De fire komponentene i et Li-ion-batteri
Mange husholdningsapparater prøver for tiden å frigjøre batteridrevne stavstøvsugere.
Mange elsker dette apparatet siden det er lett nok for selv en ungdom å bruke, samtidig som det har utmerket sugestyrke.
Li-ion-batterier gjorde det i hovedsak mulig å lage trådløse støvsugere.
Høy energitetthet, men likevel lette Li-ion-batterier er mer effektive og har høyere kapasitet enn konvensjonelle batterier.
brukes ofte i en rekke felt, inkludert elektroverktøy, energilagringssystemer, små apparater og IT-utstyr.
samt elbiler.
I dag, la oss undersøke Li-ion-batterier fra topp til bunn.
Katode, anode, elektrolytt og Li-ion-batteriet består av fire komponenter.
Separator
Katode, anode, elektrolytt og separator er de fire essensielle komponentene i et litiumionbatteri.
Et Li-ion-batteri trenger hver eneste komponent siden den ikke kan fungere hvis en av dem er fraværende.
Et Li-ion-batteris "katode" påvirker kapasiteten og spenningen.
Litiumet i et litiumionbatteri gjennomgår kjemiske prosesser for å produsere strøm.
Av denne grunn blir litium naturlig introdusert i batteriet, og området der litiumet befinner seg er kjent som "katoden".
Litiumoksid brukes til katoder fordi litium i sin elementære form, som består av litium og oksygen, er ustabil.
Begrepet "aktivt materiale" refererer til et stoff som litiumoksid som blokkerer elektrodereaksjonen til det virkelige batteriet.
Litiumoksid fungerer med andre ord som den aktive komponenten i katoden til et Li-ion-batteri.
En tynn aluminiumsfolie som brukes til å støtte katodens belagte ramme kan sees hvis du ser nøye på katoden.
ved bruk av en blanding av et aktivt stoff, et ledende tilsetningsstoff og et bindemiddel.
Litiumioner er tilstede i det aktive stoffet, og et ledende additiv tilsettes for å forbedre ledningsevnen;
I tillegg tjener bindemidlet som et klebemiddel for å hjelpe til med riktig adhesjon av det ledende tilsetningsstoffet og det aktive materialet til aluminiumssubstratet.
Batteriets egenskaper er sterkt påvirket av katoden.
fordi katodens aktive materialtype påvirker batteriets spenning og kapasitet.
Kapasiteten øker med mengden litium som er tilstede, og spenningen øker med størrelsen på potensialforskjellen mellom katoden og anoden.
Avhengig av typen er potensialforskjellen mellom anoder og katoder vanligvis liten for anoder og noe betydelig for katoder.
Som et resultat er katoden avgjørende for å bestemme batteriets spenning.
"Anode" sender elektroner nedover en ledning.
Anodesubstratet er dekket med aktivt materiale, akkurat som katoden.
Funksjonen til anodens aktive stoff er å tillate elektrisk strøm å passere via den eksterne kretsen.
Litiumioner som sendes ut fra katoden kan absorberes eller frigjøres reversibelt mens du gjør det.
Litiumioner holdes i anoden, ikke katoden, når batteriet lades.
Når katoden og anoden nå er forbundet med en ledende ledning (i utladningstilstand),
Elektrolytten lar naturlig litiumioner gå tilbake til katoden,
og litiumionenes separerte elektroner (e-) strømmer nedover ledningen mens de produserer kraft.
Bruk av stabil strukturert grafitt til anoder og belegg av aktivt materiale på anodesubstratet
et bindemiddel og et ledende additiv.
Grafittens ideelle egenskaper, nemlig dens strukturelle stabilitet og lave elektrokjemiske reaktivitet,
Materialet antas å være egnet for bruk som en anode gitt dets rimelighet og kapasitet til å lagre store mengder litiumioner.
"Elektrolytt" tillater kun ionemobilitet.
Det ble sagt at litiumioner strømmer gjennom elektrolytten mens man diskuterer katode og anode.
og ledningen er fylt med elektroner.
Dette er avgjørende for å la et batteri forbruke strøm.
Vi vil ikke kunne bruke strøm, og sikkerheten vår vil være i fare hvis ioner passerer gjennom elektrolytten.
Elementet som oppfyller denne avgjørende funksjonen er elektrolytten.
Den fungerer som ledningen som lar bare litiumioner bevege seg frem og tilbake mellom katoden og anoden.
Materialer med høy ionisk ledningsevne brukes først og fremst for elektrolytten slik at litiumioner lett kan bevege seg frem og tilbake.
Det er salter, løsemidler og tilsetningsstoffer i elektrolytten.
Litiumioner strømmer gjennom saltene, som er oppløst i organiske væsker kalt løsemidler.
og for visse formål introduseres tilsetningsstoffene i begrensede mengder.
Denne metoden for å lage elektrolytt forhindrer elektroner i å passere gjennom og tillater bare ioner å strømme til elektrodene.
I tillegg påvirker typen elektrolytt hvor raskt litiumioner migrerer.
Derfor kan kun elektrolytter som overholder strenge krav benyttes.
"Separator," den ugjennomtrengelige skilleveggen som skiller katode og anode
Elektrolytten og separatoren definerer et batteris sikkerhet, mens katoden og anoden bestemmer batteriets grunnleggende ytelse.
Separator holder katode og anode fra hverandre ved å fungere som en fysisk barriere.
Den lar forsiktig bare ionene passere gjennom det indre lille hullet mens den hindrer direkte passasje av elektroner.
Den må dermed oppfylle alle de fysiske og elektrokjemiske kravene.
Dagens syntetiske harpiksseparatorer, slik som polyetylen (PE) og polypropylen (PP), er kommersielt tilgjengelige.
Vi har undersøkt de fire nøkkelfaktorene som påvirker hvor godt Li-ion-batterier fungerer så langt.
For tiden trapper Samsung SDI opp forskning og utvikling av nye materialer for å forbedre batteriytelsen.
samtidig som den stadig fortsetter sin innsats for å forbedre funksjonaliteten til gjeldende materialer og nøkkelteknologier.
Gjennom utvikling av høykapasitets, høyeffektive Li-ion-batterier,
Samsung SDI ønsker å gå foran i utviklingen av batterier som vil forbedre livskvaliteten for mennesker over hele verden.
