Složení lithium-iontové baterie

Složení a recyklace lithium-iontové baterie

Thelithium-iontová bateriese skládá z elektrolytu, separátoru, katody a anody a pouzdra.

Elektrolytv lithium-iontové baterii může být gel nebo polymer nebo směs gelu a polymeru.

Elektrolyt v Li-ion bateriích funguje jako médium pro transport iontů v baterii.Obvykle se skládá ze solí lithia a organických rozpouštědel.Elektrolyt hraje klíčovou roli v transportu iontů mezi kladnými a zápornými elektrodami lithium-iontové baterie, což zajišťuje, že baterie může dosáhnout vysokého napětí a vysoké hustoty energie.Elektrolyt se obecně skládá z vysoce čistých organických rozpouštědel, lithiových elektrolytových solí a nezbytných přísad pečlivě spojených ve specifických poměrech za specifických podmínek.

Materiál katodytypy lithium-iontových baterií:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katodové materiály tvoří více než 30 % nákladů celé baterie.

Anodaobsahuje lithium-iontová baterie

Pak anodu lithium-iontové baterie tvoří asi 5-10 procent nákladů celé baterie.Anodové materiály na bázi uhlíku jsou běžně používaným anodovým materiálem pro lithium-iontové baterie.Ve srovnání s tradiční kovovou lithiovou anodou má vyšší bezpečnost a stabilitu.Anodové materiály na bázi uhlíku pocházejí převážně z přírodního a umělého grafitu, uhlíkových vláken a dalších materiálů.Mezi nimi je grafit hlavním materiálem, který má vysoký specifický povrch a elektrickou vodivost, a uhlíkové materiály mají také dobrou chemickou stabilitu a recyklovatelnost.Kapacita materiálů záporných elektrod na bázi uhlíku je však relativně nízká, což nemůže splnit požadavky některých aplikací na vyšší kapacitu.Proto v současné době probíhají výzkumy nových uhlíkových materiálů a kompozitních materiálů, které doufají, že dále zlepší kapacitu a životnost materiálů záporných elektrod na bázi uhlíku.

Stále má křemíko-uhlíkový negativní elektrodový materiál.Silikonový (Si) materiál: Ve srovnání s tradičními uhlíkovými zápornými elektrodami mají křemíkové záporné elektrody vyšší specifickou kapacitu a hustotu energie.Vzhledem k velké rychlosti roztahování křemíkového materiálu je však snadné způsobit objemovou expanzi elektrody, a tím zkrátit životnost baterie.

Oddělovačlithium-iontové baterie je důležitou součástí zajištění výkonu a bezpečnosti baterie.Hlavní funkcí separátoru je oddělit kladnou a zápornou elektrodu a zároveň může tvořit kanál pro pohyb iontů a udržovat potřebný elektrolyt.Výkon a související parametry separátoru lithium-iontových baterií jsou uvedeny následovně:

1. Chemická stabilita: Membrána by měla mít vynikající chemickou stabilitu, dobrou odolnost proti korozi a stárnutí v podmínkách organických rozpouštědel a může udržovat stabilní výkon za drsných podmínek, jako je vysoká teplota a vysoká vlhkost.

2. Mechanická pevnost: Separátor by měl mít dostatečnou mechanickou pevnost a elasticitu, aby byla zajištěna dostatečná pevnost v tahu a odolnost proti opotřebení, aby se zabránilo poškození během montáže nebo používání.

3. Iontová vodivost: V systému organického elektrolytu je iontová vodivost nižší než vodivost vodného elektrolytového systému, takže separátor by měl mít vlastnosti nízkého odporu a vysoké iontové vodivosti.Zároveň by pro snížení odporu měla být tloušťka separátoru co nejtenčí, aby byla plocha elektrody co největší.

4. Tepelná stabilita: Pokud během provozu baterie dojde k abnormalitám nebo poruchám, jako je přebití, nadměrné vybití a zkrat, musí mít separátor dobrou tepelnou stabilitu.Při určité teplotě by měla membrána změknout nebo se roztavit, čímž se zablokuje vnitřní obvod baterie a zabrání se bezpečnostním nehodám baterie.

5. Dostatečné smáčení a regulovatelná struktura pórů: Struktura pórů a povrchový povlak separátoru by měly mít dostatečnou regulovatelnost smáčení, aby zajistil separátor, čímž se zlepší výkon a životnost baterie.Obecně řečeno, mikroporézní membrány z polyethylenových vloček (PP) a polyetylenových vloček (PE) jsou v současnosti běžné membránové materiály a jejich cena je relativně nízká.Existují však i jiné materiály na oddělování lithium-iontových baterií, jako je polyester, které mají dobrý výkon, ale cena je poměrně vysoká.