Sastav litij-ionske baterije

Sastav i recikliranje litij-ionske baterije

Thelitij-ionska baterijasastoji se od elektrolita, separatora, katode i anode i kućišta.

Elektrolitu litij-ionskoj bateriji može biti gel ili polimer, ili mješavina gela i polimera.

Elektrolit u Li-ion baterijama djeluje kao medij za prijenos iona u bateriji.Obično se sastoji od litijevih soli i organskih otapala.Elektrolit igra ključnu ulogu u prijenosu iona između pozitivne i negativne elektrode litij-ionske baterije, osiguravajući da baterija može postići visok napon i visoku gustoću energije.Elektrolit se općenito sastoji od organskih otapala visoke čistoće, soli litijevog elektrolita i potrebnih aditiva pažljivo kombiniranih u određenim omjerima pod određenim uvjetima.

Materijal katodevrste litij-ionske baterije:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katodni materijali čine preko 30% troškova cijele baterije.

Anodalitij-ionska baterija sadrži

Tada se anoda litij-ionske baterije sastoji od oko 5-10 posto troškova cijele baterije.Anodni materijali na bazi ugljika često su korišteni anodni materijali za litij-ionske baterije.U usporedbi s tradicionalnom metalnom litijskom anodom, ima veću sigurnost i stabilnost.Anodni materijali na bazi ugljika uglavnom dolaze od prirodnog i umjetnog grafita, ugljičnih vlakana i drugih materijala.Među njima, grafit je glavni materijal koji ima visoku specifičnu površinu i električnu vodljivost, a ugljični materijali također imaju dobru kemijsku stabilnost i mogućnost recikliranja.Međutim, kapacitet materijala negativnih elektroda na bazi ugljika je relativno nizak, što ne može zadovoljiti zahtjeve nekih aplikacija za većim kapacitetom.Stoga se trenutno provode neka istraživanja novih ugljičnih materijala i kompozitnih materijala, u nadi da će se dodatno poboljšati kapacitet i životni vijek materijala negativnih elektroda na bazi ugljika.

Još uvijek ima materijal negativne elektrode silicij-ugljik.Materijal od silicija (Si): U usporedbi s tradicionalnim negativnim elektrodama od ugljika, negativne elektrode od silicija imaju veći specifični kapacitet i gustoću energije.Međutim, zbog velike brzine širenja silikonskog materijala, lako je uzrokovati proširenje volumena elektrode, čime se skraćuje vijek trajanja baterije.

Razdjelniklitij-ionske baterije važan je dio osiguravanja učinkovitosti i sigurnosti baterije.Glavna funkcija separatora je odvajanje pozitivne i negativne elektrode, a istovremeno može formirati kanal za kretanje iona i održavati potreban elektrolit.Učinkovitost i povezani parametri separatora litij-ionskih baterija predstavljeni su kako slijedi:

1. Kemijska stabilnost: Dijafragma bi trebala imati izvrsnu kemijsku stabilnost, dobru otpornost na koroziju i starenje u uvjetima organskog otapala i može održavati stabilne performanse u teškim uvjetima kao što su visoka temperatura i visoka vlažnost.

2. Mehanička čvrstoća: Separator treba imati dovoljnu mehaničku čvrstoću i elastičnost kako bi se osigurala dovoljna vlačna čvrstoća i otpornost na habanje kako bi se spriječilo oštećenje tijekom sastavljanja ili uporabe.

3. Ionska vodljivost: U sustavu organskog elektrolita, ionska vodljivost je niža od vodenog elektrolitskog sustava, tako da bi separator trebao imati karakteristike niskog otpora i visoke ionske vodljivosti.U isto vrijeme, kako bi se smanjio otpor, debljina separatora treba biti što tanja kako bi površina elektrode bila što veća.

4. Toplinska stabilnost: Kada se tijekom rada baterije dogode abnormalnosti ili kvarovi kao što su prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje i kratki spoj, separator mora imati dobru toplinsku stabilnost.Na određenoj temperaturi, dijafragma bi trebala omekšati ili se otopiti, blokirajući tako unutarnji strujni krug baterije i sprječavajući sigurnosne nezgode baterije.

5. Dovoljno vlaženje i struktura pora koja se može kontrolirati: Struktura pora i površinski premaz separatora trebaju imati dovoljnu mogućnost kontrole vlaženja kako bi se osigurao separator, čime se poboljšava snaga i životni vijek baterije.Općenito govoreći, mikroporozne dijafragme od polietilenskih pahuljica (PP) i polietilenskih pahuljica (PE) trenutačno su uobičajeni materijali za dijafragme, a cijena im je relativno niska.Ali postoje i drugi materijali za odvajanje litij-ionskih baterija, poput poliestera, koji imaju dobre performanse, ali je cijena relativno visoka.