Σύνθεση μπαταρίας ιόντων λιθίου

Σύνθεση και ανακύκλωση μπαταρίας ιόντων λιθίου

ομπαταρία ιόντων λιθίουαποτελείται από τον ηλεκτρολύτη, τον διαχωριστή, την κάθοδο και την άνοδο και τη θήκη.

Ο ηλεκτρολύτηςσε μια μπαταρία ιόντων λιθίου μπορεί να είναι μια γέλη ή ένα πολυμερές ή ένα μείγμα γέλης και πολυμερούς.

Ο ηλεκτρολύτης στις μπαταρίες ιόντων λιθίου λειτουργεί ως μέσο για τη μεταφορά ιόντων στην μπαταρία.Συνήθως αποτελείται από άλατα λιθίου και οργανικούς διαλύτες.Ο ηλεκτρολύτης παίζει βασικό ρόλο στη μεταφορά ιόντων μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου, διασφαλίζοντας ότι η μπαταρία μπορεί να επιτύχει υψηλή τάση και υψηλή πυκνότητα ενέργειας.Ο ηλεκτρολύτης γενικά αποτελείται από οργανικούς διαλύτες υψηλής καθαρότητας, άλατα ηλεκτρολυτών λιθίου και απαραίτητα πρόσθετα που συνδυάζονται προσεκτικά σε συγκεκριμένες αναλογίες υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

Το υλικό της καθόδουτύποι μπαταρίας ιόντων λιθίου:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Τα υλικά καθόδου αποτελούνται από το κόστος άνω του 30% ολόκληρης της μπαταρίας.

Η άνοδοςτης μπαταρίας ιόντων λιθίου περιέχει

Τότε η άνοδος της μπαταρίας ιόντων λιθίου αποτελείται από περίπου 5-10 τοις εκατό κόστος ολόκληρης της μπαταρίας.Τα υλικά ανόδου με βάση τον άνθρακα είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό ανόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου.Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μεταλλική άνοδο λιθίου, έχει υψηλότερη ασφάλεια και σταθερότητα.Τα υλικά ανόδου με βάση τον άνθρακα προέρχονται κυρίως από φυσικό και τεχνητό γραφίτη, ίνες άνθρακα και άλλα υλικά.Μεταξύ αυτών, ο γραφίτης είναι το κύριο υλικό, το οποίο έχει υψηλή ειδική επιφάνεια και ηλεκτρική αγωγιμότητα, και τα υλικά άνθρακα έχουν επίσης καλή χημική σταθερότητα και ανακυκλωσιμότητα.Ωστόσο, η χωρητικότητα των υλικών αρνητικών ηλεκτροδίων με βάση τον άνθρακα είναι σχετικά χαμηλή, γεγονός που δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις ορισμένων εφαρμογών για μεγαλύτερη χωρητικότητα.Ως εκ τούτου, υπάρχουν επί του παρόντος ορισμένες έρευνες για νέα υλικά άνθρακα και σύνθετα υλικά, με την ελπίδα να βελτιωθεί περαιτέρω η χωρητικότητα και η διάρκεια ζωής των υλικών αρνητικών ηλεκτροδίων με βάση τον άνθρακα.

Έχει ακόμα το υλικό ηλεκτροδίων αρνητικού πυριτίου-άνθρακα.Υλικό πυριτίου (Si): Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά αρνητικά ηλεκτρόδια άνθρακα, τα αρνητικά ηλεκτρόδια πυριτίου έχουν υψηλότερη ειδική χωρητικότητα και πυκνότητα ενέργειας.Ωστόσο, λόγω του μεγάλου ρυθμού διαστολής του υλικού πυριτίου, είναι εύκολο να προκληθεί η επέκταση όγκου του ηλεκτροδίου, μειώνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Το διαχωριστικόμιας μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι ένα σημαντικό μέρος για τη διασφάλιση της απόδοσης και της ασφάλειας της μπαταρίας.Η κύρια λειτουργία του διαχωριστή είναι να διαχωρίζει τα θετικά από τα αρνητικά ηλεκτρόδια και ταυτόχρονα μπορεί επίσης να σχηματίσει ένα κανάλι κίνησης ιόντων και να διατηρήσει τον απαραίτητο ηλεκτρολύτη.Η απόδοση και οι σχετικές παράμετροι του διαχωριστή μπαταρίας ιόντων λιθίου παρουσιάζονται ως εξής:

1. Χημική σταθερότητα: Το διάφραγμα πρέπει να έχει εξαιρετική χημική σταθερότητα, καλή αντοχή στη διάβρωση και αντίσταση στη γήρανση υπό συνθήκες οργανικού διαλύτη και μπορεί να διατηρήσει σταθερή απόδοση κάτω από σκληρές συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία και υψηλή υγρασία.

2. Μηχανική αντοχή: Ο διαχωριστής πρέπει να έχει επαρκή μηχανική αντοχή και ελαστικότητα ώστε να εξασφαλίζεται επαρκής αντοχή σε εφελκυσμό και αντοχή στη φθορά για την αποφυγή ζημιών κατά τη συναρμολόγηση ή τη χρήση.

3. Ιονική αγωγιμότητα: Κάτω από το σύστημα οργανικών ηλεκτρολυτών, η ιοντική αγωγιμότητα είναι χαμηλότερη από αυτή του υδατικού συστήματος ηλεκτρολυτών, επομένως ο διαχωριστής πρέπει να έχει τα χαρακτηριστικά χαμηλής αντίστασης και υψηλής ιοντικής αγωγιμότητας.Ταυτόχρονα, για να μειωθεί η αντίσταση, το πάχος του διαχωριστή θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο λεπτό ώστε η περιοχή του ηλεκτροδίου να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη.

4. Θερμική σταθερότητα: Όταν συμβαίνουν ανωμαλίες ή βλάβες όπως υπερφόρτιση, υπερφόρτιση και βραχυκύκλωμα κατά τη λειτουργία της μπαταρίας, ο διαχωριστής πρέπει να έχει καλή θερμική σταθερότητα.Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, το διάφραγμα θα πρέπει να μαλακώσει ή να λιώσει, εμποδίζοντας έτσι το εσωτερικό κύκλωμα της μπαταρίας και αποτρέποντας ατυχήματα στην ασφάλεια της μπαταρίας.

5. Επαρκής διαβροχή και ελεγχόμενη δομή πόρων: Η δομή πόρων και η επιφανειακή επίστρωση του διαχωριστή θα πρέπει να έχουν επαρκή έλεγχο διαβροχής για να εξασφαλίζεται ο διαχωριστής, βελτιώνοντας έτσι την ισχύ και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.Γενικά, τα μικροπορώδη διαφράγματα νιφάδων πολυαιθυλενίου (PP) και νιφάδων πολυαιθυλενίου (PE) είναι κοινά υλικά διαφράγματος επί του παρόντος και η τιμή είναι σχετικά φθηνή.Υπάρχουν όμως και άλλα υλικά διαχωρισμού μπαταριών ιόντων λιθίου, όπως ο πολυεστέρας, που έχουν καλή απόδοση, αλλά η τιμή είναι σχετικά υψηλή.