Principio di funzionamento e caratteristiche della batteria agli ioni di litio

La batteria agli ioni di litio si riferisce a una batteria secondaria composta da due composti che possono incorporare e separare in modo reversibile gli ioni di litio come elettrodi positivi e negativi.

Quando la batteria è carica, gli atomi di litio nel catodo vengono ionizzati in ioni ed elettroni di litio e gli ioni di litio si spostano nell'anodo per sintetizzare gli atomi di litio con gli elettroni.Durante la scarica, gli atomi di litio vengono ionizzati dalla superficie interna dell'anodo del cristallo di grafite in ioni ed elettroni di litio e gli atomi di litio vengono sintetizzati al catodo.

La batteria agli ioni di litio è un prodotto alternativo della batteria al litio in metallo.I componenti principali della batteria sono l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, l'elettrolita, il diaframma e il guscio.Tra questi, l'elettrodo positivo più importante, l'elettrodo negativo, l'elettrolita e il diaframma sono anche noti come i quattro materiali principali della batteria al litio.

Elettrodo positivo: viene utilizzato l'elettrodo di carbonio in grado di assorbire gli ioni di litio.Durante la scarica, il litio diventa ioni di litio, si separa dall'anodo della batteria e raggiunge il catodo della batteria agli ioni di litio.

Elettrodo negativo: i materiali devono essere composti di litio incorporati con un potenziale il più vicino possibile al potenziale di litio, come vari materiali di carbonio, tra cui grafite naturale, grafite sintetica, fibra di carbonio, mesofase pallina di carbonio e ossidi di metallo.

Elettrolita --- un sistema solvente misto composto da carbonato di etilene, carbonato di propilene e carbonato dietilico a bassa viscosità di LiPF6.

Diaframma --- vengono adottate membrane microporose poliolefiniche come PE, PP o le loro membrane composite, in particolare il diaframma a tre strati PP / PE / PP, che non solo ha un basso punto di fusione, ma ha anche un'elevata resistenza alla perforazione e svolge un ruolo di protezione termica assicurazione.

Guscio --- realizzato in acciaio o alluminio e il gruppo coperchio ha la funzione di protezione contro le esplosioni e spegnimento.

Il principio di funzionamento della batteria agli ioni di litio si riferisce al suo principio di carica e scarica: quando si carica la batteria, gli ioni di litio vengono generati sull'elettrodo positivo della batteria e gli ioni di litio generati si spostano sull'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita.Il carbonio come elettrodo negativo ha una struttura a strati, che ha molti micropori.Gli ioni di litio che raggiungono l'elettrodo negativo vengono incorporati nei micropori dello strato di carbonio.Maggiore è il numero di ioni di litio incorporati, maggiore è la capacità di carica.

Allo stesso modo, quando la batteria viene scaricata (ovvero il processo di utilizzo della batteria), lo ione di litio incorporato nello strato di carbonio negativo fuoriesce e ritorna all'elettrodo positivo.Maggiore è il numero di ioni di litio restituiti all'elettrodo positivo, maggiore è la capacità di scarica.Ciò che di solito chiamiamo capacità della batteria si riferisce alla capacità di scarica.

Non è difficile vedere che durante il processo di carica e scarica della batteria agli ioni di litio, gli ioni di litio si trovano in uno stato di movimento da positivo → negativo → positivo.Se confrontiamo la batteria agli ioni di litio con una sedia a dondolo, le due estremità della sedia a dondolo sono i due poli della batteria e la batteria agli ioni di litio è come un eccellente atleta che corre avanti e indietro su entrambe le estremità della sedia a dondolo.Pertanto, gli esperti hanno dato alla batteria agli ioni di litio un bel nome batteria per sedia a dondolo.