Princip rada litijum jonske baterije
Danas su litijum-jonske baterije veoma česte. Na primjer, mobilni telefoni, prijenosni računari, tableti i drugi uređaji koje koristimo oslanjaju se na njih kao izvore napajanja, ali malo ljudi razumije radnu snagu litijum-jonskih baterija. Hajde da' naučimo zajedno:
1. Uvod u litijum-jonsku bateriju
& quot;Litijum-jonska baterija" odnosi se na sekundarnu bateriju sastavljenu od dva spoja koja mogu reverzibilno ubaciti i izvući litijeve ione kao pozitivne i negativne elektrode. Kada se baterija napuni, atomi litija na katodi ioniziraju se u litijeve ione i elektrone, a litijevi ioni se kreću do anode kako bi sintetizirali atome litija s elektronima. Tokom pražnjenja, atomi litija se jonizuju sa površine anode u kristalu grafita u litijumove ione i elektrone, a atomi litija se sintetišu na katodi. Stoga će se u ovoj bateriji litijum uvijek pojaviti u obliku litijum jona, a neće se pojaviti u obliku metalnog litijuma, pa se ova baterija naziva litijum jonska baterija.
2. Struktura litijum-jonske baterije
Litijum-jonske baterije su alternativa metalnim litijumskim baterijama koje su se pojavile u poslednjih nekoliko godina. Glavne komponente baterije su pozitivne i negativne elektrode, elektrolit, separator i kućište.
Glavni materijali: pozitivna elektroda, negativna elektroda, elektrolit, separator
Struktura: okrugla, kvadratna, laminirana, namotana
Oblik: polimer (meko pakovanje), tečni litijum jon (čelična školjka)
Pozitivna elektroda: Koristi se ugljična elektroda koja može pohraniti litijeve ione. Tokom pražnjenja, litijum postaje litijum joni, ostavljajući anodu baterije da stigne do katode litijum jonske baterije.
Anoda: Materijal je odabran tako da bude što je moguće bliži potencijalu litijuma koji se može umetnuti u jedinjenja litijuma, kao što su različiti ugljični materijali uključujući prirodni grafit, sintetički grafit, karbonska vlakna, mezofazni ugljik, itd. i metalne okside.
Elektrolit: Mješoviti sistem rastvarača koji koristi LiPF6 etilen karbonat, propilen karbonat i dietil karbonat niskog viskoziteta i druge alkil karbonate.
Dijafragma: Upotreba poliolefinskih mikroporoznih membrana kao što su PE, PP ili njihove kompozitne membrane, posebno PP/PE/PP troslojna membrana ne samo da ima nisku tačku topljenja, već ima i visoku otpornost na probijanje, što igra ulogu u toplini osiguranje.
Oklop: Izrađen je od čelika ili aluminijuma, a sklop poklopca ima funkciju zaštite od eksplozije i isključivanja.
3. Princip rada litijum jonske baterije
Princip rada litijum-jonske baterije odnosi se na njen princip punjenja i pražnjenja. Kada se baterija napuni, litijum joni se stvaraju na pozitivnoj elektrodi baterije, a generisani litijevi joni se kreću do negativne elektrode kroz elektrolit. Ugljik kao negativna elektroda ima slojevitu strukturu. Ima mnogo mikropora. Litijevi joni koji dospiju do negativne elektrode ugrađeni su u mikropore sloja ugljika. Što je više litijum jona ubačeno, to je veći kapacitet punjenja.
Slično, kada se baterija isprazni (to jest, kada koristimo bateriju), litijevi ioni ugrađeni u sloj ugljika negativne elektrode se oslobađaju i vraćaju se na pozitivnu elektrodu. Što se više litijumovih jona vrati na pozitivnu elektrodu, to je veći kapacitet pražnjenja. Ono što obično nazivamo kapacitetom baterije odnosi se na kapacitet pražnjenja.
Tokom procesa punjenja i pražnjenja litijum jonskih baterija, litijum joni su u stanju kretanja iz pozitivnog → negativnog → pozitivnog. Ako uporedimo litijum-jonsku bateriju sa stolicom za ljuljanje, dva kraja stolice za ljuljanje su dva pola baterije, a litijum jonski je kao odličan sportista koji trči napred-nazad na dva kraja stolice za ljuljanje. Stoga su stručnjaci litijum-jonskoj bateriji dali lijepo ime, baterija za ljuljanje.
