Litija jonu akumulatora sastāvs

Litija jonu akumulatora sastāvs un pārstrāde

Thelitija jonu akumulatorssastāv no elektrolīta, separatora, katoda un anoda un korpusa.

Elektrolītslitija jonu akumulatorā var būt gēls vai polimērs, vai gēla un polimēra maisījums.

Litija jonu akumulatoros esošais elektrolīts darbojas kā vide jonu transportēšanai akumulatorā.Tas parasti sastāv no litija sāļiem un organiskiem šķīdinātājiem.Elektrolītam ir galvenā loma jonu transportēšanā starp litija jonu akumulatora pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem, nodrošinot, ka akumulators var sasniegt augstu spriegumu un augstu enerģijas blīvumu.Elektrolītu parasti veido augstas tīrības pakāpes organiskie šķīdinātāji, litija elektrolītu sāļi un nepieciešamās piedevas, kas konkrētos apstākļos rūpīgi apvienotas noteiktās proporcijās.

Katoda materiālslitija jonu akumulatoru veidi:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katoda materiāli sastāv no vairāk nekā 30% no visa akumulatora izmaksām.

Anodslitija jonu akumulators satur

Tad litija jonu akumulatora anods sastāv no aptuveni 5-10 procentiem no visa akumulatora izmaksām.Uz oglekli balstīti anoda materiāli ir litija jonu akumulatoriem parasti izmantots anoda materiāls.Salīdzinot ar tradicionālo metāla litija anodu, tam ir augstāka drošība un stabilitāte.Anoda materiāli uz oglekļa bāzes galvenokārt nāk no dabīgā un mākslīgā grafīta, oglekļa šķiedras un citiem materiāliem.Starp tiem grafīts ir galvenais materiāls, kam ir augsts īpatnējās virsmas laukums un elektriskā vadītspēja, un oglekļa materiāliem ir arī laba ķīmiskā stabilitāte un pārstrādājamība.Tomēr uz oglekļa bāzes izgatavotu negatīvo elektrodu materiālu jauda ir salīdzinoši zema, kas neatbilst dažu lietojumu prasībām pēc lielākas jaudas.Tāpēc pašlaik tiek veikti daži pētījumi par jauniem oglekļa materiāliem un kompozītmateriāliem, cerot vēl vairāk uzlabot oglekļa bāzes negatīvo elektrodu materiālu jaudu un cikla kalpošanas laiku.

Tam joprojām ir silīcija-oglekļa negatīvais elektrodu materiāls.Silīcija (Si) materiāls: salīdzinot ar tradicionālajiem oglekļa negatīvajiem elektrodiem, silīcija negatīvajiem elektrodiem ir lielāka īpatnējā jauda un enerģijas blīvums.Tomēr silīcija materiāla lielā izplešanās ātruma dēļ ir viegli izraisīt elektroda tilpuma palielināšanos, tādējādi saīsinot akumulatora darbības laiku.

Atdalītājslitija jonu akumulators ir svarīga akumulatora darbības un drošības nodrošināšanas sastāvdaļa.Separatora galvenā funkcija ir atdalīt pozitīvos un negatīvos elektrodus, un tajā pašā laikā tas var arī veidot kanālu jonu kustībai un uzturēt nepieciešamo elektrolītu.Litija jonu akumulatora separatora veiktspēja un saistītie parametri ir aprakstīti šādi:

1. Ķīmiskā stabilitāte: diafragmai jābūt izcilai ķīmiskajai stabilitātei, laba izturība pret koroziju un izturība pret novecošanos organisko šķīdinātāju apstākļos, un tā var uzturēt stabilu veiktspēju skarbos apstākļos, piemēram, augstā temperatūrā un augsta mitruma apstākļos.

2. Mehāniskā izturība: separatoram jābūt ar pietiekamu mehānisko izturību un elastību, lai nodrošinātu pietiekamu stiepes izturību un nodilumizturību, lai novērstu bojājumus montāžas vai lietošanas laikā.

3. Jonu vadītspēja: saskaņā ar organisko elektrolītu sistēmu jonu vadītspēja ir zemāka nekā ūdens elektrolītu sistēmai, tāpēc separatoram vajadzētu būt zemas pretestības un augstas jonu vadītspējas īpašībām.Tajā pašā laikā, lai samazinātu pretestību, separatora biezumam jābūt pēc iespējas plānākam, lai elektroda laukums būtu pēc iespējas lielāks.

4. Termiskā stabilitāte: ja akumulatora darbības laikā rodas novirzes vai kļūmes, piemēram, pārlādēšana, pārmērīga izlāde un īssavienojums, separatoram jābūt ar labu termisko stabilitāti.Noteiktā temperatūrā diafragmai vajadzētu kļūt mīkstākai vai izkusušai, tādējādi bloķējot akumulatora iekšējo ķēdi un novēršot akumulatora drošības negadījumus.

5. Pietiekama mitrināšana un kontrolējama poru struktūra: Atdalītāja poru struktūrai un virsmas pārklājumam jābūt pietiekamai mitrināšanas kontrolei, lai nodrošinātu separatoru, tādējādi uzlabojot akumulatora jaudu un cikla kalpošanas laiku.Vispārīgi runājot, polietilēna pārslu (PP) un polietilēna pārslu (PE) mikroporainās diafragmas pašlaik ir izplatīti diafragmu materiāli, un cena ir salīdzinoši lēta.Bet ir arī citi litija jonu akumulatoru atdalīšanas materiāli, piemēram, poliesteris, kuriem ir laba veiktspēja, taču cena ir salīdzinoši augsta.