Lítium-ion akkumulátor összetétele

A lítium-ion akkumulátor összetétele és újrahasznosítása

Alítium-ion akkumulátoraz elektrolitból, az elválasztóból, a katódból és az anódból, valamint a házból áll.

Az elektrolitegy lítium-ion akkumulátorban lehet gél vagy polimer, vagy gél és polimer keveréke.

A Li-ion akkumulátorokban lévő elektrolit közegként szolgál az ionok szállításához az akkumulátorban.Általában lítium sókból és szerves oldószerekből áll.Az elektrolit kulcsszerepet játszik a lítium-ion akkumulátor pozitív és negatív elektródái közötti iontranszportban, biztosítva, hogy az akkumulátor magas feszültséget és nagy energiasűrűséget érjen el.Az elektrolit általában nagy tisztaságú szerves oldószerekből, lítium-elektrolit-sókból és a szükséges adalékanyagokból áll, amelyeket bizonyos körülmények között, meghatározott arányban gondosan elegyítenek.

A katód anyagaA lítium-ion akkumulátor típusai:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 A katód anyagok a teljes akkumulátor több mint 30%-át teszik ki.

Az anóda lítium-ion akkumulátor tartalmaz

Ekkor a lítium-ion akkumulátor anódja a teljes akkumulátor körülbelül 5-10 százalékából áll.A szénalapú anódanyagok a lítium-ion akkumulátorok általánosan használt anódanyagai.A hagyományos fém lítium anóddal összehasonlítva nagyobb biztonsággal és stabilitással rendelkezik.A szénalapú anódanyagok főként természetes és mesterséges grafitból, szénszálból és egyéb anyagokból származnak.Közülük a grafit a fő anyag, amely nagy fajlagos felülettel és elektromos vezetőképességgel rendelkezik, valamint a széntartalmú anyagok jó kémiai stabilitással és újrahasznosíthatósággal is rendelkeznek.A szénalapú negatív elektródák kapacitása azonban viszonylag alacsony, ami nem felel meg egyes alkalmazások nagyobb kapacitásra vonatkozó követelményeinek.Ezért jelenleg is folyik néhány kutatás új szén- és kompozit anyagokkal kapcsolatban, remélve, hogy tovább javítják a szénalapú negatív elektródák kapacitását és élettartamát.

Még mindig megvan a szilícium-szén negatív elektróda anyaga.Szilícium (Si) anyag: A hagyományos szén negatív elektródákhoz képest a szilícium negatív elektródák fajlagos kapacitása és energiasűrűsége nagyobb.A szilícium anyag nagy tágulási sebessége miatt azonban könnyen előidézhető az elektróda térfogatnövekedése, ezáltal lerövidül az akkumulátor élettartama.

Az elválasztóA lítium-ion akkumulátor fontos része az akkumulátor teljesítményének és biztonságának biztosításában.A szeparátor fő funkciója a pozitív és negatív elektródák szétválasztása, egyúttal csatornát is képezhet az ionmozgáshoz és fenntartja a szükséges elektrolitot.A lítium-ion akkumulátor-leválasztó teljesítményét és kapcsolódó paramétereit az alábbiakban ismertetjük:

1. Kémiai stabilitás: A membránnak kiváló kémiai stabilitással, jó korrózióállósággal és öregedésállósággal kell rendelkeznie szerves oldószeres körülmények között, és stabil teljesítményt tud fenntartani zord körülmények között, például magas hőmérsékleten és magas páratartalom mellett.

2. Mechanikai szilárdság: Az elválasztónak megfelelő mechanikai szilárdsággal és rugalmassággal kell rendelkeznie ahhoz, hogy megfelelő szakítószilárdságot és kopásállóságot biztosítson az összeszerelés vagy használat során bekövetkező sérülések elkerülése érdekében.

3. Ionos vezetőképesség: A szerves elektrolit rendszerben az ionvezetőképesség alacsonyabb, mint a vizes elektrolit rendszeré, ezért a szeparátornak alacsony ellenállású és nagy ionvezető képességgel kell rendelkeznie.Ugyanakkor az ellenállás csökkentése érdekében az elválasztó vastagságának a lehető legvékonyabbnak kell lennie, hogy az elektróda területe a lehető legnagyobb legyen.

4. Hőstabilitás: Ha az akkumulátor működése közben rendellenességek vagy hibák, például túltöltés, túlkisülés vagy rövidzárlat lépnek fel, a leválasztónak jó hőstabilitással kell rendelkeznie.Egy bizonyos hőmérsékleten a membránnak meg kell lágyulnia vagy megolvadnia, ezáltal blokkolva az akkumulátor belső áramkörét, és megelőzve az akkumulátor biztonsági baleseteit.

5. Elegendő nedvesítés és szabályozható pórusszerkezet: A leválasztó pórusszerkezetének és felületi bevonatának megfelelő nedvesítési szabályozhatósággal kell rendelkeznie, hogy biztosítsa a szeparátort, ezáltal javítva az akkumulátor teljesítményét és élettartamát.Általánosságban elmondható, hogy a polietilén pehely (PP) és a polietilén pehely (PE) mikroporózus membránok jelenleg gyakori membránanyagok, és az ára viszonylag olcsó.De vannak más lítium-ion akkumulátor-leválasztó anyagok, például a poliészter, amelyek jó teljesítményt nyújtanak, de az ára viszonylag magas.