Arbejdsprincippet for lithium-ion-batteri
I dag er lithium-ion-batterier meget almindelige. For eksempel er de mobiltelefoner, notebooks, tablets og andre enheder, vi bruger, afhængige af dem som strømkilder, men de færreste forstår lithium-ion-batteriers funktionsevne. Lad's lære sammen:
1. Introduktion til lithium-ion-batteri
& quot;Lithium-ion-batteri" refererer til et sekundært batteri sammensat af to forbindelser, der reversibelt kan indsætte og udvinde lithiumioner som de positive og negative elektroder. Når batteriet er opladet, ioniseres lithiumatomerne i katoden til lithiumioner og elektroner, og lithiumionerne bevæger sig til anoden for at syntetisere lithiumatomer med elektronerne. Under afladning ioniseres lithiumatomer fra anodeoverfladen i grafitkrystallen til lithiumioner og elektroner, og lithiumatomer syntetiseres ved katoden. Derfor vil lithium i dette batteri altid optræde i form af lithium-ion, og vil ikke optræde i form af metallisk lithium, så dette batteri kaldes et lithium-ion-batteri.
2. Lithium-ion batteri struktur
Lithium-ion-batterier er et alternativ til metal-lithium-batterier, der dukkede op i de sidste par år. Batteriets hovedkomponenter er positive og negative elektroder, elektrolyt, separator og hus.
Hovedmaterialer: positiv elektrode, negativ elektrode, elektrolyt, separator
Struktur: rund, firkantet, lamineret, snoet
Form: polymer (blød emballage), flydende lithium-ion (stålskal)
Positiv elektrode: Der anvendes en kulelektrode, der kan lagre lithium-ioner. Under afladning bliver lithium til lithium-ioner, hvilket efterlader batteriets anode for at nå katoden på lithium-ion-batteriet.
Anode: Materialet er valgt så tæt som muligt på potentialet for lithium, der kan indsættes i lithiumforbindelser, såsom forskellige kulstofmaterialer inklusive naturlig grafit, syntetisk grafit, kulfiber, mesofase kulstof osv. og metaloxider.
Elektrolyt: Et blandet opløsningsmiddelsystem, der bruger LiPF6 ethylencarbonat, propylencarbonat og lavviskositetsdiethylcarbonat og andre alkylcarbonater.
Membran: Brugen af polyolefin mikroporøse membraner såsom PE, PP eller deres sammensatte membraner, især PP/PE/PP tre-lags membranen har ikke kun et lavt smeltepunkt, men har også høj punkteringsmodstand, hvilket spiller en rolle i varme forsikring.
Skal: Den er lavet af stål eller aluminium, og dækslet har funktionen som eksplosionssikker og slukket.
3. Arbejdsprincippet for lithium-ion-batteri
Arbejdsprincippet for et lithium-ion-batteri refererer til dets opladnings- og afladningsprincip. Når batteriet er opladet, genereres lithiumioner på batteriets positive elektrode, og de genererede lithiumioner bevæger sig til den negative elektrode gennem elektrolytten. Kulstoffet som den negative elektrode har en lagdelt struktur. Den har mange mikroporer. Lithium-ionerne, der når den negative elektrode, er indlejret i kulstoflagets mikroporer. Jo flere lithium-ioner der indsættes, jo højere opladningskapacitet.
På samme måde, når batteriet er afladet (det vil sige når vi bruger batteriet), frigives lithium-ionerne indlejret i kullaget på den negative elektrode og bevæger sig tilbage til den positive elektrode. Jo flere lithiumioner der returneres til den positive elektrode, jo højere er afladningskapaciteten. Det, vi normalt kalder batterikapacitet, refererer til afladningskapaciteten.
Under opladning og afladning af lithium-ion-batterier er lithium-ioner i en bevægelsestilstand fra positiv → negativ → positiv. Hvis vi sammenligner lithium-ion-batteriet med en gyngestol, er de to ender af gyngestolen batteriets to poler, og lithium-ionen er som en fremragende atlet, der løber frem og tilbage i gyngestolens to ender. Derfor gav eksperterne lithium-ion-batteriet et dejligt navn, gyngestolsbatteri.
