必要があるのか​​と疑問に思う人もいるかもしれません。実際、説明は簡単です。各バッテリーには特定の内部抵抗があるため、定電流で 4.2V まで充電する場合、この 4.2V はバッテリーの実際の電圧ではなく、バッテリーの電圧に内部で消費される電圧を加えたものになります。バッテリーの抵抗。 また、電流が大きい場合、内部抵抗で消費される電圧も大きいため、実際のバッテリー電圧は4.2Vよりもはるかに小さくなる可能性があるため、定電圧を使用してください。 電気プロセスにより、充電電流が徐々に低下するため、バッテリーの実際の電圧は 4.2V に非常に近くなります。

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