삼원 리튬 배터리 와 리튬인산철 배터리는 현재 신에너지 자동차에 널리 사용되는 두 가지 유형의 리튬 배터리입니다. 삼원계 리튬 배터리를 사용하는 차량의 사용 설명서에는 일상적으로 장거리를 운행하지 않는 경우 사용하지 말라고 안내하고 있습니다. 배터리가 완전히 충전되었지만 80%로 충전하는 것이 좋습니다.
리튬 인산철 모델의 사용 설명서에는 일주일에 한 번 배터리를 완전히 충전하는 것이 가장 좋다고 나와 있습니다. 둘 다 리튬 배터리인데 왜 그렇게 큰 차이가 있을까요? 이 기사에서는 이 주제에 대해 이야기하겠습니다.
목차
리튬 이온 배터리의 원리
전자의 방향성 운동이 전류를 형성합니다. 전류는 양극에서 음극으로 흐르지만 본질적으로 음극에서 양극으로 전자가 흐르는 것입니다. 그리고 자연의 많은 물질은 전자를 가지고 있으며, 이러한 전자의 움직임을 인위적으로 제어할 수 있다면 배터리를 만들 수 있습니다.
위 그림은 구리판, 아연판, 소금물을 이용해 전류를 생성할 수 있는 세계 최초의 배터리 구조입니다. 구체적인 원리는 알 수 없지만 방전이 가능한 이유는 본질적으로 전자의 이동이 일어나기 때문이라는 것은 확실히 짐작할 수 있습니다. 아연과 구리가 어떻게 전류를 생성하는지 살펴봅시다.
원자는 핵과 전자의 외피로 구성되어 있다는 것은 누구나 알고 있는 사실입니다. 아연은 가장 바깥쪽 껍질에 두 개의 전자를 가지고 있습니다. 아연은 매우 활동적이기 때문에 전자를 잃기 쉽습니다. 구리 원소 핵의 가장 바깥층에는 전자가 있습니다. 전자를 잃는 경향이 더 크지만 아연만큼 활동적이지 않으므로 구리는 아연보다 전자를 얻는 경향이 더 큽니다.
따라서 구리판과 아연판을 전선으로 연결하면 아연 원소의 외부 전자가 구리판 쪽으로 이동하여 전자의 방향 이동을 일으키고 전류를 생성합니다.
그러나 이러한 배터리는 여전히 사용할 수 없습니다. 아연은 전자를 잃고 양전하를 띤 아연 이온이 되기 때문에 양전하와 음전하가 서로 끌어당겨 전자가 구리 쪽으로 더 이상 이동하지 못하도록 합니다. 따라서 이 구조에서는 전류를 계속 생성할 수 없습니다.
그렇다면 안정적인 전류를 생성하려면 어떻게 해야 할까요? 정답은 전해질을 추가하는 것입니다. 아연 원자가 전자를 잃고 아연 이온을 생성할 때마다 아연 이온은 전해질로 들어가 전해질을 통해 구리로 흐르게 됩니다. 이렇게 하면 전자가 흡착되는 것을 방지하여 전자가 계속 흐르면서 전류를 생성할 수 있습니다.
이 배터리는 일회용이며 재충전할 수 없다는 점만 다릅니다. 리튬 배터리의 원리는 위와 동일하며 전자의 이동에 의존하여 전류를 생성합니다. 차이점은 리튬 배터리는 충전할 수 있다는 것입니다.
리튬 배터리의 음극은 삼원계 리튬 또는 리튬 인산철과 같은 리튬 화합물이고 양극은 흑연입니다. 충전하는 동안 음극의 전자는 전원 공급 장치의 양극 전압의 인력에 의해 외부 회로에서 양극으로 흐릅니다. 동시에 음극에서 생성된 리튬 이온은 전해질을 통해 양극의 흑연으로 들어갑니다.
