リチウムポリマーバッテリーの利点と欠点
リチウムイオンバッテリー、通称Li-ionバッテリーは、充電可能な二次電池の一種で、リチウムイオンが放電時にアノードからカソードへ、充電時にはその逆に移動するセルで構成されています。リチウムイオンポリマー(LiPo)バッテリーは、液体電解質の代わりにポリマー電解質を使用するLi-ionバッテリーの一種です。LiPoバッテリーは、高い導電性を持つゲルポリマーを電解質として使用します。
リチウムポリマーセルは、リチウムイオンおよびリチウム金属バッテリーから進化してきました。リチウムイオンとLi-polの主な違いは、液体のリチウム塩電解質(LiPF6など)を有機溶剤に保持する代わりに、固体ポリマー電解質(SPE)を使用することです。SPEには、ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリビニリデンフルオライド(PVdF)などがあります。LiPoは、他のリチウムバッテリーよりも高い比エネルギーを提供し、重量が重要な要素であるモバイルデバイス、ドローン、一部の電気自動車などのシステムでよく使用されています。
リチウムポリマーバッテリーの利点
- 高いCレート:充電可能なセルは、一次セルよりも優れた電力出力能力を持ち、高電力アプリケーションに使用されます。
- 高いセル電圧:リチウムイオンバッテリーは、3〜5ボルトの高い作動電圧を持ち、同等の電力を低い電流で運用でき、一回の充電で長持ちします。
- 高いエネルギー密度:リチウムイオンバッテリーは軽量でコンパクトであり、NCAの使用可能な充電容量は約180〜200mAh/gです。
- メモリ効果がない:リチウムイオンバッテリーは、NiCdや古いNiMHバッテリーのようなメモリ効果を示さず、最大5年の長寿命を持っています。
- 低自己放電:リチウムイオン充電式バッテリーの自己放電率は、通常メーカーによって1.5〜2% / 月とされています。
リチウムポリマーバッテリーの欠点
- バッテリー価格:再充電可能なバッテリーは、初期コストが一次バッテリーよりも高いです。
- 自己放電:低消費電力アプリケーションでは、サービス寿命がより重要であり、充電式バッテリーの自己放電特性は、主要なエネルギー源として使用するのに適していません。
- バッテリーマネジメントシステムが必要:リチウムイオンバッテリーは、過充電および深放電保護を確保するためのモニタリングエレクトロニクスを使用します。
- 熱管理システムが必要:特に高電流で充放電される際、バッテリーは熱を発生します。電気自動車などで使用される大型バッテリーパックには、通常、15°C(59°F)から35°C(95°F)の間の温度を維持する熱管理システムが備わっています。
- 高いコスト:一般的に、リチウムイオンバッテリーの製造コストはNiMHセルよりも約40%高いです。