De fire komponenter i et Li-ion-batteri
Mange husholdningsapparater kæmper i øjeblikket for at frigive ledningsfri stavstøvsugere.
Mange mennesker elsker dette apparat, da det er let nok til selv en ung at bruge, mens det stadig har fremragende sugestyrke.
Li-ion-batterier gjorde det muligt for hovedparten at skabe trådløse støvsugere.
Høj energitæthed, men alligevel lette Li-ion-batterier er mere effektive og har en højere kapacitet end konventionelle batterier.
bruges ofte inden for en række forskellige områder, herunder elværktøj, energilagringssystemer, små apparater og it-udstyr.
samt elbiler.
Lad os i dag undersøge Li-ion-batterier fra top til bund.
Katode, anode, elektrolyt og Li-ion-batteriet består af fire komponenter.
Separator
Katode, anode, elektrolyt og separator er de fire væsentlige komponenter i et lithium-ion-batteri.
Et Li-ion-batteri har brug for hver eneste komponent, da den ikke kan fungere, hvis en af dem er fraværende.
Et Li-ion batteris "katode" påvirker dets kapacitet og spænding.
Lithium i et lithium-ion batteri gennemgår kemiske processer for at producere strøm.
Af denne grund indføres lithium naturligt i batteriet, og det område, hvor lithium er placeret, er kendt som "katoden".
Lithiumoxid bruges til katoder, fordi lithium i sin elementære form, som består af lithium og oxygen, er ustabil.
Udtrykket "aktivt materiale" refererer til et stof som lithiumoxid, der blokerer elektrodereaktionen af det rigtige batteri.
Med andre ord tjener lithiumoxid som den aktive komponent i katoden på et Li-ion-batteri.
En tynd aluminiumsfolie, der bruges til at understøtte katodens belagte ramme, kan ses, hvis du ser nærmere på katoden.
ved anvendelse af en blanding af et aktivt stof, et ledende additiv og et bindemiddel.
Lithiumioner er til stede i det aktive stof, og et ledende additiv tilsættes for at forbedre ledningsevnen;
Derudover tjener bindemidlet som et klæbemiddel for at hjælpe med den korrekte vedhæftning af det ledende additiv og det aktive materiale til aluminiumsubstratet.
Batteriets egenskaber er stærkt påvirket af katoden.
fordi katodens aktive materialetype påvirker batteriets spænding og kapacitet.
Kapaciteten stiger med mængden af tilstedeværende lithium, og spændingen stiger med størrelsen af potentialforskellen mellem katoden og anoden.
Afhængigt af typen er potentialforskellen mellem anoder og katoder typisk mindre for anoder og noget væsentlig for katoder.
Som følge heraf er katoden afgørende for at bestemme batteriets spænding.
"Anode" sender elektroner ned ad en ledning.
Anodesubstratet er dækket af aktivt materiale ligesom katoden.
Funktionen af anodens aktive stof er at tillade elektrisk strøm at passere via det eksterne kredsløb.
Lithiumioner, der udsendes fra katoden, kan absorberes eller frigives reversibelt, mens du gør det.
Lithium-ioner holdes i anoden, ikke katoden, når batteriet oplades.
Når katoden og anoden nu er forbundet med en ledende ledning (i en afladningstilstand),
Elektrolytten tillader naturligt lithium-ioner at vende tilbage til katoden,
og lithium-ionernes adskilte elektroner (e-) strømmer ned ad ledningen, mens de producerer strøm.
Anvendelse af stabilt struktureret grafit til anoder og belægning af aktivt materiale på anodesubstratet
et bindemiddel og et ledende additiv.
Grafits ideelle egenskaber, nemlig dens strukturelle stabilitet og lave elektrokemiske reaktivitet,
Materialet menes at være egnet til brug som en anode på grund af dets overkommelighed og kapacitet til at opbevare store mængder lithiumioner.
"Elektrolyt" tillader udelukkende ionmobilitet.
Det blev sagt, at lithium-ioner strømmer gennem elektrolytten, mens man diskuterer katode og anode.
og ledningen er fyldt med elektroner.
Dette er vigtigt for at lade et batteri forbruge strøm.
Vi vil ikke være i stand til at bruge elektricitet, og vores sikkerhed vil være i fare, hvis ioner passerer gennem elektrolytten.
Det element, der opfylder denne afgørende funktion, er elektrolytten.
Det fungerer som den ledning, der tillader kun lithiumioner at bevæge sig frem og tilbage mellem katoden og anoden.
Materialer med høj ionisk ledningsevne anvendes primært til elektrolytten, således at lithiumioner let kan bevæge sig frem og tilbage.
Der er salte, opløsningsmidler og tilsætningsstoffer i elektrolytten.
Lithiumioner strømmer gennem saltene, som er opløst i organiske væsker kaldet opløsningsmidler.
og til visse formål indføres tilsætningsstofferne i begrænsede mængder.
Denne metode til fremstilling af elektrolyt forhindrer elektroner i at passere igennem og tillader kun ioner at strømme til elektroderne.
Derudover påvirker typen af elektrolyt, hvor hurtigt lithiumioner migrerer.
Derfor kan kun elektrolytter, der overholder strenge krav, anvendes.
"Separator," den uigennemtrængelige skillevæg, der adskiller katode og anode
Elektrolytten og separatoren definerer et batteris sikkerhed, mens katoden og anoden bestemmer batteriets grundlæggende ydeevne.
Separator holder katode og anode adskilt ved at fungere som en fysisk barriere.
Det tillader forsigtigt kun ionerne at passere gennem det indre lille hul, mens det forhindrer den direkte passage af elektroner.
Det skal således opfylde alle de fysiske og elektrokemiske krav.
Dagens syntetiske harpiksseparatorer, såsom polyethylen (PE) og polypropylen (PP), er kommercielt tilgængelige.
Vi har undersøgt de fire nøglefaktorer, der påvirker, hvor godt Li-ion-batterier fungerer indtil videre.
I øjeblikket optrapper Samsung SDI forskning og udvikling af nye materialer til forbedring af batteriets ydeevne.
samtidig med at de konstant fortsætter sine bestræbelser på at forbedre funktionaliteten af nuværende materialer og nøgleteknologier.
Gennem udvikling af højkapacitets, højeffektive Li-ion-batterier,
Samsung SDI ønsker at gå forrest i udviklingen af batterier, der vil forbedre livskvaliteten for mennesker over hele verden.
