Вы знаете принцип работы литий-ионных аккумуляторов?

Композиционный материал

Литий-ионные аккумуляторы в основном состоят из четырех основных частей: электрода, электролита, сепаратора и контейнера.

(1) Электрод дополнительно делится на материал положительного электрода и материал отрицательного электрода по своей полярности. Наиболее распространенный анодный материал - графит; существует много типов катодных материалов, и Shaowei Cai сделал исчерпывающий обзор типов и характеристик катодных материалов.

(2) Электролиты можно разделить на две категории: первая представляет собой водный раствор кислоты, основания или соли; другой - раствор органического электролита. Электролит является носителем для переноса ионов лития между положительным и отрицательным электродами, поэтому он определяет емкость, эффективность цикла, скорость, высокотемпературный и низкотемпературный разряд, хранение при высоких температурах, долговечность и безопасность батареи [23, 24] . Органический электролит обычно имеет следующий состав: растворитель, литиевая соль электролита и добавка. Обычно используемые органические растворители представляют собой этиленкарбонат, пропиленкарбонат, диметилкарбонат, диэтилкарбонат и этилметилкарбонат. Различные растворители имеют большое влияние на производительность аккумулятора. Например, растворитель с большой диэлектрической проницаемостью может уменьшить притяжение между ионами лития и полностью освободить ионы лития; температура вспышки растворителя определяет максимальную рабочую температуру ионов лития [25, 26]. Соли с ионами лития - это вещества, которые содержат ионы лития, и в основном они имеют два ряда неорганических солей и органических солей. Добавки - это вещества, которые значительно улучшают работу ионов лития. Например, пленкообразующая добавка может предотвратить разрушение электрода растворителем и улучшить емкость и срок службы литиевой вставки и делитирования электрода. В дополнение к этому, существуют добавки для защиты от перезаряда, добавки для повышения проводимости, добавки, замедляющие горение, и тому подобное.

(3) Разделительный слой представляет собой пленку из органического вещества, которая имеет множество зигзагообразных микропор. Такие микропоры могут препятствовать прохождению электролита с частицами большого размера, но ионы лития с частицами небольшого размера могут проходить свободно, образуя петлю подачи энергии внутри батареи. Таким образом, изоляционный слой разделяет положительный и отрицательный электроды на две части, что может предотвратить короткое замыкание внутри батареи и обеспечить изоляцию [27-29].

(4) Контейнер представляет собой упаковочный металлический корпус батареи, который в основном предназначен для сохранения формы батареи и защиты внутренней батареи. Внешний корпус батареи соединен с положительным и отрицательным полюсами батареи.

Принцип работы

Процесс зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов является Li + и встроен в анодные материалы, которые встраиваются и снимаются с процессом поглощения и выделения энергии. Для литий-ионной батареи, Li + из анодных материалов, внедренных через электролит в катод, анодные материалы после поглощения электроники, внедренной в образование высокоэнергетических внедренных соединений. Разряд литий-ионного аккумулятора:

Li + внедряется и высвобождает электроны из материалов анода, Li + через электролит к аноду, поглощение электронов, встроенных после заделки материала анода, образуют относительно стабильные соединения.

Положительные и отрицательные материалы литий-ионных батарей представляют собой смешанные проводники ионов и электронов, встроенных в соединения, а электроны могут перемещаться только в положительных и отрицательных материалах. Процесс зарядки и разрядки требует, чтобы ионы лития и электроны работали вместе. Это требует, чтобы материал литиево-ионного электрода обладал хорошей проводимостью и способностью к диффузии ионов, чтобы гарантировать, что электроны быстро проходят во внешнюю цепь через вывод электрода во время разряда, а ионы лития находятся в отрицательном электроде. После деинтеркаляции материал быстро диффундирует в электролит; ионы лития в электролите переносятся носителем к материалу положительного электрода и объединяются с электронами с образованием интеркалирующего соединения.

Страница содержит содержимое машинного перевода.