مبدأ العمل وخصائص بطارية أيون الليثيوم

تشير بطارية أيونات الليثيوم إلى بطارية ثانوية مكونة من مركبين يمكنهما دمج أيونات الليثيوم ودمجها بشكل عكسي كأقطاب موجبة وسالبة.

عندما يتم شحن البطارية ، تتأين ذرات الليثيوم في الكاثود إلى أيونات الليثيوم والإلكترونات ، وتتحرك أيونات الليثيوم إلى القطب الموجب لتخليق ذرات الليثيوم مع الإلكترونات.أثناء التفريغ ، تتأين ذرات الليثيوم من سطح الأنود الداخلي لبلورة الجرافيت إلى أيونات الليثيوم والإلكترونات ، ويتم تصنيع ذرات الليثيوم عند الكاثود.

بطارية ليثيوم أيون هي منتج بديل لبطارية الليثيوم المعدنية.المكونات الرئيسية للبطارية هي القطب الموجب والقطب السالب والإلكتروليت والحجاب الحاجز والصدفة.من بينها ، يُعرف أيضًا أهم القطب الموجب والقطب السالب والإلكتروليت والحجاب الحاجز بالمواد الأربعة الرئيسية لبطارية الليثيوم.

القطب الموجب - يستخدم قطب الكربون الذي يمكنه امتصاص أيونات الليثيوم.أثناء التفريغ ، يصبح الليثيوم أيونات الليثيوم ، وينفصل عن أنود البطارية ويصل إلى الكاثود لبطارية ليثيوم أيون.

القطب السالب - يجب أن تكون المواد مدمجة بمركبات الليثيوم ذات الإمكانات القريبة قدر الإمكان من إمكانات الليثيوم ، مثل مواد الكربون المختلفة ، بما في ذلك الجرافيت الطبيعي ، والجرافيت الاصطناعي ، وألياف الكربون ، وكرة الكربون الصغيرة متوسطة الطور وأكاسيد المعادن.

المنحل بالكهرباء - نظام مذيب مختلط يتكون من كربونات الإيثيلين وكربونات البروبيلين وكربونات ثنائي إيثيل منخفضة اللزوجة من LiPF6.

الحجاب الحاجز - أغشية البولي أوليفين الصغيرة التي يسهل اختراقها مثل PE أو PP أو أغشيتها المركبة ، خاصة الحجاب الحاجز ثلاثي الطبقات PP / PE / PP ، والتي لا تحتوي على نقطة انصهار منخفضة فحسب ، بل تتميز أيضًا بمقاومة عالية للثقب وتلعب دورًا حراريًا تأمين.

الغلاف - مصنوع من الفولاذ أو الألومنيوم ، ومجموعة الغطاء لها وظيفة مقاومة للانفجار وإيقاف التشغيل.

يشير مبدأ عمل بطارية الليثيوم أيون إلى مبدأ الشحن والتفريغ: عند شحن البطارية ، تتولد أيونات الليثيوم على القطب الموجب للبطارية ، وتتحرك أيونات الليثيوم المتولدة إلى القطب السالب من خلال الإلكتروليت.يحتوي الكربون باعتباره القطب السالب على بنية ذات طبقات ، والتي تحتوي على العديد من المسام الدقيقة.يتم تضمين أيونات الليثيوم التي تصل إلى القطب السالب في المسام الدقيقة لطبقة الكربون.كلما زاد عدد أيونات الليثيوم المدمجة ، زادت سعة الشحن.

وبالمثل ، عندما يتم تفريغ البطارية (أي عملية استخدام البطارية) ، يخرج أيون الليثيوم المضمن في طبقة الكربون السالب ويعود إلى القطب الموجب.كلما عادت أيونات الليثيوم إلى القطب الموجب ، زادت سعة التفريغ.ما نسميه عادة سعة البطارية يشير إلى سعة التفريغ.

ليس من الصعب أن نرى أنه أثناء عملية الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم أيون ، تكون أيونات الليثيوم في حالة متحركة من الموجب ← السالب ← الموجب.إذا قارنا بطارية الليثيوم أيون بالكرسي الهزاز ، فإن طرفي الكرسي الهزاز هما قطبي البطارية ، وأيون الليثيوم مثل رياضي ممتاز يركض ذهابًا وإيابًا عند طرفي الكرسي الهزاز.لذلك ، أعطى الخبراء بطارية ليثيوم أيون اسمًا رائعًا لبطارية كرسي هزاز.