Ključne komponente litijevih baterija

• Temeljne komponente litijske baterije uglavnom se sastoje od sljedeća četiri dijela:

1. Pozitivna elektroda (katoda):Litij metalni oksidni materijali poput litij kobalt oksida (Licoo ₂), litij željezo fosfat (LifePO ₄) ili ternarni materijali (poput NCM: litij nikla kobalt kobalt mangan oksid).
2. Negativna elektroda (anoda):Grafit (ugljični materijal) se obično koristi, a litijevi ioni ugrađeni su između grafitnih slojeva tijekom punjenja.
3. Elektrolit:Organska otopina koja sadrži litijeve soli (poput LIPF -a ₆) kao medij za migraciju litij iona.
4. Diafragma:Porozni polimerni film (poput polietilena/polipropilena) koji omogućava da litijev ioni prođu, ali sprječava izravan protok elektrona, sprečavajući kratke spojeve.

• Ključne karakteristike

1. Visoka gustoća energije:Litij ima malu atomsku težinu, visoku oksidacijsku smanjenju potencijala i može pohraniti veliku količinu energije po jedinici mase/volumena.
2. Nema memorijskog učinka:može se naplatiti i otpustiti u bilo koje vrijeme bez utjecaja na kapacitet.
3. Niska stopa samo -pražnjenja:Mjesečna stopa samo -pražnjenja iznosi oko 12%, što je bolje od baterija vodika nikla.
4. Život ciklusa:Obično 500 do 2000 ciklusa pražnjenja punjenja (ovisno o materijalu i dizajnu).

• Sigurnost i izazovi

1. Rizik od termalne rumave:

Prekomjerno punjenje, visoka temperatura ili fizička oštećenja mogu uzrokovati raspadanje elektrolita, puknuće dijafragme, kratki spoj ili čak požar (poput litij -kobalt oksidnih baterija).
2. Smjer poboljšanja:

(1) Koristite stabilnije materijale s pozitivnim elektrodama (poput litij željeznog fosfata Lifepo ₄).

(2) Optimizirajte elektrolite (poput čvrstih elektrolita).

(3) Dodajte zaštitne krugove (BMS, sustav za upravljanje baterijom).

• Sažetak:

Litijeve baterije postižu pretvorbu električne i kemijske energije reverzibilnom migracijom litijevih iona između pozitivnih i negativnih elektroda. Njegova visoka gustoća energije i dugi životni vijek ciklusa čine ga osnovnom energetskom tehnologijom za prijenosne elektroničke uređaje, električna vozila i sustave za skladištenje energije. Budući smjerovi u razvoju uključuju poboljšanje sigurnosti (poput baterija od čvrstog stanja), smanjenje troškova i povećanje gustoće energije.