Princíp činnosti lítium-iónovej batérie
V súčasnosti sú lítium-iónové batérie veľmi bežné. Napríklad mobilné telefóny, notebooky, tablety a ďalšie zariadenia, ktoré používame, sa na ne spoliehajú ako na zdroje energie, no len málo ľudí rozumie pracovnej sile lítium-iónových batérií. Nechajte's spoločne sa učiť:
1. Úvod do lítium-iónovej batérie
& quot;Lítium-iónová batéria" označuje sekundárnu batériu zloženú z dvoch zlúčenín, ktoré môžu reverzibilne vkladať a extrahovať lítiové ióny ako kladné a záporné elektródy. Keď je batéria nabitá, atómy lítia v katóde sa ionizujú na lítiové ióny a elektróny a lítiové ióny sa presúvajú na anódu, aby syntetizovali atómy lítia s elektrónmi. Počas výboja sa atómy lítia ionizujú z povrchu anódy v grafitovom kryštáli na lítiové ióny a elektróny a na katóde sa syntetizujú atómy lítia. Preto sa v tejto batérii bude lítium vždy objavovať vo forme lítium-iónových a nie vo forme kovového lítia, preto sa táto batéria nazýva lítium-iónová batéria.
2. Štruktúra lítium-iónovej batérie
Lítium-iónové batérie sú alternatívou ku kovovým lítiovým batériám, ktoré sa objavili v posledných rokoch. Hlavnými komponentmi batérie sú kladné a záporné elektródy, elektrolyt, separátor a puzdro.
Hlavné materiály: kladná elektróda, záporná elektróda, elektrolyt, separátor
Štruktúra: okrúhla, štvorcová, laminovaná, navíjacia
Forma: polymér (mäkký obal), tekutý lítium-ión (oceľový plášť)
Pozitívna elektróda: Používa sa uhlíková elektróda, ktorá môže uchovávať lítiové ióny. Počas vybíjania sa lítium mení na lítium-iónové, pričom anóda batérie dosiahne katódu lítium-iónovej batérie.
Anóda: Materiál je zvolený tak, aby bol čo najbližšie k potenciálu lítia, ktoré je možné vložiť do zlúčenín lítia, ako sú rôzne uhlíkové materiály vrátane prírodného grafitu, syntetického grafitu, uhlíkových vlákien, mezofázového uhlíka atď. a oxidov kovov.
Elektrolyt: Systém zmiešaných rozpúšťadiel, ktorý používa LiPF6 etylénkarbonát, propylénkarbonát a nízkoviskózny dietylkarbonát a iné alkylkarbonáty.
Membrána: Použitie polyolefínových mikroporéznych membrán, ako sú PE, PP alebo ich kompozitné membrány, najmä trojvrstvová membrána PP/PE/PP má nielen nízky bod topenia, ale má aj vysokú odolnosť proti prepichnutiu, ktorá zohráva úlohu pri teplu poistenie.
Plášť: Je vyrobený z ocele alebo hliníka a zostava krytu má funkciu ochrany proti výbuchu a vypnutia.
3. Princíp činnosti lítium-iónovej batérie
Princíp činnosti lítium-iónovej batérie sa vzťahuje na princíp jej nabíjania a vybíjania. Keď je batéria nabitá, lítiové ióny sa generujú na kladnej elektróde batérie a generované lítiové ióny sa presúvajú na zápornú elektródu cez elektrolyt. Uhlík ako záporná elektróda má vrstvenú štruktúru. Má veľa mikropórov. Lítiové ióny, ktoré dosiahnu zápornú elektródu, sú zapustené v mikropóroch uhlíkovej vrstvy. Čím viac lítiových iónov je vložených, tým vyššia je kapacita nabíjania.
Podobne, keď je batéria vybitá (to znamená, keď používame batériu), lítiové ióny vložené do uhlíkovej vrstvy negatívnej elektródy sa uvoľnia a presunú späť ku kladnej elektróde. Čím viac lítiových iónov sa vráti na kladnú elektródu, tým vyššia je kapacita výboja. To, čo zvyčajne nazývame kapacita batérie, sa vzťahuje na kapacitu vybíjania.
Počas procesu nabíjania a vybíjania lítium-iónových batérií sú lítiové ióny v stave pohybu z kladného → záporného → kladného. Ak porovnáme lítium-iónovú batériu s hojdacím kreslom, dva konce hojdacieho kresla sú dva póly batérie a lítium-iónová batéria je ako vynikajúci športovec behajúci tam a späť na dvoch koncoch hojdacieho kresla. Preto odborníci dali lítium-iónovej batérii krásny názov, batéria hojdacieho kresla.
