Principiul de funcționare și caracteristicile bateriei litiu-ion

Bateria cu ioni de litiu se referă la o baterie secundară compusă din doi compuși care pot încorpora și elimina ionii de litiu în mod reversibil ca electrozi pozitivi și negativi.

Când bateria este încărcată, atomii de litiu din catod sunt ionizați în ioni de litiu și electroni, iar ionii de litiu se deplasează la anod pentru a sintetiza atomii de litiu cu electroni.În timpul descărcării, atomii de litiu sunt ionizați de pe suprafața anodului interior al cristalului de grafit în ioni de litiu și electroni, iar atomii de litiu sunt sintetizați la catod.

Bateria litiu-ion este un produs alternativ al bateriei metalice cu litiu.Componentele principale ale bateriei sunt electrodul pozitiv, electrodul negativ, electrolitul, diafragma și carcasa.Printre acestea, cel mai important electrod pozitiv, electrodul negativ, electrolitul și diafragma sunt, de asemenea, cunoscute ca cele patru materiale principale ale bateriei cu litiu.

Electrod pozitiv - se folosește electrodul de carbon care poate absorbi ionii de litiu.În timpul descărcării, litiul devine ioni de litiu, se separă de anodul bateriei și ajunge la catodul bateriei cu ioni de litiu.

Electrod negativ - materialele vor fi încorporate în compuși de litiu cu un potențial cât mai aproape de potențialul de litiu, cum ar fi diferite materiale de carbon, inclusiv grafit natural, grafit sintetic, fibră de carbon, carbon cu bilă mezofazică și oxizi metalici.

Electrolit --- un sistem mixt de solvenți compus din carbonat de etilenă, carbonat de propilenă și carbonat de dietil cu vâscozitate scăzută de LiPF6.

Diafragmă --- Se adoptă membrane microporoase de poliolefină, cum ar fi PE, PP sau membranele lor compozite, în special diafragma cu trei straturi PP / PE / PP, care nu numai că are un punct de topire scăzut, dar are și rezistență ridicată la perforare și joacă un rol termic. asigurare.

Carcasă --- din oțel sau aluminiu, iar ansamblul capacului are funcția de rezistență la explozie și de oprire.

Principiul de funcționare al bateriei litiu-ion se referă la principiul său de încărcare și descărcare: la încărcarea bateriei, ionii de litiu sunt generați pe electrodul pozitiv al bateriei, iar ionii de litiu generați se deplasează la electrodul negativ prin electrolit.Carbonul ca electrod negativ are o structură stratificată, care are mulți micropori.Ionii de litiu care ajung la electrodul negativ sunt încorporați în microporii stratului de carbon.Cu cât sunt mai mulți ioni de litiu încorporați, cu atât este mai mare capacitatea de încărcare.

În mod similar, atunci când bateria este descărcată (adică procesul de utilizare a bateriei), ionul de litiu încorporat în stratul de carbon negativ iese și se mută înapoi la electrodul pozitiv.Cu cât mai mulți ioni de litiu revin la electrodul pozitiv, cu atât este mai mare capacitatea de descărcare.Ceea ce numim de obicei capacitatea bateriei se referă la capacitatea de descărcare.

Nu este greu de observat că în timpul procesului de încărcare și descărcare a bateriei litiu-ion, ionii de litiu sunt într-o stare de mișcare de la pozitiv → negativ → pozitiv.Dacă comparăm bateria cu litiu-ion cu un balansoar, cele două capete ale balansoarului sunt cei doi poli ai bateriei, iar litiu-ionul este ca un sportiv excelent care alergă înainte și înapoi la ambele capete ale balansoarului.Prin urmare, experții au dat bateriei litiu-ion un nume minunat de baterie pentru scaun balansoar.