Zasada działania baterii litowo-jonowej
W dzisiejszych czasach baterie litowo-jonowe są bardzo popularne. Na przykład telefony komórkowe, notebooki, tablety i inne urządzenia, których używamy, wykorzystują je jako źródła zasilania, ale niewiele osób rozumie moc roboczą akumulatorów litowo-jonowych. Niech' nauczmy się razem:
1. Wprowadzenie do baterii litowo-jonowej
& quot;Akumulator litowo-jonowy" odnosi się do baterii wtórnej złożonej z dwóch związków, które mogą odwracalnie wstawiać i ekstrahować jony litu jako elektrody dodatnie i ujemne. Gdy akumulator jest naładowany, atomy litu w katodzie jonizują się w jony litu i elektrony, a jony litu przemieszczają się do anody, aby zsyntetyzować atomy litu z elektronami. Podczas wyładowania atomy litu są jonizowane z powierzchni anody w krysztale grafitu na jony litu i elektrony, a atomy litu są syntetyzowane na katodzie. Dlatego w tej baterii lit zawsze pojawi się w postaci litowo-jonowej, a nie w postaci litu metalicznego, więc ta bateria nazywa się baterią litowo-jonową.
2. Struktura baterii litowo-jonowej
Baterie litowo-jonowe są alternatywą dla metalowych baterii litowych, które pojawiły się w ciągu ostatnich kilku lat. Głównymi elementami akumulatora są elektrody dodatnie i ujemne, elektrolit, separator i obudowa.
Główne materiały: elektroda dodatnia, elektroda ujemna, elektrolit, separator
Struktura: okrągła, kwadratowa, laminowana, uzwojona
Forma: polimer (opakowanie miękkie), płynny jon litu (powłoka stalowa)
Elektroda dodatnia: Stosowana jest elektroda węglowa, która może przechowywać jony litu. Podczas rozładowania lit staje się jonami litu, pozostawiając anodę akumulatora, aby dotrzeć do katody akumulatora litowo-jonowego.
Anoda: Materiał dobiera się tak, aby był jak najbardziej zbliżony do potencjału litu, który można wprowadzić do związków litu, takich jak różne materiały węglowe, w tym grafit naturalny, grafit syntetyczny, włókno węglowe, węgiel mezofazowy itp. oraz tlenki metali.
Elektrolit: Mieszany układ rozpuszczalników wykorzystujący węglan etylenu LiPF6, węglan propylenu i węglan dietylu o niskiej lepkości oraz inne węglany alkilowe.
Membrana: Zastosowanie mikroporowatych membran poliolefinowych, takich jak PE, PP lub ich membran kompozytowych, zwłaszcza membrana trójwarstwowa PP/PE/PP ma nie tylko niską temperaturę topnienia, ale także wysoką odporność na przebicie, która odgrywa rolę w cieple ubezpieczenie.
Powłoka: jest wykonana ze stali lub aluminium, a zespół pokrywy ma funkcję przeciwwybuchową i wyłączającą.
3. Zasada działania baterii litowo-jonowej
Zasada działania akumulatora litowo-jonowego odnosi się do zasady jego ładowania i rozładowania. Gdy akumulator jest ładowany, jony litu są generowane na elektrodzie dodatniej akumulatora, a generowane jony litu przemieszczają się do elektrody ujemnej przez elektrolit. Węgiel jako elektroda ujemna ma strukturę warstwową. Posiada wiele mikroporów. Jony litu, które docierają do elektrody ujemnej, są osadzone w mikroporach warstwy węgla. Im więcej jonów litu zostanie wprowadzonych, tym wyższa pojemność ładowania.
Podobnie, gdy bateria jest rozładowana (czyli gdy używamy baterii), jony litu osadzone w warstwie węglowej elektrody ujemnej są uwalniane i wracają do elektrody dodatniej. Im więcej jonów litu powraca do elektrody dodatniej, tym wyższa zdolność rozładowania. To, co zwykle nazywamy pojemnością baterii, odnosi się do pojemności rozładowania.
Podczas procesu ładowania i rozładowywania akumulatorów litowo-jonowych jony litu są w stanie ruchu od dodatniego → ujemnego → dodatniego. Jeśli porównamy baterię litowo-jonową z bujanym fotelem, dwa końce bujanego fotela to dwa bieguny akumulatora, a litowo-jonowy jest jak doskonały sportowiec biegający tam iz powrotem po obu końcach bujanego fotela. Dlatego eksperci nadali akumulatorowi litowo-jonowemu uroczą nazwę, akumulator do fotela bujanego.
