¿Conoce el principio de funcionamiento de las baterías de iones de litio?

Material de composicion

Las baterías de iones de litio se componen principalmente de cuatro partes básicas: electrodo, electrolito, separador y contenedor.

(1) El electrodo se divide además en un material de electrodo positivo y un material de electrodo negativo por su polaridad. El material de ánodo más común es el grafito; Hay muchos tipos de materiales de cátodos, y Shaowei Cai ha hecho un resumen completo de los tipos y características de los materiales de cátodos.

(2) Los electrolitos se pueden dividir en dos categorías: una es una solución acuosa de un ácido, una base o una sal; el otro es una solución de electrolitos orgánicos. El electrolito es el portador para la transferencia de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo, por lo que determina la capacidad, la eficiencia del ciclo, la velocidad, la descarga a alta y baja temperatura, el almacenamiento a alta temperatura, la longevidad y la seguridad de la batería [23, 24] . El electrolito orgánico tiene generalmente la siguiente composición: un disolvente, una sal de litio electrolítica y un aditivo. Los disolventes orgánicos comúnmente usados son carbonato de etileno, carbonato de propileno, carbonato de dimetilo, carbonato de dietilo y carbonato de metilo de etilo. Los diferentes disolventes tienen una gran influencia en el rendimiento de la batería. Por ejemplo, un solvente con una constante dieléctrica grande puede reducir la atracción entre los iones de litio y liberalizar completamente los iones de litio; el punto de inflamación del disolvente determina la temperatura máxima de funcionamiento de los iones de litio [25, 26]. Las sales de iones de litio son sustancias que proporcionan iones de litio, y tienen principalmente dos series de sales inorgánicas y sales orgánicas. Los aditivos son sustancias que mejoran significativamente el rendimiento de los iones de litio. Por ejemplo, el aditivo formador de película puede prevenir la destrucción del electrodo por el solvente y mejorar la capacidad y el ciclo de vida de la inserción y delitiación de litio del electrodo. Además de esto, existen aditivos anti-sobrecarga, aditivos de conductividad, aditivos retardadores de llama y similares.

(3) La capa de separación es una película de materia orgánica y la película tiene abundantes microporos en zigzag. Dichos microporos pueden evitar el paso de un electrolito de gran tamaño de partícula, pero los iones de litio que tienen un tamaño de partícula pequeño pueden pasar libremente, formando un bucle de activación dentro de la batería. Por lo tanto, la capa de aislamiento divide los electrodos positivo y negativo en dos partes, lo que puede evitar un cortocircuito dentro de la batería y proporcionar aislamiento [27-29].

(4) El contenedor es una carcasa metálica de embalaje de la batería, que funciona principalmente para mantener la forma de la batería y proteger la batería interna. La carcasa exterior de la batería está conectada a los polos positivo y negativo de la batería.

El principio de funcionamiento de

El proceso de carga y descarga de la batería de iones de litio es Li + e incrustado en los materiales del ánodo se incrusta y despega con el proceso de absorción y liberación de energía. Para la batería de iones de litio, Li + de los materiales del ánodo incrustados, a través del electrolito al cátodo, los materiales del ánodo después de la absorción de componentes electrónicos incrustados en la formación de compuestos incrustados de alta energía. Descarga de la batería de iones de litio:

Li + incrustado y libera electrones de los materiales del ánodo, Li + a través del electrolito al ánodo, la absorción de componentes electrónicos incrustados después de incrustar el material del ánodo forma compuestos relativamente estables.

Los materiales positivos y negativos de las baterías de iones de litio son conductores mixtos de iones y electrones incrustados en compuestos, y los electrones solo pueden moverse en los materiales positivos y negativos. El proceso de carga y descarga requiere que los iones de litio y los electrones trabajen juntos. Esto requiere que el material del electrodo de iones de litio tenga buena conductividad y capacidad de difusión de iones para garantizar que los electrones se conduzcan rápidamente al circuito externo a través de la lengüeta del electrodo durante la descarga, y que los iones de litio estén en el electrodo negativo. Una vez desintercalado el material, se difunde rápidamente en el electrolito; los iones de litio en el electrolito son transportados al material del electrodo positivo por el portador y se combinan con electrones para formar un compuesto de intercalación.

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