이는 주로 양극 물질의 특성과 관련이 있습니다. 앞서 언급했듯이 리튬 배터리는 기본적으로 리튬 이온과 전자의 앞뒤 이동에 의존하여 전류를 생성하고 전기를 저장합니다. 충전 중에는 음극에서 전자와 리튬 이온이 방출되어 양극으로 이동합니다. 방전 중에는 리튬 이온과 전자가 양극에서 방출되어 음극으로 이동합니다.
충전 중에 리튬 이온이 음극으로 흐르고 방전 중에 음극이 여전히 리튬 이온의 위치를 유지하면 배터리 용량이 감소하기 어렵습니다. 충전 중에 리튬 이온이 음극으로 흐르지만 그 빈자리가 다른 물질로 채워지면 방전 중에 음극의 리튬 이온 중 일부가 갈 곳이 없어 배터리 용량이 저하됩니다.
삼원계 리튬 배터리의 음극 물질은 불안정하고 그 안에 있는 2가 니켈 이온과 리튬 이온의 직경이 비슷합니다. 충전할 때 리튬 이온은 모두 양극으로 이동합니다. 이때 일부 니켈 이온이 리튬 이온의 위치를 차지하여 배터리 용량이 감소할 수 있습니다.
따라서 배터리를 설계할 때 삼원계 리튬 배터리의 음극 재료의 수는 양극 재료보다 더 많습니다. 간단히 말해, 더 많은 리튬 이온과 리튬 이온을 저장할 수 있는 공간을 제공하여 용량의 안정성을 보장할 수 있습니다. 그러나 이것은 새로운 문제, 즉 양극이 충전 중에 배터리의 모든 리튬 이온을 수용 할 수있는 공간이 충분하지 않다는 새로운 문제를 가져옵니다.
충전할 때는 주의가 필요합니다. 양극에 리튬 이온이 가득 차면 충전을 제때 중단해야 합니다. 그렇지 않으면 리튬 이온이 양극 쪽으로 계속 이동하여 양극에 더 이상 리튬 이온을 수용할 공간이 없게 됩니다.
이때 리튬 이온이 결정화되어 수명에 영향을 미치거나 다이어프램을 뚫고 단락을 일으켜 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 매번 완전히 충전하지 않는 것이 이러한 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
LiFePO4 배터리를 정기적으로 완전히 충전해야 하는 이유는 무엇인가요?
배터리 전압은 배터리 관리 시스템이 배터리 팩 전력을 판단하는 중요한 기준이기 때문에 리튬 인산철 배터리의 작동 전압 범위는 특히 좁고 넓은 범위 내에서 용량에 따라 전압이 거의 변하지 않습니다.
예를 들어 배터리 전원이 30%와 60%일 때 전압은 동일할 수 있습니다. 이 기능은 배터리 관리 시스템을 미치게 만들며 전압으로 배터리 용량을 전혀 판단할 수 없습니다. 따라서 정기적으로 완전히 충전하고 배터리 관리 시스템이 전원을 보정하도록 해야 합니다.
또한 음극 재료 리튬 인산철 배터리는 매우 촘촘하게 배열되어 있어 안정성이 높지만 리튬 이온의 이동 속도가 제한되어 에너지 밀도가 낮습니다.
하지만 안정성이 높아 충전 중 리튬 이온이 음극으로 흐를 때 양극의 리튬 이온 자리를 다른 물질이 차지하지 않아 수명이 길고 삼원계 리튬 배터리처럼 과충전에도 민감하지 않습니다.
따라서 이륜 전기 자전거에서 차량이 충전할 때 어떤 종류의 배터리를 사용하는지 확인해야 합니다. 배터리 수명을 최대화하려면 사용 설명서를 주의 깊게 읽고 안내에 따라 배터리를 충전하는 것이 가장 좋습니다.
Lucky
안녕하세요, 저는 중국의 유명한 대학을 졸업하고 현재 주로 리튬 오토바이 배터리 및 배터리 교환 스테이션에 대한 기사 편집에 종사하고 있으며 다양한 산업을위한 배터리 교환 스테이션에 대한 서비스와 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고있는 Lucky입니다.
리튬 이온 배터리는 완전히 충전해야 하나요?
