Princípio de funcionamento e características da bateria de íon de lítio

A bateria de íon de lítio refere-se a uma bateria secundária composta por dois compostos que podem incorporar e desintegrar reversivelmente íons de lítio como eletrodos positivos e negativos.

Quando a bateria é carregada, os átomos de lítio no cátodo são ionizados em íons de lítio e elétrons, e os íons de lítio se movem para o ânodo para sintetizar átomos de lítio com elétrons.Durante a descarga, os átomos de lítio são ionizados da superfície interna do ânodo do cristal de grafite em íons e elétrons de lítio, e os átomos de lítio são sintetizados no cátodo.

A bateria de íon de lítio é um produto alternativo da bateria de lítio de metal.Os principais componentes da bateria são eletrodo positivo, eletrodo negativo, eletrólito, diafragma e invólucro.Entre eles, o mais importante eletrodo positivo, eletrodo negativo, eletrólito e diafragma também são conhecidos como os quatro principais materiais da bateria de lítio.

Eletrodo positivo - o eletrodo de carbono que pode absorver íons de lítio é usado.Durante a descarga, o lítio se transforma em íons de lítio, separa-se do ânodo da bateria e atinge o cátodo da bateria de íon-lítio.

Eletrodo negativo - os materiais devem ser compostos de lítio incorporados com potencial o mais próximo possível do potencial de lítio, como vários materiais de carbono, incluindo grafite natural, grafite sintético, fibra de carbono, carbono de bola pequena mesofásica e óxidos metálicos.

Eletrólito --- um sistema solvente misto composto de carbonato de etileno, carbonato de propileno e carbonato dietílico de baixa viscosidade de LiPF6.

Diafragma --- membranas microporosas de poliolefinas como PE, PP ou suas membranas compostas são adotadas, especialmente diafragma de três camadas PP / PE / PP, que não apenas possui baixo ponto de fusão, mas também possui alta resistência à perfuração e desempenha um papel de proteção térmica seguro.

Shell --- feito de aço ou alumínio, e o conjunto da tampa tem a função de à prova de explosão e desligamento.

O princípio de funcionamento da bateria de íons de lítio refere-se ao princípio de carga e descarga: ao carregar a bateria, os íons de lítio são gerados no eletrodo positivo da bateria e os íons de lítio gerados se movem para o eletrodo negativo através do eletrólito.O carbono como eletrodo negativo tem uma estrutura em camadas, que possui muitos microporos.Os íons de lítio que atingem o eletrodo negativo são incorporados nos microporos da camada de carbono.Quanto mais íons de lítio incorporados, maior a capacidade de carga.

Da mesma forma, quando a bateria está descarregada (ou seja, o processo de uso da bateria), o íon de lítio embutido na camada negativa de carbono sai e volta para o eletrodo positivo.Quanto mais íons de lítio retornarem ao eletrodo positivo, maior será a capacidade de descarga.O que costumamos chamar de capacidade da bateria refere-se à capacidade de descarga.

Não é difícil ver que durante o processo de carga e descarga da bateria de íons de lítio, os íons de lítio estão em um estado de movimento de positivo → negativo → positivo.Se compararmos a bateria de íon de lítio a uma cadeira de balanço, as duas extremidades da cadeira de balanço são os dois pólos da bateria, e o íon de lítio é como um excelente atleta correndo para frente e para trás em ambas as extremidades da cadeira de balanço.Portanto, os especialistas deram à bateria de íon-lítio um belo nome de bateria de cadeira de balanço.