Zloženie lítium-iónovej batérie

Zloženie a recyklácia lítium-iónovej batérie

Thelítium-iónová batériapozostáva z elektrolytu, separátora, katódy a anódy a puzdra.

Elektrolytv lítium-iónovej batérii môže byť gél alebo polymér alebo zmes gélu a polyméru.

Elektrolyt v lítium-iónových batériách pôsobí ako médium na transport iónov v batérii.Zvyčajne pozostáva z lítiových solí a organických rozpúšťadiel.Elektrolyt hrá kľúčovú úlohu pri transporte iónov medzi kladnými a zápornými elektródami lítium-iónovej batérie, čo zaisťuje, že batéria môže dosiahnuť vysoké napätie a vysokú hustotu energie.Elektrolyt sa vo všeobecnosti skladá z vysoko čistých organických rozpúšťadiel, solí lítiového elektrolytu a nevyhnutných prísad starostlivo kombinovaných v špecifických pomeroch za špecifických podmienok.

Materiál katódytypy lítium-iónových batérií:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katódové materiály tvoria viac ako 30 % nákladov celej batérie.

Anódaobsahuje lítium-iónová batéria

Potom anóda lítium-iónovej batérie pozostáva z približne 5-10 percent nákladov na celú batériu.Anódové materiály na báze uhlíka sú bežne používaným anódovým materiálom pre lítium-iónové batérie.V porovnaní s tradičnou kovovou lítiovou anódou má vyššiu bezpečnosť a stabilitu.Anódové materiály na báze uhlíka pochádzajú hlavne z prírodného a umelého grafitu, uhlíkových vlákien a iných materiálov.Medzi nimi je hlavným materiálom grafit, ktorý má vysoký špecifický povrch a elektrickú vodivosť, a uhlíkové materiály majú tiež dobrú chemickú stabilitu a recyklovateľnosť.Kapacita materiálov negatívnych elektród na báze uhlíka je však relatívne nízka, čo nemôže spĺňať požiadavky niektorých aplikácií na vyššiu kapacitu.Preto v súčasnosti prebieha niekoľko výskumov nových uhlíkových materiálov a kompozitných materiálov v nádeji na ďalšie zlepšenie kapacity a životnosti materiálov negatívnych elektród na báze uhlíka.

Stále má silikónovo-uhlíkový negatívny elektródový materiál.Silikónový (Si) materiál: V porovnaní s tradičnými uhlíkovými zápornými elektródami majú kremíkové záporné elektródy vyššiu špecifickú kapacitu a hustotu energie.Avšak vzhľadom na veľkú rýchlosť expanzie kremíkového materiálu je ľahké spôsobiť objemovú expanziu elektródy, čím sa skráti životnosť batérie.

Oddeľovačlítium-iónovej batérie je dôležitou súčasťou zabezpečenia výkonu a bezpečnosti batérie.Hlavnou funkciou separátora je oddeliť kladné a záporné elektródy a zároveň môže vytvárať kanál pre pohyb iónov a udržiavať potrebný elektrolyt.Výkon a súvisiace parametre separátora lítium-iónových batérií sú uvedené nasledovne:

1. Chemická stabilita: Membrána by mala mať vynikajúcu chemickú stabilitu, dobrú odolnosť proti korózii a starnutiu v podmienkach organických rozpúšťadiel a môže udržiavať stabilný výkon v drsných podmienkach, ako je vysoká teplota a vysoká vlhkosť.

2. Mechanická pevnosť: Separátor by mal mať dostatočnú mechanickú pevnosť a elasticitu, aby sa zabezpečila dostatočná pevnosť v ťahu a odolnosť proti opotrebovaniu, aby sa zabránilo poškodeniu počas montáže alebo používania.

3. Iónová vodivosť: V systéme organických elektrolytov je iónová vodivosť nižšia ako vodivosť systému vodného elektrolytu, takže separátor by mal mať charakteristiky nízkeho odporu a vysokej iónovej vodivosti.Zároveň, aby sa znížil odpor, hrúbka separátora by mala byť čo najtenšia, aby bola plocha elektródy čo najväčšia.

4. Tepelná stabilita: Keď sa počas prevádzky batérie vyskytnú abnormality alebo poruchy, ako je prebitie, nadmerné vybitie a skrat, separátor musí mať dobrú tepelnú stabilitu.Pri určitej teplote by mala membrána zmäknúť alebo sa roztaviť, čím sa zablokuje vnútorný obvod batérie a zabráni sa tak bezpečnostným nehodám batérie.

5. Dostatočné zmáčanie a regulovateľná štruktúra pórov: Štruktúra pórov a povrchová vrstva separátora by mali mať dostatočnú regulovateľnosť zmáčania, aby sa zabezpečil separátor, čím sa zlepší výkon a životnosť batérie.Všeobecne povedané, polyetylénové vločkové (PP) a polyetylénové vločkové (PE) mikroporézne membrány sú v súčasnosti bežnými membránovými materiálmi a cena je relatívne lacná.Existujú však aj iné separačné materiály lítium-iónových batérií, ako je polyester, ktoré majú dobrý výkon, ale cena je relatívne vysoká.