Składbateria litowa

Skład materiałowy baterii litowych obejmuje głównie materiały elektrod dodatnich, materiały elektrod ujemnych, separatory, elektrolity i obudowy.

1. Wśród materiałów elektrod dodatnich, najczęściej stosowanymi materiałami są kobaltan litu, manganian litu, fosforan litowo-żelazowy oraz materiały trójskładnikowe (polimery niklu, kobaltu i manganu). Materiał elektrody dodatniej stanowi znaczną część (stosunek masowy materiałów elektrody dodatniej do ujemnej wynosi 3:1–4:1), ponieważ wydajność materiału elektrody dodatniej bezpośrednio wpływa na wydajność akumulatora litowo-jonowego, a jego koszt również bezpośrednio determinuje koszt akumulatora.
2. Wśród materiałów elektrod ujemnych, grafit naturalny i sztuczny są obecnie głównymi materiałami elektrod ujemnych. Badane materiały anodowe obejmują azotki, kwas poliasparaginowy, tlenki na bazie cyny, stopy cyny, materiały nanoanodowe i inne związki międzymetaliczne. Jako jeden z czterech głównych materiałów baterii litowych, materiały elektrod ujemnych odgrywają ważną rolę w poprawie pojemności baterii i wydajności cyklu, będąc kluczowym elementem branży baterii litowych.
3. Materiały membranowe dostępne na rynku to głównie membrany poliolefinowe, wykonane głównie z polietylenu i polipropylenu. Separator jest jednym z kluczowych elementów wewnętrznych separatora baterii litowej. Wydajność separatora determinuje strukturę interfejsu i rezystancję wewnętrzną akumulatora, co bezpośrednio wpływa na pojemność, cykle i bezpieczeństwo akumulatora. Separator o doskonałych parametrach odgrywa istotną rolę w poprawie ogólnej wydajności akumulatora.
4. Elektrolit jest zazwyczaj wykonany z wysokiej czystości rozpuszczalników organicznych, soli litowych, niezbędnych dodatków i innych surowców w określonych proporcjach i pod określonymi warunkami. Elektrolit przewodzi jony między dodatnimi i ujemnymi elektrodami akumulatora litowego, co gwarantuje wysokie napięcie i wysoką energię właściwą akumulatora litowo-jonowego.
5. Obudowa akumulatora: dzieli się na obudowę stalową, obudowę aluminiową, obudowę z niklowanego żelaza (do akumulatorów cylindrycznych), folię aluminiowo-plastikową (miękkie opakowanie) itp., a także pokrywkę akumulatora, która jest jednocześnie dodatnim i ujemnym zaciskiem akumulatora.
6. Zasada działania baterii
7. Podczas ładowania akumulatora jony litu powstają na elektrodzie dodatniej akumulatora, a następnie przemieszczają się do elektrody ujemnej poprzez elektrolit. Struktura węglowa elektrody ujemnej ma wiele porów, a jony litu docierające do elektrody ujemnej są osadzone w mikroporach warstwy węglowej. Im więcej jonów litu jest osadzonych, tym wyższa będzie pojemność ładowania. Podczas rozładowywania akumulatora jony litu osadzone w warstwie węglowej elektrody ujemnej wydostają się i wracają do elektrody dodatniej. Im więcej jonów litu powraca do elektrody dodatniej, tym wyższa będzie pojemność rozładowania. Ogólnie rzecz biorąc, pojemność rozładowania odnosi się do pojemności rozładowania. Podczas ładowania i rozładowywania akumulatora litowego jony litu przemieszczają się od elektrody dodatniej do ujemnej. Jeśli porównamy obraz akumulatora litowego do bujanego fotela, dwa końce bujanego fotela to dodatnia i ujemna elektroda akumulatora, a jony litu przypominają sportowców biegających tam i z powrotem między dwoma końcami bujanego fotela. Dlatego baterie litowe nazywane są także bateriami do foteli bujanych.