カソード材料のさまざまな種類は何ですか？

cathode信頼性の高いリチウムイオン電池を製造する場合、カソード材料は通常、制限要因です。充電式のバッテリーが増え続ける使用により、科学者は高出力と安全な動作を組み合わせたカソード材料を探し続けています。アプリケーションに応じて、さまざまな材料が使用されています。消費者用家電用のバッテリーは、主要なカソード材料としてコバルト酸化物を長い間使用しており、鉄リン酸塩は電気自動車のバッテリーを需要があります。反応は、関連する材料の間で相変化を引き起こしません。ガス、液体、固体の段階間の材料を変更するために必要な余分なエネルギーにより、このような変化を伴うバッテリーを設計することは非現実的です。充電式リチウム電池の初期バージョンは、華氏842度（摂氏450度）である溶融塩に囲まれたカソードとして溶融硫黄を使用しました。これらのバッテリーは高出力を提供する可能性がありますが、液体材料を分離したままにすることはあまりにも問題でした。研究者は、硫黄をカソード材料として使用する実用的な方法を探しています。バッテリーが機能するためには、カソードは他の電極であるアノードに対して強力な電荷を持つ必要があります。これには、酸素含有量が高い物質が必要です。このような材料は、特にバッテリー内で起こる化学反応にしばしば関連する熱と組み合わせると、非常に可燃性が潜在的に非常に可燃性です。

これが、カソードの硫黄化合物に関心のある理由の1つです。硫黄には、揮発性のない酸素電気性があります。硫黄化合物の問題は、それらの化学反応により、2つの電極を分離する電解質材料に溶解する副産物が残るため、寿命が短いカソードを生成することです。溶融硫黄を使用するという考えをあきらめた研究者。これらの化合物の中で最も軽いディスルフィドチタンは、この10年間に一般的に使用されていました。1980年頃に酸化リチウムコバルトに置き換えられ、最初に真に成功したリチウムイオンバッテリーを生成しました。cobalt酸化コバルトは、市場の支配的なカソード材料であり、携帯電話やラップトップコンピューターの充電式バッテリーで一般的に使用されています。心臓除細動器などの医療機器では、酸化銀はカソードに一般的に使用されています。このタイプのバッテリーには、化学反応の副産物として銀があり、これによりバッテリーの伝導性が向上します。この理由の1つは、これらの化合物から作られたカソードを備えたバッテリーがわずか10分で迅速に充電できるためです。ニッケレートで作られたカソードを持つ細胞は、エネルギー密度が最も高くなっています。この高エネルギー密度は、リン酸鉄やリチウムのチタン酸リチウムほど安全ではないことを意味します。