Štiri komponente litij-ionske baterije
Številni ljubitelji gospodinjskih aparatov se trenutno trudijo izdati brezžične palične sesalnike.
Mnogi ljudje obožujejo to napravo, saj je dovolj lahka, da jo lahko uporablja tudi otrok, hkrati pa ima odlično sesalno moč.
Li-ionske baterije so v veliki meri omogočile ustvarjanje brezžičnih sesalnikov.
Li-ionske baterije z visoko gostoto energije, ki so lahke, so učinkovitejše in imajo večjo zmogljivost kot običajne baterije.
se pogosto uporabljajo na različnih področjih, vključno z električnimi orodji, sistemi za shranjevanje energije, majhnimi napravami in IT opremo.
kot tudi električni avtomobili.
Danes preučimo Li-ionske baterije od zgoraj navzdol.
Katoda, anoda, elektrolit in Li-ionska baterija so sestavljene iz štirih komponent.
Ločilo
Katoda, anoda, elektrolit in separator so štiri bistvene komponente litij-ionske baterije.
Li-ionska baterija potrebuje vsako komponento, saj ne more delovati, če ena od njih ni.
"Katoda" Li-ionske baterije vpliva na njeno kapaciteto in napetost.
Litij v litij-ionski bateriji je podvržen kemičnim procesom za proizvodnjo energije.
Iz tega razloga se litij naravno vnaša v baterijo in območje, kjer se nahaja litij, je znano kot "katoda".
Litijev oksid se uporablja za katode, ker je litij v svoji elementarni obliki, ki je sestavljena iz litija in kisika, nestabilen.
Izraz "aktivni material" se nanaša na snov, kot je litijev oksid, ki blokira reakcijo elektrode prave baterije.
Z drugimi besedami, litijev oksid služi kot aktivna komponenta v katodi Li-ionske baterije.
Tanko aluminijasto folijo, ki se uporablja za podporo prevlečenega okvirja katode, lahko opazite, če katodo pogledate od blizu.
z uporabo mešanice aktivne snovi, prevodnega aditiva in veziva.
V učinkovini so prisotni litijevi ioni, za izboljšanje prevodnosti pa je dodan prevodni aditiv;
Poleg tega vezivo služi kot lepilo za pomoč pri pravilnem oprijemu prevodnega aditiva in aktivnega materiala na aluminijasto podlago.
Na lastnosti baterije močno vpliva katoda.
ker vrsta aktivnega materiala katode vpliva na napetost in kapaciteto baterije.
Zmogljivost se povečuje s količino prisotnega litija, napetost pa z višino potencialne razlike med katodo in anodo.
Odvisno od vrste je potencialna razlika med anodami in katodami običajno majhna za anode in nekoliko pomembna za katode.
Posledično je katoda ključnega pomena pri določanju napetosti baterije.
"Anoda" prenaša elektrone po žici.
Substrat anode je tako kot katoda prekrit z aktivnim materialom.
Funkcija aktivne snovi anode je omogočiti električni tok skozi zunanji tokokrog.
Litijevi ioni, ki jih oddaja katoda, se lahko pri tem reverzibilno absorbirajo ali sprostijo.
Med polnjenjem baterije se litijevi ioni zadržujejo na anodi in ne na katodi.
Ko sta katoda in anoda zdaj povezani s prevodno žico (v stanju razelektritve),
Elektrolit naravno omogoča vrnitev litijevih ionov na katodo,
in ločeni elektroni litijevih ionov (e-) tečejo po žici, medtem ko proizvajajo moč.
Uporaba stabilnega strukturiranega grafita za anode in nanos aktivne snovi na anodno podlago
vezivo in prevodni dodatek.
Idealne lastnosti grafita, in sicer njegova strukturna stabilnost in nizka elektrokemijska reaktivnost,
Material naj bi bil primeren za uporabo kot anoda glede na njegovo cenovno dostopnost in sposobnost shranjevanja velikih količin litijevih ionov.
"Elektrolit" omogoča izključno mobilnost ionov.
Rečeno je bilo, da litijevi ioni tečejo skozi elektrolit, medtem ko smo razpravljali o katodi in anodi.
in žica je napolnjena z elektroni.
To je nujno, da lahko baterija porablja energijo.
Ne bomo mogli uporabljati elektrike in naša varnost bo ogrožena, če bodo ioni šli skozi elektrolit.
Element, ki izpolnjuje to ključno funkcijo, je elektrolit.
Deluje kot vod, ki omogoča le litijevim ionom, da potujejo naprej in nazaj med katodo in anodo.
Materiali z visoko ionsko prevodnostjo se uporabljajo predvsem za elektrolit, tako da lahko litijevi ioni brez težav potujejo naprej in nazaj.
V elektrolitu so soli, topila in dodatki.
Litijevi ioni tečejo skozi soli, ki so raztopljene v organskih tekočinah, imenovanih topila.
in za določene cilje se dodatki dodajajo v omejenih količinah.
Ta metoda izdelave elektrolita preprečuje prehajanje elektronov in omogoča samo pretok ionov do elektrod.
Poleg tega vrsta elektrolita vpliva na to, kako hitro migrirajo litijevi ioni.
Zato se lahko uporabljajo samo elektroliti, ki izpolnjujejo stroge zahteve.
"Separator", neprepustna pregrada, ki ločuje katodo in anodo
Elektrolit in separator določata varnost akumulatorja, medtem ko katoda in anoda določata osnovno delovanje akumulatorja.
Separator drži katodo in anodo narazen tako, da deluje kot fizična pregrada.
Previdno omogoča samo ionom, da preidejo skozi notranjo drobno luknjico, hkrati pa ovira neposreden prehod elektronov.
Zato mora izpolnjevati vse fizikalne in elektrokemijske zahteve.
Današnji separatorji sintetične smole, kot sta polietilen (PE) in polipropilen (PP), so komercialno dostopni.
Preučili smo štiri ključne dejavnike, ki do zdaj vplivajo na delovanje Li-ionskih baterij.
Trenutno Samsung SDI pospešuje raziskave in razvoj novih materialov za izboljšanje delovanja baterije.
medtem ko vztrajno nadaljuje svoja prizadevanja za izboljšanje funkcionalnosti trenutnih materialov in ključnih tehnologij.
Z razvojem visokozmogljivih in visoko učinkovitih litij-ionskih baterij,
Samsung SDI želi prevzeti vodilno vlogo pri razvoju baterij, ki bodo izboljšale kakovost življenja ljudi po vsem svetu.
