Η σύνθεση τουμπαταρία λιθίου

Η σύνθεση των υλικών των μπαταριών λιθίου περιλαμβάνει κυρίως υλικά θετικών ηλεκτροδίων, υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων, διαχωριστές, ηλεκτρολύτες και περιβλήματα.

1. Μεταξύ των υλικών θετικών ηλεκτροδίων, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά είναι το κοβαλτικό λίθιο, το μαγγανικό λίθιο, το φωσφορικό λίθιο σιδήρου και τα τριαδικά υλικά (πολυμερή νικελίου, κοβαλτίου και μαγγανίου). Το υλικό θετικού ηλεκτροδίου αντιπροσωπεύει ένα μεγάλο ποσοστό (η αναλογία μάζας των υλικών θετικού και αρνητικού ηλεκτροδίου είναι 3:1~4:1), επειδή η απόδοση του υλικού θετικού ηλεκτροδίου επηρεάζει άμεσα την απόδοση της μπαταρίας ιόντων λιθίου και το κόστος του καθορίζει επίσης άμεσα το κόστος της μπαταρίας.
2. Μεταξύ των υλικών αρνητικών ηλεκτροδίων, ο φυσικός γραφίτης και ο τεχνητός γραφίτης είναι επί του παρόντος τα κύρια υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων. Τα υλικά ανόδου που διερευνώνται περιλαμβάνουν νιτρίδια, πολυασπαρτικό οξύ, οξείδια με βάση τον κασσίτερο, κράματα κασσιτέρου, νανοανοδικά υλικά και άλλες διαμεταλλικές ενώσεις. Ως ένα από τα τέσσερα κύρια υλικά των μπαταριών λιθίου, τα υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων παίζουν σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της χωρητικότητας και της απόδοσης του κύκλου ζωής των μπαταριών λιθίου και βρίσκονται στον πυρήνα των μεσαίων κλάδων της βιομηχανίας μπαταριών λιθίου.
3. Τα υλικά διαφράγματος που προσανατολίζονται στην αγορά είναι κυρίως διαφράγματα πολυολεφίνης, τα οποία κατασκευάζονται κυρίως από πολυαιθυλένιο και πολυπροπυλένιο. Στη δομή του διαχωριστή μπαταριών λιθίου, ο διαχωριστής είναι ένα από τα βασικά εσωτερικά εξαρτήματα. Η απόδοση του διαχωριστή καθορίζει τη δομή διεπαφής και την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας, η οποία επηρεάζει άμεσα τη χωρητικότητα, τον κύκλο ζωής και την απόδοση ασφαλείας της μπαταρίας. Ένας διαχωριστής με εξαιρετική απόδοση παίζει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της συνολικής απόδοσης της μπαταρίας.
4. Ο ηλεκτρολύτης αποτελείται γενικά από οργανικούς διαλύτες υψηλής καθαρότητας, άλατα λιθίου ηλεκτρολυτών, απαραίτητα πρόσθετα και άλλες πρώτες ύλες σε μια ορισμένη αναλογία υπό ορισμένες συνθήκες. Ο ηλεκτρολύτης παίζει τον ρόλο της αγωγιμότητας ιόντων μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων της μπαταρίας λιθίου, γεγονός που αποτελεί εγγύηση για υψηλή τάση και υψηλή ειδική ενέργεια της μπαταρίας ιόντων λιθίου.
5. Περίβλημα μπαταρίας: χωρίζεται σε χαλύβδινο περίβλημα, περίβλημα αλουμινίου, περίβλημα από νικέλιο (για κυλινδρικές μπαταρίες), μεμβράνη αλουμινίου-πλαστικού (μαλακή συσκευασία) κ.λπ., καθώς και το καπάκι της μπαταρίας, το οποίο είναι επίσης οι θετικοί και αρνητικοί ακροδέκτες της μπαταρίας
6. Η αρχή λειτουργίας της μπαταρίας
7. Όταν η μπαταρία φορτίζεται, παράγονται ιόντα λιθίου στο θετικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας και τα παραγόμενα ιόντα λιθίου μετακινούνται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη. Η δομή άνθρακα του αρνητικού ηλεκτροδίου έχει πολλούς πόρους και τα ιόντα λιθίου που φτάνουν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι ενσωματωμένα στους μικροπόρους του στρώματος άνθρακα. Όσο περισσότερα ιόντα λιθίου είναι ενσωματωμένα, τόσο υψηλότερη θα είναι η χωρητικότητα φόρτισης. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, τα ιόντα λιθίου που είναι ενσωματωμένα στο στρώμα άνθρακα του αρνητικού ηλεκτροδίου εξέρχονται και επιστρέφουν στο θετικό ηλεκτρόδιο. Όσο περισσότερα ιόντα λιθίου επιστρέφουν στο θετικό ηλεκτρόδιο, τόσο υψηλότερη είναι η χωρητικότητα εκφόρτισης. Γενικά, η χωρητικότητα εκφόρτισης αναφέρεται στην χωρητικότητα εκφόρτισης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης μιας μπαταρίας λιθίου, τα ιόντα λιθίου βρίσκονται σε κατάσταση κίνησης από το θετικό ηλεκτρόδιο στο αρνητικό ηλεκτρόδιο. Εάν η εικόνα μιας μπαταρίας λιθίου συγκριθεί με μια κουνιστή καρέκλα, τα δύο άκρα της κουνιστής καρέκλας είναι τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια της μπαταρίας και τα ιόντα λιθίου είναι σαν αθλητές, που τρέχουν μπρος-πίσω μεταξύ των δύο άκρων της κουνιστής καρέκλας. Έτσι, οι μπαταρίες λιθίου ονομάζονται επίσης μπαταρίες κουνιστής καρέκλας.