Таркиби батареяи литий-ион

Таркиб ва коркарди батареяи литий-ион

Дарбатареяи литий-ионаз элетролит, сепаратор, катод ва анод ва корпус иборат аст.

Электролитдар батареяи литий-ион метавонад гел ё полимер ё омехтаи гел ва полимер бошад.

Электролит дар батареяҳои Li-ion ҳамчун миёнарав барои интиқоли ионҳо дар батарея амал мекунад.Он одатан аз намакҳои литий ва ҳалкунандаҳои органикӣ иборат аст.Электролит дар интиқоли ионҳо байни электродҳои мусбат ва манфии батареяи литий-ион нақши калидӣ дорад ва кафолат медиҳад, ки батарея метавонад ба шиддати баланд ва зичии баланди энергия ноил шавад.Электролит одатан аз ҳалкунандаҳои органикии тозаи баланд, намакҳои электролитии литий ва иловаҳои зарурӣ дар таносуби мушаххас дар шароити мушаххас бодиққат муттаҳид карда мешаванд.

Маводи катодӣнамудҳои батареяи литий-ион:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Маводи катодӣ аз зиёда аз 30% хароҷоти тамоми батарея иборат аст.

Анодаз батареяи литий-ион иборат аст

Он гоҳ аноди батареяи литий-ионӣ аз тақрибан 5-10 фоизи хароҷоти тамоми батарея иборат аст.Маводҳои аноди дар асоси карбон як маводи анодии маъмулан барои батареяҳои литий-ион истифодашаванда мебошанд.Дар муқоиса бо аноди анъанавии металлии литий, он бехатарӣ ва устувории баландтар дорад.Маводҳои анодҳои карбон асосан аз графитҳои табиӣ ва сунъӣ, нахи карбон ва дигар маводҳо меоянд.Дар байни онҳо графит маводи асосист, ки масоҳати хоси сатҳи баланд ва гузарониши барқ ​​дорад ва маводи карбон низ устувории хуби кимиёвӣ ва коркарди дубора доранд.Бо вуҷуди ин, иқтидори маводи электроди манфии карбон нисбатан паст аст, ки ба талаботи баъзе замимаҳо барои иқтидори баландтар ҷавобгӯ нест.Аз ин рӯ, дар айни замон баъзе тадқиқотҳо оид ба маводи нави карбон ва масолеҳи таркибӣ мавҷуданд, ки умедворанд, ки иқтидор ва мӯҳлати ҳаёти маводи манфии электрод дар асоси карбон беҳтар карда шаванд.

Он то ҳол маводи электроди манфии кремний-карбон дорад.Маводҳои кремний (Si): Дар муқоиса бо электродҳои манфии карбон, электродҳои манфии кремний дорои иқтидори мушаххас ва зичии энергетикӣ мебошанд.Бо вуҷуди ин, аз сабаби суръати баланди васеъшавии маводи кремний, он осон аст, ки боиси васеъшавии ҳаҷми электрод гардад ва ба ин васила мӯҳлати хизмати батареяро кӯтоҳ кунад.

Ҷудокунандабатареяи литий-ион қисми муҳими таъмини кор ва бехатарии батарея мебошад.Вазифаи асосии сепаратор ҷудо кардани электродҳои мусбат ва манфӣ мебошад ва дар айни замон он метавонад канали ҳаракати ионҳоро ташкил диҳад ва электролитҳои заруриро нигоҳ дорад.Фаъолият ва параметрҳои марбут ба ҷудокунандаи батареяи литий-ион ба таври зерин муаррифӣ карда мешаванд:

1. Устувории кимиёвӣ: Диафрагма бояд устувории аълои кимиёвӣ, муқовимат ба зангзании хуб ва муқовимати пиршавӣ дар шароити ҳалкунандаи органикӣ дошта бошад ва метавонад кори мӯътадилро дар шароити сахт ба монанди ҳарорати баланд ва намии баланд нигоҳ дорад.

2. Қувваи механикӣ: Сепаратор бояд қувваи механикӣ ва чандирии кофӣ дошта бошад, то қувваи кофии tensile ва муқовимати фарсудашавиро пешгирӣ кунад, то ҳангоми васлкунӣ ё истифода зарар расонад.

3. гузаронандагии Ionic: Дар доираи системаи электролитҳои органикӣ, гузаронандагии ионӣ аз системаи электролитҳои обӣ пасттар аст, бинобар ин ҷудокунанда бояд хусусиятҳои муқовимати паст ва гузариши баланди иониро дошта бошад.Дар баробари ин, барои кам кардани муқовимат, ғафсии сепаратор бояд то ҳадди имкон борик бошад, то майдони электрод то ҳадди имкон васеъ шавад.

4. Устувории гармидиҳӣ: Вақте ки номутаносибӣ ё нокомиҳо, аз қабили аз ҳад зиёд пуркунии барқ, аз ҳад зиёд ва ноқилҳои кӯтоҳ ҳангоми кори батарея рух медиҳанд, ҷудокунанда бояд устувории хуби гармӣ дошта бошад.Дар ҳарорати муайян, диафрагма бояд нарм ё гудохта шавад ва ба ин васила схемаи дохилии батареяро маҳкам кунад ва садамаҳои бехатарии батареяро пешгирӣ кунад.

5. Сохтори сӯрохии кофии намнокӣ ва идорашаванда: Сохтори сӯрохиҳо ва рӯйпӯши рӯи сепаратор бояд қобилияти кофии намноккуниро дошта бошад, то сепараторро таъмин кунад ва ба ин васила қудрат ва давраи давраи батареяро беҳтар кунад.Умуман, диафрагмаҳои микропорози полиэтиленӣ (PP) ва пораи полиэтиленӣ (ПЭ) дар айни замон маводи маъмули диафрагма мебошанд ва нархи он нисбатан арзон аст.Аммо дигар маводҳои ҷудокунандаи батареяи литий-ион вуҷуд доранд, ба монанди полиэстер, ки иҷрои хуб доранд, аммо нарх нисбатан баланд аст.