バッテリー内部構造：大容量

クリーンエネルギーの普及の新時代を楽しみにしています。 時代の象徴的なシーンでは、テスラの電気自動車のような新しい車が、ガソリンではなく完全に充電されたリチウム電池で駆動されて通りを走っているのを見るかもしれません。 途中のガソリンスタンドは充電ステーションに置き換わります。 最新のニュースは、上海市がテスラの電気自動車の免許不要の方針を発表し、中国でのスーパーチャージャーのより迅速な製造をサポートしていることです。

しかし、電気自動車のバッテリーは携帯電話のバッテリーとそれほど変わらないという事実によって、明るい未来は曇っているかもしれません。 携帯電話のユーザーは、バッテリーの寿命を心配することがよくあります。 午前中は満員の方が多く、午後になると480日XNUMX回の充電が必要になります。 ラップトップにも同じ問題があり、数時間でジュースがなくなる可能性があります。 電気自動車は、衝突するほど遠くまで移動せず、頻繁に充電する必要があるため、その有用性が疑問視されています。 テスラのモデルは現在、市場で唯一の電気自動車であり、これは偉業です。 このモデルは最も目を引くもので、XNUMX回の充電でXNUMXキロメートルの範囲があります。

なぜ電池が長持ちしないのですか？ 物質が特定の空間に蓄えることができるエネルギーの量は、エネルギー密度と呼ばれます。 バッテリーのエネルギー密度が低い。 キログラムあたりのエネルギー生産量では、50日あたり最大1メガジュールのガソリンを使用できますが、リチウム電池の平均使用量はXNUMXメガジュール未満です。 他のタイプのバッテリーも非常に低いレベルでローミングします。 明らかに、バッテリーを無限にすることはできません。 バッテリーの容量を増やすために、私たちはバッテリーのエネルギー密度を改善することに集中することしかできませんが、多くの困難があります。 このテクノロジーの難しさは何ですか？ 記者は、浙江大学の劉蘭准教授にインタビューし、一般的に使用されているリチウム電池（略してリチウム電池）の内部構造の謎を分析しました。

電解質は非常に重要です

電子の移動により、バッテリーはエネルギーを供給することができます。 バッテリーが回路に接続されている場合、スイッチはオフになり、電流はオンになります。 この時点で、電子は負の端子から逃げ、回路を通って正の端子に流れます。 その過程で、電子機器はテスラの電気自動車を運転するのと同じように、電話を機能させ続けます。

リチウム電池の電子はリチウムから供給されます。 バッテリーにリチウムを入れると、エネルギー密度が上がりませんか？ 残念ながら、リチウム電池を充電可能にするには、その内部構造をその比エネルギー密度の観点から評価する必要があります。 劉氏は、リチウム電池の内部構造には電解質、ネガティブデータ、ポジティブデータ、ギャップが含まれており、それぞれに独自の特殊なプロセスがあり、独自の役割を果たし、不可欠であると指摘しました。 この構造は、リチウムイオン電池のエネルギー密度を制限します。

XNUMXつは電解質で、これはバッテリーの重要な導管です。 バッテリーが放電すると、リチウム原子は電子を失ってリチウムイオンになり、再充電すると、バッテリーの一方の端からもう一方の端に移動し、再び戻る必要があります。 劉は言った。 電解質は、バッテリーの北極と南極にリチウムイオンを保持します。これは、バッテリーの連続サイクルの鍵です。 電解質は川のようなもので、リチウムイオンは魚のようなものです。 川が乾いて魚が向こう側に行けない場合、リチウム電池は正常に動作しません。

電解質の美しさは、電子ではなくリチウムイオンのみを運ぶことであり、回路が接続されている場合にのみバッテリーが放電することを保証します。 同時に、電解質によると、リチウムイオンは規則正しく定義された方法で移動するため、電子は常に一方向に移動し、電流を生成します。

安定した正極と負極

電解質は電力を供給しませんが、重く、リチウムイオン電池に不可欠です。 では、なぜグラファイトに基づくネガティブなデータがもっとないのでしょうか？ 鉛筆の芯を作るために使用される材料であるグラファイトは、電子を提供する責任がありません。 「これは、充電時間が正しいことを確認するためです」と劉氏は言いました。