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Jul 09, 2023

Lander Lab #5: リチウムポリマー電池

Kevin Hardy は、スクリップスでのキャリアを経て、Global Ocean Design を設立しました... 2022 年 12 月 28 日 オーシャン ランダーズのテクノロジー、戦略、および使用に関するコラム

Kevin Hardy は、Scripps でのキャリアを経て、Global Ocean Design を設立しました。

2022年12月28日

オーシャンランダーの技術、戦略、利用に関するコラム

リチウムポリマー電池は、ポータブル電源として安全かつ堅牢なオプションを提供します。 私たちが共同して経験を積むにつれて、アプリケーションのパラメータは洗練され、定義され、改善されてきました。 日常生活のどこにでも存在しますが、その受け入れは困難な過去を完全に超えたわけではありません。現在、LiPo は有人宇宙船 Space-X で飛行し、国際宇宙ステーションにも設置されています。 世界の自動車産業は、パソコンや携帯電話産業に続く新たな電池の開発により、劇的な変化を迎えています。 テスラ パワーウォールは、LiPo のスタックを使用しており、送電網がダウンしたときに家庭が送電網から切り離されることを可能にします。 WHOI の DSV ALVIN、ジェームズ キャメロンの DSV DEEP SEA CHALLENGER、および Triton Submarine の TRITON 36,000/2 (DSV Limiting Factor) 潜水艇は、圧力補償された LiPo バッテリー モジュールによって電力を供給されています。 2019年と2020年に、日本は2隻の新型ディーゼル電気潜水艦、たいげい（「大鯨」）ととうりゅう（「闘龍」）を進水させた。これらの潜水艦はリチウムイオン電池を搭載しており、潜水艦をより長時間静かに航行できるようになっている。

サンディエゴ動物園のさまざまな動物と同様に、LiPo は鉛酸やアルカリ電池とは単に異なるものであることを認識することが重要です。 彼らには独自の特徴的な行動があります。 私も勉強を始めたとき、そしてその後 LiPos を使って実践的に学び始めたとき、多少の不安を感じたことを認めます。 私は、他のものから6フィート離れた小さなコンクリートブロックバンカー内のコンクリートの床に、耐火性の充電バッグにLiPoバッテリーを入れて出発しました。 私は蓋用の粘土製排水パンを備えた大きな粘土製の植木鉢に移しました。 温度と電圧を監視しました。 読めるものはすべて読みました。 私は有望な見込み客を追跡しました。 それはドリームワークスの「ヒックとドラゴン」でした。 知る必要があったのです。 他の多くの人がすでに使用しているテクノロジーを私が理解し始めたとき、安全性は依然として最優先でした。

私は現在、海上のさまざまな用途で LiPos を数年間使用してきました。 学べば学ぶほど、より多くの成功が得られ、より多くの可能性が生まれます。 私は彼らのエネルギー密度だけでなく、仕事に取り組む意欲も尊敬しています。LiPo セルの基礎とその応用について説明した膨大な量の研究があります。 この記事ではその一部を引用します。

簡単に言えば、LiPo には常にふさわしい敬意を持って接してください。 業界が推奨する動作パラメータの範囲内にとどまることが重要です。 週末の RC 愛好家たちの恐ろしい話の原因の一部は、エンドユーザーが数分間の飛行時間を獲得するために規定の範囲を逸脱したり、推奨最大レートを超えて急速充電してもう 1 回飛行させようとしたりしたことにあると考えられます。 場合によっては、安い価格で手に入れたひどいバッテリーであることもあります。 場合によっては、バッテリーを適切に保護および維持するための適切なデバイスが存在しないこともあります。Li-ion および LiPo バッテリーの基本

リチウムイオン電池とリチウムポリマー電池は、同様の化学的性質を持つ再充電可能な二次電池です。 これらは同じ高出力アプリケーションに使用できます。 これらは、電解質とパッケージングの違いによって区別されます。

リチウムイオンおよびリチウムポリマーは、充電不可能な一次リチウム電池とはまったく異なります。 まず、リチウムポリマーは電極に金属リチウムではなく、挿入リチウム化合物を使用しているため、より安定しています。 また、水にさらされても危険ではありません。リチウムイオン電池は液体電解質を使用し、円筒形のステンレス鋼のハウジングに収められています。 よく知られている 18650 セルがその一例です。

リチウムポリマー (LiPo) セルはゲル化した電解質を使用しており、柔らかいプラスチックのポーチ内に真空密封されています。 これは「プリズムセル」として知られています。 LiPo の化学的性質はいくつかありますが、角形パックで最も一般的なのはコバルト酸化リチウムです。 化学的性質は、そのバッテリーの MSDS に指定されています。 角柱状セルのスタックは、軽量の用途のためにシュリンクラップを使用して一緒に結合することもできますし、耐突き刺し性を提供するために射出成形された硬質プラスチックケースの内側に結合することもできます。