삼원 리튬 배터리 와 리튬인산철 배터리는 현재 신에너지 자동차에 널리 사용되는 두 가지 유형의 리튬 배터리입니다. 삼원계 리튬 배터리를 사용하는 차량의 사용 설명서에는 일상적으로 장거리를 운행하지 않는 경우 사용하지 말라고 안내하고 있습니다. 배터리가 완전히 충전되었지만 80%로 충전하는 것이 좋습니다.
리튬 인산철 모델의 사용 설명서에는 일주일에 한 번 배터리를 완전히 충전하는 것이 가장 좋다고 나와 있습니다. 둘 다 리튬 배터리인데 왜 그렇게 큰 차이가 있을까요? 이 기사에서는 이 주제에 대해 이야기하겠습니다.
리튬 이온 배터리의 원리
전자의 방향성 운동이 전류를 형성합니다. 전류는 양극에서 음극으로 흐르지만 본질적으로 음극에서 양극으로 전자가 흐르는 것입니다. 그리고 자연의 많은 물질은 전자를 가지고 있으며, 이러한 전자의 움직임을 인위적으로 제어할 수 있다면 배터리를 만들 수 있습니다.
위 그림은 구리판, 아연판, 소금물을 이용해 전류를 생성할 수 있는 세계 최초의 배터리 구조입니다. 구체적인 원리는 알 수 없지만 방전이 가능한 이유는 본질적으로 전자의 이동이 일어나기 때문이라는 것은 확실히 짐작할 수 있습니다. 아연과 구리가 어떻게 전류를 생성하는지 살펴봅시다.
원자는 핵과 전자의 외피로 구성되어 있다는 것은 누구나 알고 있는 사실입니다. 아연은 가장 바깥쪽 껍질에 두 개의 전자를 가지고 있습니다. 아연은 매우 활동적이기 때문에 전자를 잃기 쉽습니다. 구리 원소 핵의 가장 바깥층에는 전자가 있습니다. 전자를 잃는 경향이 더 크지만 아연만큼 활동적이지 않으므로 구리는 아연보다 전자를 얻는 경향이 더 큽니다.
따라서 구리판과 아연판을 전선으로 연결하면 아연 원소의 외부 전자가 구리판 쪽으로 이동하여 전자의 방향 이동을 일으키고 전류를 생성합니다.
그러나 이러한 배터리는 여전히 사용할 수 없습니다. 아연은 전자를 잃고 양전하를 띤 아연 이온이 되기 때문에 양전하와 음전하가 서로 끌어당겨 전자가 구리 쪽으로 더 이상 이동하지 못하도록 합니다. 따라서 이 구조에서는 전류를 계속 생성할 수 없습니다.
그렇다면 안정적인 전류를 생성하려면 어떻게 해야 할까요? 정답은 전해질을 추가하는 것입니다. 아연 원자가 전자를 잃고 아연 이온을 생성할 때마다 아연 이온은 전해질로 들어가 전해질을 통해 구리로 흐르게 됩니다. 이렇게 하면 전자가 흡착되는 것을 방지하여 전자가 계속 흐르면서 전류를 생성할 수 있습니다.
이 배터리는 일회용이며 재충전할 수 없다는 점만 다릅니다. 리튬 배터리의 원리는 위와 동일하며 전자의 이동에 의존하여 전류를 생성합니다. 차이점은 리튬 배터리는 충전할 수 있다는 것입니다.
리튬 배터리의 음극은 삼원계 리튬 또는 리튬 인산철과 같은 리튬 화합물이고 양극은 흑연입니다. 충전하는 동안 음극의 전자는 전원 공급 장치의 양극 전압의 인력에 의해 외부 회로에서 양극으로 흐릅니다. 동시에 음극에서 생성된 리튬 이온은 전해질을 통해 양극의 흑연으로 들어갑니다.
방전 중에 전자는 외부 회로를 통해 양극에서 음극으로 돌아가고 리튬 이온은 양극에서 음극으로 돌아갑니다. 리튬 이온 배터리 전해질. 이것이 바로 리튬 이온 배터리 충전 및 방전.
