Լիթիում-իոնային մարտկոցի կազմը

Լիթիում-իոնային մարտկոցի բաղադրություն և վերամշակում

Այնլիթիում-իոնային մարտկոցկազմված է էլեկտրոլիտից, բաժանարարից, կաթոդից և անոդից և պատյանից:

Էլեկտրոլիտըլիթիում-իոնային մարտկոցում կարող է լինել գել կամ պոլիմեր, կամ գելի և պոլիմերի խառնուրդ:

Li-ion մարտկոցներում էլեկտրոլիտը հանդես է գալիս որպես մարտկոցում իոնների տեղափոխման միջավայր:Այն սովորաբար բաղկացած է լիթիումի աղերից և օրգանական լուծիչներից։Էլեկտրոլիտը առանցքային դեր է խաղում լիթիում-իոնային մարտկոցի դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև իոնների տեղափոխման գործում՝ ապահովելով, որ մարտկոցը կարող է հասնել բարձր լարման և էներգիայի բարձր խտության:Էլեկտրոլիտը հիմնականում կազմված է բարձր մաքրության օրգանական լուծիչներից, լիթիումի էլեկտրոլիտային աղերից և անհրաժեշտ հավելումներից, որոնք խնամքով համակցված են հատուկ համամասնություններով՝ հատուկ պայմաններում:

Կաթոդի նյութըԼիթիում-իոնային մարտկոցների տեսակները.

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Կաթոդային նյութերը բաղկացած են ամբողջ մարտկոցի ավելի քան 30% ծախսերից:

Անոդըլիթիում-իոնային մարտկոցը պարունակում է

Այնուհետեւ լիթիում-իոնային մարտկոցի անոդը բաղկացած է ամբողջ մարտկոցի մոտ 5-10 տոկոսային ծախսերից։Ածխածնի վրա հիմնված անոդ նյութերը լիթիում-իոնային մարտկոցների համար սովորաբար օգտագործվող անոդ նյութ են:Ավանդական մետաղական լիթիումի անոդի համեմատ այն ունի ավելի բարձր անվտանգություն և կայունություն:Ածխածնի վրա հիմնված անոդ նյութերը հիմնականում ստացվում են բնական և արհեստական ​​գրաֆիտից, ածխածնի մանրաթելից և այլ նյութերից։Դրանցից հիմնական նյութը գրաֆիտն է, որն ունի բարձր հատուկ մակերես և էլեկտրական հաղորդունակություն, իսկ ածխածնային նյութերն ունեն նաև լավ քիմիական կայունություն և վերամշակելիություն:Այնուամենայնիվ, ածխածնի վրա հիմնված բացասական էլեկտրոդների նյութերի հզորությունը համեմատաբար ցածր է, ինչը չի կարող բավարարել որոշ ծրագրերի պահանջները ավելի բարձր հզորության համար:Հետևաբար, ներկայումս կան որոշ հետազոտություններ նոր ածխածնային նյութերի և կոմպոզիտային նյութերի վերաբերյալ՝ հուսալով հետագայում բարելավել ածխածնի վրա հիմնված բացասական էլեկտրոդների նյութերի կարողությունը և ցիկլի կյանքը:

Այն դեռևս ունի սիլիցիում-ածխածնային բացասական էլեկտրոդի նյութ:Սիլիցիում (Si) նյութ. Ավանդական ածխածնային բացասական էլեկտրոդների համեմատ, սիլիցիումային բացասական էլեկտրոդներն ունեն ավելի բարձր հատուկ հզորություն և էներգիայի խտություն:Այնուամենայնիվ, սիլիցիումի նյութի մեծ ընդլայնման արագության պատճառով հեշտ է առաջացնել էլեկտրոդի ծավալային ընդլայնում, դրանով իսկ կրճատելով մարտկոցի կյանքը:

ՏարանջատիչըԼիթիում-իոնային մարտկոցը մարտկոցի աշխատանքի և անվտանգության ապահովման կարևոր մասն է:Անջատիչի հիմնական գործառույթը դրական և բացասական էլեկտրոդների առանձնացումն է, և միևնույն ժամանակ այն կարող է նաև իոնների շարժման ալիք ձևավորել և պահպանել անհրաժեշտ էլեկտրոլիտը:Լիթիում-իոնային մարտկոցի անջատիչի կատարողականը և հարակից պարամետրերը ներկայացված են հետևյալ կերպ.

1. Քիմիական կայունություն. դիֆրագմը պետք է ունենա գերազանց քիմիական կայունություն, լավ կոռոզիոն դիմադրություն և ծերացման դիմադրություն օրգանական լուծիչի պայմաններում և կարող է պահպանել կայուն աշխատանքը ծանր պայմաններում, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանը և բարձր խոնավությունը:

2. Մեխանիկական ամրություն. բաժանարարը պետք է ունենա բավարար մեխանիկական ուժ և առաձգականություն՝ ապահովելու բավարար առաձգական ուժ և մաշվածության դիմադրություն՝ հավաքման կամ օգտագործման ժամանակ վնասը կանխելու համար:

3. Իոնային հաղորդունակություն. Օրգանական էլեկտրոլիտային համակարգի ներքո իոնային հաղորդունակությունը ավելի ցածր է, քան ջրային էլեկտրոլիտային համակարգի, ուստի բաժանարարը պետք է ունենա ցածր դիմադրության և բարձր իոնային հաղորդունակության բնութագրեր:Միևնույն ժամանակ, դիմադրությունը նվազեցնելու համար բաժանարարի հաստությունը պետք է լինի հնարավորինս բարակ, որպեսզի էլեկտրոդի տարածքը հնարավորինս մեծ լինի:

4. Ջերմային կայունություն. Երբ մարտկոցի աշխատանքի ընթացքում առաջանում են աննորմալություններ կամ խափանումներ, ինչպիսիք են գերլիցքավորումը, գերլիցքավորումը և կարճ միացումը, բաժանարարը պետք է լավ ջերմային կայունություն ունենա:Որոշակի ջերմաստիճանում դիֆրագմը պետք է փափկի կամ հալվի, դրանով իսկ արգելափակելով մարտկոցի ներքին միացումը և կանխելով մարտկոցի անվտանգության վթարները:

5. Բավարար թրջող և վերահսկելի ծակոտի կառուցվածք. Անջատիչի ծակոտկեն կառուցվածքը և մակերեսային ծածկույթը պետք է ունենան բավարար թրջող կառավարելիություն՝ ապահովելու համար բաժանարարը, դրանով իսկ բարելավելով մարտկոցի հզորությունը և ցիկլի կյանքը:Ընդհանուր առմամբ, պոլիէթիլենային փաթիլային (PP) և պոլիէթիլենային փաթիլային (PE) միկրոծակոտկեն դիֆրագմները ներկայումս տարածված դիֆրագմային նյութեր են, և գինը համեմատաբար էժան է:Բայց կան այլ լիթիում-իոնային մարտկոցներ բաժանող նյութեր, ինչպիսիք են պոլիեսթերը, որոնք ունեն լավ կատարում, բայց գինը համեմատաբար բարձր է: