22 лет персонализации аккумуляторов
APR 22, 2020 Вид страницы：442
Литиевые батареи в настоящее время являются одними из наиболее часто используемых в мобильной электронике и электромобилях. Есть несколько причин, по которым эти батареи используются вместо других аккумуляторных технологий. Например, в устройствах мобильной электроники используются литий-ионные батареи из-за их легкости и высокой плотности энергии.
Первое предложение по производству литиевых батарей было сделано в 1970-х годах, а затем, в начале 1990-х, компания Sony произвела первые литиевые батареи, продаваемые на рынке. С тех пор использование этих аккумуляторов резко возросло. В этой статье мы расскажем вам, как производятся эти батареи и как они влияют на окружающую среду.
Литиевые батареи состоят из четырех основных компонентов, включая следующие:
1. катод; Катод является положительным электродом и источником ионов лития. Количество активных ионов на катоде определяет емкость аккумулятора и его напряжение.
2. Узел: это отрицательный электрод, в котором хранятся ионы лития, когда батарея заряжена.
3.Электролит: это жидкость, которая действует как передающая среда для ионов лития, чтобы перемещаться между катодом и анодом.
4. Сепаратор: Отдельным является физический материал, который отделяет катод от анода, чтобы гарантировать, что они разделены.
Откуда литий, используемый в батареях?
Одним из основных материалов, используемых в литиевых батареях, является литий. Фактически это причина того, что эти батареи получили название литиевые батареи. Большая часть обнаруженного лития находится в Южной Америке, в таких странах, как Чили, Боливия, Аргентина. Есть и другие страны, где литий есть в небольших количествах. К ним относятся США, Китай, Зимбабве, Португалия, Бразилия и др.
Этот литий в большинстве случаев находится в соленых подземных водоемах. Затем жидкость из этих прудов откачивают и кладут на землю, чтобы она высохла и образовала карбонат лития вместе с другими соединениями металлов. Позже карбонат лития перерабатывается в чистый металлический литий, который используется для изготовления батарей.
Как производятся литиевые батареи?
Вот процедуры, необходимые для изготовления литиевых батарей.
1. Изготовление двух электродов
Первым этапом производства литиевых батарей является изготовление катода (положительного электрода) и анода (отрицательного электрода). Процесс изготовления двух электродов такой же. Разница в материалах, из которых изготовлен каждый из них. Анод изготавливается путем нанесения углеродного порошка на металлическую медную фольгу.
С другой стороны, катод изготавливается путем нанесения порошка оксида металлического лития на металлическую алюминиевую фольгу. Порошки как углерода, так и оксида металлического лития смешиваются с проводящим связующим для образования суспензии, прежде чем они будут нанесены на металлическую фольгу для образования необходимого покрытия. Толщина покрытия на аноде и катоде подбирается таким образом, чтобы обеспечить сохранение одинакового количества энергии на единицу площади на обоих электродах.
После покрытия фольги анода и катода порошковой суспензией их сушат в машине (печи) с регулируемой температурой. После высыхания фольга с покрытием разрезается на размер, который может поместиться в корпусе батареи.
2. сборка и упаковка
Теперь, когда катод и анод готовы, следующим шагом будет их сборка вместе с сепаратором. Два электрода помещают на определенном расстоянии друг от друга, а затем в середину помещают разделитель, который часто делается из полиолефина. Разделитель также имеет такую же форму и размер, как анод и катод.
С разделителем между анодом и катодом следующим шагом будет подключение электродов к их соответствующим клеммам. Подузел из двух электродов и сепаратора затем помещается в емкость, но оставляют место для впрыска электролита. Затем банку герметизируют с помощью лазерной сварки или нагрева.
Следующим шагом будет впрыскивание электролита в аккумулятор. Обычно используемый электролит для литиевых батарей - гексафторид лития (LiPF6). Процесс впрыска электролита в батарею должен производиться в сухом помещении, чтобы избежать смешивания электролита с водой. Это связано с тем, что электролиты реагируют с водой с образованием токсичных фтористоводородных кислот, которые являются опасными.
Когда электролит впрыснут и аккумулятор запломбирован, следующим шагом будет клеймение аккумулятора. Брендирование батареи включает добавление названия компании-производителя, ключевых советов по безопасности и основных характеристик батареи, если это необходимо. Большинство вышеперечисленных процессов, используемых при производстве этих аккумуляторов, автоматизированы для большинства компаний. Однако в некоторых небольших компаниях некоторые процессы выполняются вручную.
3. Какова экологическая стоимость литиевых батарей?
Процесс извлечения лития из земли и переработки его в чистый литий оказывает большое влияние на окружающую среду. Одна из проблем заключается в том, что для этого процесса требуется много воды. Исследования показывают, что для извлечения тонны лития требуется около 500 000 галлонов воды. Это может создать нехватку воды в других секторах, таких как сельское хозяйство и бытовое использование, особенно в очень засушливых регионах, таких как Чили, но в которых содержится большая часть лития в мире.
Другая проблема, возникающая во время процесса, - это утечка некоторых химикатов в основной поток воды. Эти химические вещества опасны для водных организмов и животных, которые питаются этой загрязненной водой. На самом деле между местными сообществами и компаниями по добыче лития было много столкновений из-за загрязнения водного потока, которое привело к гибели рыб и животных, пьющих зараженную воду.
Заключение
Литиевые батареи изменили правила игры в индустрии мобильной электроники и электромобилей. Они позволили хранить больше энергии на единицу объема, чем в других технологиях батарей. Металлический литий является основным компонентом этих батарей и добывается из земли.
Процессы, связанные с получением этого лития, сопряжены с несколькими экологическими издержками и привели к тому, что некоторые люди стали утверждать, что преимущества этой технологии не стоят затрат на охрану окружающей среды. Однако компании, добывающие этот металл, постоянно изобретают способы уменьшения негативного воздействия их процессов на окружающую среду.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
