리튬전지는 리튬금속 또는 리튬합금을 음극재로 사용하고 비수계 전해액을 사용하는 전지의 일종이다. 최초의 리튬 배터리는 위대한 발명가 에디슨에게서 나왔습니다.
리튬 금속의 반응성이 높은 화학적 특성으로 인해 리튬 금속의 가공, 보존 및 사용에는 높은 환경 요구 사항이 있습니다. 그래서 오랫동안 리튬 배터리를 적용하지 않았습니다.
20세기 마이크로 전자공학 기술의 발달로 소형화 기기의 수가 증가하고 전원 공급 장치에 대한 수요가 높아지고 있습니다. 이후 리튬 배터리는 대규모 실용화 단계에 접어들었습니다.
그것은 심장 박동기에 처음 적용되었습니다. 리튬 배터리의 자체 방전율이 매우 낮기 때문에 방전 전압이 완만합니다. 장기간 사용을 위해 심박조율기를 인체에 이식할 수 있습니다.
리튬 배터리는 일반적으로 공칭 전압이 3.0볼트보다 높기 때문에 통합 회로 전원 공급 장치로 사용하기에 더 적합합니다. 이산화망간 배터리는 컴퓨터, 계산기, 카메라 및 시계에 널리 사용됩니다.
더 나은 성능을 가진 품종을 개발하기 위해 사람들은 다양한 재료에 대한 연구를 수행했습니다. 따라서 전례 없는 제품을 만듭니다. 예를 들어, 리튬 이산화황 배터리와 리튬 아황산염 염화물 배터리는 매우 독특한 특성을 가지고 있습니다. 이들의 양극 활물질은 전해질용 용매이기도 하다. 이 구조는 비수성 전기화학 시스템에서만 나타납니다. 따라서 리튬 전지에 대한 연구는 비수성 시스템에서 전기화학 이론의 개발도 촉진했습니다. 다양한 비수계 용매를 사용하는 것 외에도 고분자 박막 전지에 대한 연구도 진행되고 있다.
1. 리튬 이온 배터리
리튬 이온 배터리는 현재 액체 리튬 이온 배터리(LIB)와 폴리머 리튬 이온 배터리(PLB)의 두 가지 범주로 나뉩니다. 그 중 액상 리튬이온 전지는 리튬(Li)과 화합물을 양극과 음극으로 내장한 이차전지를 말한다. 양극은 리튬 화합물인 LiCoO2 또는 LiMn2O4를 사용하고, 음극은 리튬 탄소 중간막 화합물을 사용한다. 리튬 이온 배터리는 높은 작동 전압, 작은 크기, 가벼운 무게, 높은 에너지, 메모리 효과 없음, 무공해, 작은 자체 방전 및 긴 수명으로 인해 21세기 개발에 이상적인 에너지원입니다.
2. 리튬 이온 배터리 개발의 간략한 역사
리튬 배터리와 리튬 이온 배터리는 20세기에 성공적으로 개발된 새로운 유형의 고에너지 배터리입니다. 이러한 유형의 배터리의 음극은 리튬 금속이고 양극은 MnO2, SOCL2, (CFx)n으로 구성됩니다. 1970년대에는 실용화에 들어갔다. 높은 에너지, 높은 배터리 전압, 넓은 작동 온도 범위 및 긴 저장 수명과 같은 장점으로 인해 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 카메라, 카메라 등과 같은 군사 및 민간 소형 전기 제품에 널리 사용되어 부분적으로 기존 배터리를 대체합니다.
3. 리튬이온전지의 발전 전망
리튬이온 전지는 특유의 성능상의 이점으로 인해 노트북, 카메라, 이동통신 등의 휴대용 기기에 널리 사용되고 있다. 현재 개발 중인 고용량 리튬이온 전지는 전기자동차에 시범 사용되기 시작했으며 21세기 전기자동차의 주요 동력원 중 하나로 기대되며 인공위성, 항공우주, 에너지 저장장치 등에 적용될 예정이다.
4. 전지의 기본 성능
(1) 배터리의 개방 회로 전압
(2) 전지의 내부저항
(3) 배터리의 작동 전압
(4) 충전 전압
충전전압이란 충전시 외부 전원에 의해 2차전지 양단에 인가되는 전압을 말한다. 기본적인 충전 방법에는 정전류 충전과 정전압 충전이 있다. 일반적으로 충전 과정에서 충전 전류가 일정한 것이 특징인 정전류 충전이 사용된다. 충전이 진행됨에 따라 활성 물질이 복원되고 전극 반응 영역이 계속 축소되며 모터의 분극이 점차 증가합니다.
(5) 배터리 용량
배터리 용량은 배터리에서 얻은 전기량을 말하며 일반적으로 C로 표시되며 Ah 또는 mAh 단위로 표시됩니다. 용량은 배터리 전기 성능의 중요한 지표입니다. 배터리의 용량은 일반적으로 이론 용량, 실제 용량 및 정격 용량으로 구분됩니다.
배터리의 용량은 전극의 용량에 의해 결정됩니다. 전극의 용량이 같지 않으면 전지의 용량은 용량이 작은 전극에 의존하지만 결코 양극과 음극의 용량의 합이 아니다.
(6) 배터리의 저장 성능 및 수명
화학 동력원의 주요 특징 중 하나는 사용 중 전기 에너지를 방출하고 사용하지 않을 때 전기 에너지를 저장하는 능력입니다. 소위 저장 성능은 이차 전지의 충전 및 유지 용량을 의미합니다.
2차 전지의 경우 수명은 전지의 성능을 측정하는 중요한 매개변수입니다. 2차 전지는 1회 충전과 방전 후의 사이클을 말합니다. 일정한 충방전 시스템 하에서 배터리가 일정 값에 도달하기까지 충방전을 견딜 수 있는 횟수를 이차전지의 서비스 사이클이라고 합니다. 리튬 이온 배터리는 저장 성능이 우수하고 수명이 깁니다.