リチウム電池または鉛

100 年以上にわたり、ほとんどの充電式電池には鉛と硫酸が使用されており、1859 年にガストン プランテによって初めて発明されました。 そして 1970 年には、50% 軽量でメモリー効果がなく、サイクル寿命が最大 10 倍で、最も高い放電率でもほぼすべての定格容量を発揮できるリチウム電池が登場しました。

しかし、最高のリチウム電池にも欠点はある、とエムリス・バレル氏は書いています。 1 つ目はコストであり、同等の出力の鉛蓄電池の価格の最大 4 倍であり、2 つ目は安全性です。 リチウムは反応性の高い金属であり、電池が損傷した場合には水、さらには大気中の水分と激しく反応し、発火した場合に水を使って消火すると状況が悪化するだけです。

リチウム化合物を使用すると、火災の危険性は大幅に軽減されますが、排除されるわけではありません。 コバルト酸リチウム (LiCoO2) はエネルギー密度が高いですが、特に損傷した場合には安全上のリスクが大きくなります。 エネルギーは低いが安全な化合物には、マンガン酸化リチウム (LiMn2O4) やリン酸鉄リチウム (LiFePO4) などがあります。

後者は中程度の性能の電池に選ばれる材料となっており、当社のリチウム電池グループテストのすべてのユニットを占めています。

実際のバッテリーは複数の基本セルのパックで構成されており、サイズや形状は大幅に異なる場合があります。 それらは角柱として知られる平らな形式である場合があり、その場合、バッテリーは合計 4 つしか搭載できない可能性があります。 あるいは、アノードとカソードのストリップを間にセパレータを挟んで一緒に巻いた「スイスロール」形式の円筒形にすることもできます。

これらの円筒形セルは、18650 サイズの単三電池とほぼ同じサイズであるため、テスラ車で使用されている 85kW パックには、少なくとも 7,104 個のこれらのセルが搭載されています。

リチウムイオンセルの公称電圧は 3.2V です。つまり、これらのセルの 4 の倍数により、公称電圧が 12.8V のバッテリが得られます。これは、2.1V のセルが 6 つある鉛蓄電池とほぼ同等です。電圧は12.6Vです。 これにより、リチウム電池を鉛蓄電池に直接交換することができます。

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リチウム電池の期待寿命を維持し、安全性を維持するには、最大電流で特定の電圧以下で放電せず、セルが等しい電圧に保たれることが重要です。 また、充電電流と電圧は特定の値を超えてはなりません。 自動車の大型バッテリー パックの場合、専用に設計されたバッテリー充電器だけでなく、別個の高度な電子バッテリー管理システムが必要でした。

現在の新しい船舶用リチウム電池の画期的な点は、すべての電池がケース内または単純なプラグインデバイスとして統合された電池管理システムを備えており、その結果、既存の充電器で充電できることです。

唯一の条件は、充電器が最大 14.4 V の電圧を供給する必要があること (通常はゲル鉛酸設定) です。 ただし、一部のサプライヤーは、バッテリーの最大容量を確保したい場合は、特定のリチウム設定の充電器を使用する必要があると示唆しており、一部のサプライヤーは私たちに充電器を供給しました。

または、バッテリーがエンジン駆動のオルタネーターを備えたボートまたはキャンピングカーに搭載されている場合は、エンジン始動用バッテリーとリチウムサービスバッテリーの間にバッテリー対バッテリー充電器を取り付けて、両方のバッテリーを保護しながら最大の充電速度を提供することをお勧めします。オルタネーターとバッテリーが過電流から保護されます。

バッテリー管理システム (BMS) は、すべてのリチウム バッテリーおよびバッテリー パックの重要なコンポーネントです。 電圧が特定の事前設定レベル（通常は 9.0V ～ 10.0V の間）を下回るか、電流が高すぎる場合、BMS は内部リレーをオフにし、電流が停止します。

この問題が発生した場合、一部のメーカーでは充電電圧が印加されるまでバッテリーのスイッチを永久にオフにしたままにしますが、他のメーカーでは負荷が切断された後、数秒後にバッテリーをリセットできるようにしています。

BMS はバッテリー内の個々のセルのバランスも調整します。つまり、すべての電圧を同じレベルにします。 これは長生きするために重要です。 また、輸送時には端子間の電圧も遮断されます。

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