составлитиевая батарея

Материальный состав литиевых батарей включает в себя, главным образом, материалы положительного электрода, материалы отрицательного электрода, сепараторы, электролиты и корпуса.

1. Среди материалов положительного электрода наиболее часто используются кобальтат лития, марганец лития, фосфат лития-железа и тройные материалы (полимеры никеля, кобальта и марганца). Материал положительного электрода занимает значительную долю (массовое соотношение материалов положительного и отрицательного электродов составляет 3:1–4:1), поскольку характеристики материала положительного электрода напрямую влияют на характеристики литий-ионной батареи, а его стоимость также напрямую определяет стоимость батареи.
2. Среди материалов отрицательного электрода в настоящее время основными являются природный и искусственный графит. В качестве анодных материалов исследуются нитриды, полиаспарагиновая кислота, оксиды на основе олова, сплавы олова, наноанодные материалы и другие интерметаллические соединения. Являясь одним из четырех основных материалов литиевых батарей, материалы отрицательного электрода играют важную роль в повышении емкости и циклической стойкости батарей и составляют основу среднего звена литиевой аккумуляторной промышленности.
3. В основном на рынке используются полиолефиновые диафрагмы, преимущественно из полиэтилена и полипропилена. В структуре сепаратора литий-ионных батарей сепаратор является одним из ключевых внутренних компонентов. Характеристики сепаратора определяют структуру межфазной границы и внутреннее сопротивление батареи, что напрямую влияет на емкость, цикличность и безопасность батареи. Сепаратор с отличными характеристиками играет важную роль в повышении общей производительности батареи.
4. Электролит обычно изготавливается из высокочистых органических растворителей, электролитных солей лития, необходимых добавок и других сырьевых материалов в определенной пропорции и при определенных условиях. Электролит выполняет роль проводника ионов между положительным и отрицательным электродами литиевой батареи, что гарантирует высокое напряжение и высокую удельную энергию литий-ионной батареи.
5. Корпус батареи: делится на стальной, алюминиевый, никелированный железный (для цилиндрических батарей), алюминиево-пластиковый (мягкая упаковка) и т. д., а также крышка батареи, которая также является положительным и отрицательным полюсами батареи.
6. Принцип работы батареи
7. При зарядке батареи на положительном электроде генерируются ионы лития, которые перемещаются к отрицательному электроду через электролит. Углеродная структура отрицательного электрода имеет множество пор, и ионы лития, достигающие отрицательного электрода, внедряются в микропоры углеродного слоя. Чем больше ионов лития внедрено, тем выше будет емкость зарядки. При разрядке батареи ионы лития, внедренные в углеродный слой отрицательного электрода, выходят наружу и возвращаются к положительному электроду. Чем больше ионов лития возвращается к положительному электроду, тем выше емкость разряда. В общем, емкость разряда относится к разрядной емкости. В процессе зарядки и разрядки литиевой батареи ионы лития находятся в состоянии движения от положительного электрода к отрицательному. Если представить литиевую батарею как кресло-качалку, то два конца кресла-качалки — это положительный и отрицательный электроды батареи, а ионы лития подобны спортсменам, бегающим взад и вперед между двумя концами кресла. Поэтому литиевые батареи также называют батареями-качалками.