Komposisi bateri litium-ion

Komposisi dan kitar semula bateri lithium-ion

Thebateri litium-ionterdiri daripada eletrolit, pemisah, katod dan anod dan kes itu.

Elektrolitdalam bateri litium-ion boleh menjadi gel atau polimer, atau campuran gel dan polimer.

Elektrolit dalam bateri Li-ion bertindak sebagai medium untuk pengangkutan ion dalam bateri.Ia biasanya terdiri daripada garam litium dan pelarut organik.Elektrolit memainkan peranan penting dalam pengangkutan ion antara elektrod positif dan negatif bateri lithium-ion, memastikan bateri boleh mencapai voltan tinggi dan ketumpatan tenaga tinggi.Elektrolit biasanya terdiri daripada pelarut organik ketulenan tinggi, garam elektrolit litium dan bahan tambahan yang diperlukan digabungkan dengan teliti dalam perkadaran tertentu di bawah keadaan tertentu.

Bahan katodjenis bateri litium-ion:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Bahan katod terdiri daripada kos lebih 30% daripada keseluruhan bateri.

Anoddaripada bateri litium-ion mengandungi

Kemudian anod bateri litium-ion terdiri daripada kira-kira 5-10 peratus kos keseluruhan bateri.Bahan anod berasaskan karbon ialah bahan anod yang biasa digunakan untuk bateri litium-ion.Berbanding dengan anod litium logam tradisional, ia mempunyai keselamatan dan kestabilan yang lebih tinggi.Bahan anod berasaskan karbon terutamanya berasal dari grafit semula jadi dan tiruan, gentian karbon dan bahan lain.Antaranya, grafit adalah bahan utama, yang mempunyai luas permukaan spesifik yang tinggi dan kekonduksian elektrik, dan bahan karbon juga mempunyai kestabilan kimia yang baik dan kebolehkitar semula.Walau bagaimanapun, kapasiti bahan elektrod negatif berasaskan karbon adalah agak rendah, yang tidak dapat memenuhi keperluan beberapa aplikasi untuk kapasiti yang lebih tinggi.Oleh itu, pada masa ini terdapat beberapa penyelidikan mengenai bahan karbon baharu dan bahan komposit, dengan harapan dapat meningkatkan lagi kapasiti dan hayat kitaran bahan elektrod negatif berasaskan karbon.

Ia masih mempunyai bahan elektrod negatif silikon-karbon.Bahan silikon (Si): Berbanding dengan elektrod negatif karbon tradisional, elektrod negatif silikon mempunyai kapasiti spesifik dan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi.Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kadar pengembangan bahan silikon yang besar, ia adalah mudah untuk menyebabkan pengembangan volum elektrod, dengan itu memendekkan hayat bateri.

Pemisahbateri litium-ion adalah bahagian penting dalam memastikan prestasi dan keselamatan bateri.Fungsi utama pemisah adalah untuk memisahkan elektrod positif dan negatif, dan pada masa yang sama, ia juga boleh membentuk saluran untuk pergerakan ion dan mengekalkan elektrolit yang diperlukan.Prestasi dan parameter berkaitan pemisah bateri litium-ion diperkenalkan seperti berikut:

1. Kestabilan kimia: Diafragma harus mempunyai kestabilan kimia yang sangat baik, rintangan kakisan yang baik dan rintangan penuaan di bawah keadaan pelarut organik, dan boleh mengekalkan prestasi yang stabil dalam keadaan yang teruk seperti suhu tinggi dan kelembapan yang tinggi.

2. Kekuatan mekanikal: Pemisah harus mempunyai kekuatan dan keanjalan mekanikal yang mencukupi untuk memastikan kekuatan tegangan dan rintangan haus yang mencukupi untuk mengelakkan kerosakan semasa pemasangan atau penggunaan.

3. Kekonduksian ionik: Di bawah sistem elektrolit organik, kekonduksian ionik adalah lebih rendah daripada sistem elektrolit akueus, jadi pemisah harus mempunyai ciri-ciri rintangan rendah dan kekonduksian ionik yang tinggi.Pada masa yang sama, untuk mengurangkan rintangan, ketebalan pemisah harus nipis yang mungkin untuk menjadikan kawasan elektrod seluas mungkin.

4. Kestabilan terma: Apabila keabnormalan atau kegagalan seperti cas berlebihan, nyahcas berlebihan dan litar pintas berlaku semasa operasi bateri, pemisah mesti mempunyai kestabilan haba yang baik.Pada suhu tertentu, diafragma harus lembut atau cair, dengan itu menyekat litar dalaman bateri dan mengelakkan kemalangan keselamatan bateri.

5. Pembasahan yang mencukupi dan struktur liang terkawal: Struktur liang dan salutan permukaan pemisah harus mempunyai kebolehkawalan pembasahan yang mencukupi untuk memastikan pemisah, dengan itu meningkatkan kuasa dan hayat kitaran bateri.Secara umumnya, diafragma microporous polyethylene flake (PP) dan polyethylene flake (PE) adalah bahan diafragma biasa pada masa ini, dan harganya agak murah.Tetapi terdapat bahan pemisah bateri litium-ion lain, seperti poliester, yang mempunyai prestasi yang baik, tetapi harganya agak tinggi.