リチウム電池はどのように機能しますか？

リチウムイオン電池は、リチウムイオンを用いて電気エネルギーを蓄え、正極と負極の間の電位差を利用して電荷移動を行います。「隔膜」は両極を絶縁体として分離し、電子の移動を遮断する一方で、リチウムイオンは自由に通過できるようにします。充電時には、リチウムイオンは隔膜を通って正極から負極へ移動し、放電時には逆方向に移動します。この過程で生じる電位差が「電圧」です。電子機器を電池に接続すると、隔膜によって遮断されていた電子が機器を通過し、機器に電力を供給します。

リチウム電池の仕組みを簡単に説明します。

1. 基本構造：一般的なリチウムイオン電池は、正極（カソード）、負極（アノード）、電解質の3つの主要部品で構成されています。これらの部品は通常、安全のため密閉容器に収納されています。

2. 充電:リチウム電池を充電する場合、外部電圧源が電池に接続され、リチウムイオンが正極から電解質を通って移動し、負極の結晶構造に埋め込まれます。

3.放電:バッテリーの使用中、負極に蓄えられたリチウムイオンが電解質を通って正極に戻り、デバイスに電力を供給できる電流が生成されます。

4.イオンの移動:充電および放電中、電解質によってリチウムイオンの移動が促進され、2 つの電極間の直接接触を防ぎながら、イオンが両電極間を行き来できるようになります。

5. 可逆反応:リチウムイオンの動きは可逆的な電気化学反応です。つまり、イオンが電極間を行き来することで、このプロセスを複数回繰り返すことができます (充電可能)。

6. 安全機能:リチウム電池には、過充電、過放電、過熱を防ぐための回路が組み込まれていることが多く、電池を損傷や潜在的な安全上の危険から保護するのに役立ちます。

リチウム電池の主要原理 動作原理は、正極と負極の間でリチウムイオンが移動することで、電気エネルギーの貯蔵と放出を実現することです。リチウム電池は、電気自動車、電動工具、コンピューター、オフィス機器、スマートホーム製品、データストレージおよび伝送機器など、さまざまな分野で広く使用されています。