Složenílithiová baterie

Materiálové složení lithiových baterií zahrnuje hlavně materiály kladných elektrod, materiály záporných elektrod, separátory, elektrolyty a pouzdra.

1. Mezi materiály kladných elektrod patří nejčastěji používané materiály kobaltan lithný, manganan lithný, fosforečnan lithno-železitý a ternární materiály (polymery niklu, kobaltu a manganu). Materiál kladné elektrody tvoří velkou část (hmotnostní poměr materiálů kladné a záporné elektrody je 3:1 až 4:1), protože výkon materiálu kladné elektrody přímo ovlivňuje výkon lithium-iontové baterie a její cena také přímo určuje cenu baterie.
2. Mezi materiály pro negativní elektrody jsou v současnosti hlavními materiály pro negativní elektrody přírodní grafit a umělý grafit. Mezi zkoumané anodové materiály patří nitridy, kyselina polyasparagová, oxidy na bázi cínu, slitiny cínu, nanoanodové materiály a další intermetalické sloučeniny. Materiály pro negativní elektrody, jako jeden ze čtyř hlavních materiálů lithiových baterií, hrají důležitou roli ve zlepšování kapacity baterie a jejího cyklického výkonu a tvoří jádro střední části průmyslu lithiových baterií.
3. Tržně orientované materiály membrán jsou především polyolefinové membrány, které jsou vyrobeny převážně z polyethylenu a polypropylenu. V konstrukci separátoru lithiových baterií je separátor jednou z klíčových vnitřních součástí. Výkon separátoru určuje strukturu rozhraní a vnitřní odpor baterie, což přímo ovlivňuje kapacitu, cykly a bezpečnostní výkon baterie. Separátor s vynikajícím výkonem hraje důležitou roli ve zlepšení celkového výkonu baterie.
4. Elektrolyt se obvykle vyrábí z vysoce čistých organických rozpouštědel, lithiových solí elektrolytu, nezbytných přísad a dalších surovin v určitém poměru za určitých podmínek. Elektrolyt hraje roli vedení iontů mezi kladnou a zápornou elektrodou lithiové baterie, což je zárukou vysokého napětí a vysoké měrné energie lithium-iontové baterie.
5. Pouzdro baterie: rozděleno na ocelové pouzdro, hliníkové pouzdro, poniklované železné pouzdro (pro válcové baterie), hliníkovo-plastovou fólii (měkké balení) atd., stejně jako kryt baterie, který je zároveň kladným a záporným pólem baterie.
6. Princip práce s baterií
7. Když je baterie nabita, na kladné elektrodě se generují lithiové ionty a tyto ionty se přes elektrolyt přesouvají k záporné elektrodě. Uhlíková struktura záporné elektrody má mnoho pórů a lithiové ionty, které se dostanou k záporné elektrodě, jsou uloženy v mikropórech uhlíkové vrstvy. Čím více lithiových iontů je uloženo, tím vyšší je nabíjecí kapacita. Když je baterie vybita, lithiové ionty uloženy v uhlíkové vrstvě záporné elektrody se vracejí ke kladné elektrodě. Čím více lithiových iontů se vrací ke kladné elektrodě, tím vyšší je vybíjecí kapacita. Obecně řečeno, vybíjecí kapacita se vztahuje k celkové vybíjecí kapacitě. Během procesu nabíjení a vybíjení lithiové baterie se lithiové ionty pohybují od kladné elektrody k záporné elektrodě. Pokud porovnáme obraz lithiové baterie s houpacím křeslem, dva konce houpacího křesla jsou kladnou a zápornou elektrodou baterie a lithiové ionty jsou jako sportovci, kteří běhají tam a zpět mezi dvěma konci houpacího křesla. Lithiové baterie se proto také nazývají baterie do houpacího křesla.