Литий-ионды батареяның құрамы

Литий-ионды батареяның құрамы және қайта өңделуі

Theлитий-ионды батареяЭлектролиттен, сепаратордан, катодтан және анодтан және корпустан тұрады.

Электролитлитий-ионды батареяда гель немесе полимер немесе гель мен полимер қоспасы болуы мүмкін.

Ли-ионды аккумуляторлардағы электролит батареядағы иондарды тасымалдау үшін орта ретінде әрекет етеді.Ол әдетте литий тұздары мен органикалық еріткіштерден тұрады.Электролит литий-ионды аккумулятордың оң және теріс электродтары арасындағы иондарды тасымалдауда маңызды рөл атқарады, бұл батареяның жоғары кернеу мен жоғары энергия тығыздығына қол жеткізуін қамтамасыз етеді.Электролит әдетте жоғары таза органикалық еріткіштерден, литий электролит тұздарынан және арнайы шарттарда нақты пропорцияда мұқият біріктірілген қажетті қоспалардан тұрады.

Катодты материалЛитий-иондық аккумулятордың түрлері:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Катодты материалдар бүкіл аккумулятордың 30%-дан астам шығынын құрайды.

Анодлитий-ионды батареяның құрамында

Сонда литий-ионды аккумулятордың аноды бүкіл аккумулятордың шамамен 5-10 пайыздық шығындарынан тұрады.Көміртегі негізіндегі анодтық материалдар литий-ионды батареялар үшін жиі қолданылатын анодтық материал болып табылады.Дәстүрлі металл литий анодымен салыстырғанда ол жоғары қауіпсіздік пен тұрақтылыққа ие.Көміртегі негізіндегі анодтық материалдар негізінен табиғи және жасанды графиттен, көміртекті талшықтан және басқа материалдардан алынады.Олардың ішінде графит негізгі материал болып табылады, оның меншікті беті және электр өткізгіштігі жоғары, ал көміртекті материалдар да жақсы химиялық тұрақтылыққа және қайта өңдеуге қабілетті.Дегенмен, көміртегі негізіндегі теріс электродтық материалдардың сыйымдылығы салыстырмалы түрде төмен, бұл кейбір қосымшалардың жоғары қуаттылыққа қойылатын талаптарын қанағаттандыра алмайды.Сондықтан қазіргі уақытта көміртегі негізіндегі теріс электродтық материалдардың сыйымдылығы мен циклінің қызмет ету мерзімін одан әрі жақсартуға үміттенетін жаңа көміртекті материалдар мен композиттік материалдар бойынша кейбір зерттеулер бар.

Онда әлі де кремний-көміртекті теріс электрод материалы бар.Кремний (Si) материалы: Дәстүрлі көміртекті теріс электродтармен салыстырғанда, кремний теріс электродтардың меншікті сыйымдылығы мен энергия тығыздығы жоғары.Дегенмен, кремний материалының кеңею жылдамдығы үлкен болғандықтан, электродтың көлемінің кеңеюіне себеп болуы оңай, осылайша батареяның қызмет ету мерзімі қысқарады.

Бөлгішлитий-ионды аккумулятор батареясының өнімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз етудің маңызды бөлігі болып табылады.Сепаратордың негізгі қызметі оң және теріс электродтарды бөлу болып табылады, сонымен бірге ол иондардың қозғалысы үшін арнаны құра алады және қажетті электролитті сақтай алады.Литий-ионды батарея сепараторының өнімділігі мен қатысты параметрлері төмендегідей енгізілген:

1. Химиялық тұрақтылық: диафрагма органикалық еріткіш жағдайында тамаша химиялық тұрақтылыққа, жақсы коррозияға төзімділікке және қартаюға төзімділікке ие болуы керек және жоғары температура мен жоғары ылғалдылық сияқты қатал жағдайларда тұрақты өнімділікті сақтай алады.

2. Механикалық беріктік: Сепаратор құрастыру немесе пайдалану кезінде зақымдануды болдырмау үшін жеткілікті созылу беріктігін және тозуға төзімділікті қамтамасыз ету үшін жеткілікті механикалық беріктік пен серпімділікке ие болуы керек.

3. Иондық өткізгіштік: Органикалық электролиттік жүйеде иондық өткізгіштік сулы электролиттік жүйеге қарағанда төмен, сондықтан сепаратор төмен қарсылық және жоғары иондық өткізгіштік сипаттамаларына ие болуы керек.Сонымен қатар, кедергіні азайту үшін электрод аймағын мүмкіндігінше үлкен ету үшін сепаратордың қалыңдығы мүмкіндігінше жұқа болуы керек.

4. Термиялық тұрақтылық: Батарея жұмысы кезінде шамадан тыс зарядтау, шамадан тыс зарядтау және қысқа тұйықталу сияқты ауытқулар немесе ақаулар орын алса, сепаратор жақсы термиялық тұрақтылыққа ие болуы керек.Белгілі бір температурада диафрагма жұмсартылуы немесе еруі керек, осылайша аккумулятордың ішкі тізбегін блоктап, батарея қауіпсіздігінің апаттарын болдырмайды.

5. Жеткілікті ылғалдану және басқарылатын кеуек құрылымы: сепаратордың кеуек құрылымы мен беткі қабаты сепараторды қамтамасыз ету үшін жеткілікті ылғалдануды бақылау мүмкіндігіне ие болуы керек, осылайша батареяның қуаты мен циклінің қызмет ету мерзімін жақсартады.Жалпы айтқанда, полиэтилен үлпек (PP) және полиэтилен үлпек (ПЭ) микрокеуекті диафрагмалар қазіргі кезде кең таралған диафрагма материалдары болып табылады және бағасы салыстырмалы түрде арзан.Бірақ литий-ионды батареяларды бөлетін басқа материалдар бар, мысалы, полиэфир, жақсы өнімділікке ие, бірақ бағасы салыстырмалы түрде жоғары.