삼원계 리튬 배터리를 완전히 충전하지 않는 것이 권장되지 않는 이유는 무엇인가요?
이는 주로 양극 물질의 특성과 관련이 있습니다. 앞서 언급했듯이 리튬 배터리는 기본적으로 리튬 이온과 전자의 앞뒤 이동에 의존하여 전류를 생성하고 전기를 저장합니다. 충전 중에는 음극에서 전자와 리튬 이온이 방출되어 양극으로 이동합니다. 방전 중에는 리튬 이온과 전자가 양극에서 방출되어 음극으로 이동합니다.
충전 중에 리튬 이온이 음극으로 흐르고 방전 중에 음극이 여전히 리튬 이온의 위치를 유지하면 배터리 용량이 감소하기 어렵습니다. 충전 중에 리튬 이온이 음극으로 흐르지만 그 빈자리가 다른 물질로 채워지면 방전 중에 음극의 리튬 이온 중 일부가 갈 곳이 없어 배터리 용량이 저하됩니다.
삼원계 리튬 배터리의 음극 물질은 불안정하고 그 안에 있는 2가 니켈 이온과 리튬 이온의 직경이 비슷합니다. 충전할 때 리튬 이온은 모두 양극으로 이동합니다. 이때 일부 니켈 이온이 리튬 이온의 위치를 차지하여 배터리 용량이 감소할 수 있습니다.
따라서 배터리를 설계할 때 삼원계 리튬 배터리의 음극 재료의 수는 양극 재료보다 더 많습니다. 간단히 말해, 더 많은 리튬 이온과 리튬 이온을 저장할 수 있는 공간을 제공하여 용량의 안정성을 보장할 수 있습니다. 그러나 이것은 새로운 문제, 즉 양극이 충전 중에 배터리의 모든 리튬 이온을 수용 할 수있는 공간이 충분하지 않다는 새로운 문제를 가져옵니다.
충전할 때는 주의가 필요합니다. 양극에 리튬 이온이 가득 차면 충전을 제때 중단해야 합니다. 그렇지 않으면 리튬 이온이 양극 쪽으로 계속 이동하여 양극에 더 이상 리튬 이온을 수용할 공간이 없게 됩니다.
이때 리튬 이온이 결정화되어 수명에 영향을 미치거나 다이어프램을 뚫고 단락을 일으켜 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 매번 완전히 충전하지 않는 것이 이러한 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
LiFePO4 배터리를 정기적으로 완전히 충전해야 하는 이유는 무엇인가요?
배터리 전압은 배터리 관리 시스템이 배터리 팩 전력을 판단하는 중요한 기준이기 때문에 리튬 인산철 배터리의 작동 전압 범위는 특히 좁고 넓은 범위 내에서 용량에 따라 전압이 거의 변하지 않습니다.
예를 들어 배터리 전원이 30%와 60%일 때 전압은 동일할 수 있습니다. 이 기능은 배터리 관리 시스템을 미치게 만들며 전압으로 배터리 용량을 전혀 판단할 수 없습니다. 따라서 정기적으로 완전히 충전하고 배터리 관리 시스템이 전원을 보정하도록 해야 합니다.
또한 음극 재료 리튬 인산철 배터리는 매우 촘촘하게 배열되어 있어 안정성이 높지만 리튬 이온의 이동 속도가 제한되어 에너지 밀도가 낮습니다.
하지만 안정성이 높아 충전 중 리튬 이온이 음극으로 흐를 때 양극의 리튬 이온 자리를 다른 물질이 차지하지 않아 수명이 길고 삼원계 리튬 배터리처럼 과충전에도 민감하지 않습니다.
따라서 이륜 전기 자전거에서 차량이 충전할 때 어떤 종류의 배터리를 사용하는지 확인해야 합니다. 배터리 수명을 최대화하려면 사용 설명서를 주의 깊게 읽고 안내에 따라 배터리를 충전하는 것이 가장 좋습니다.