Composizione della batteria agli ioni di litio

Composizione e riciclaggio della batteria agli ioni di litio

ILbatteria agli ioni di litioè composto da elettrolita, separatore, catodo, anodo e custodia.

L'elettrolitain una batteria agli ioni di litio può essere un gel o un polimero, oppure una miscela di gel e polimero.

L'elettrolita nelle batterie agli ioni di litio funge da mezzo per il trasporto degli ioni nella batteria.Di solito è costituito da sali di litio e solventi organici.L'elettrolita svolge un ruolo chiave nel trasporto degli ioni tra gli elettrodi positivo e negativo di una batteria agli ioni di litio, garantendo che la batteria possa raggiungere un'alta tensione e un'elevata densità di energia.L'elettrolita è generalmente composto da solventi organici di elevata purezza, sali elettrolitici di litio e gli additivi necessari accuratamente combinati in proporzioni specifiche in condizioni specifiche.

Il materiale catodicotipi di batteria agli ioni di litio:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 I materiali catodici costituiscono oltre il 30% del costo dell'intera batteria.

L'anododella batteria agli ioni di litio contiene

Quindi l'anodo della batteria agli ioni di litio costituisce circa il 5-10% del costo dell'intera batteria.I materiali anodici a base di carbonio sono un materiale anodico comunemente usato per le batterie agli ioni di litio.Rispetto al tradizionale anodo di litio metallico, ha maggiore sicurezza e stabilità.I materiali anodici a base di carbonio provengono principalmente da grafite naturale e artificiale, fibra di carbonio e altri materiali.Tra questi, la grafite è il materiale principale, che ha un'elevata area superficiale specifica e conduttività elettrica, e i materiali in carbonio hanno anche una buona stabilità chimica e riciclabilità.Tuttavia, la capacità dei materiali degli elettrodi negativi a base di carbonio è relativamente bassa e non può soddisfare i requisiti di alcune applicazioni per una capacità maggiore.Pertanto, attualmente sono in corso alcune ricerche su nuovi materiali in carbonio e materiali compositi, nella speranza di migliorare ulteriormente la capacità e la durata del ciclo dei materiali per elettrodi negativi a base di carbonio.

Ha ancora il materiale dell'elettrodo negativo silicio-carbonio.Materiale in silicio (Si): rispetto ai tradizionali elettrodi negativi al carbonio, gli elettrodi negativi in ​​silicio hanno una capacità specifica e una densità di energia più elevate.Tuttavia, a causa dell'elevato tasso di espansione del materiale siliconico, è facile causare l'espansione del volume dell'elettrodo, riducendo così la durata della batteria.

Il separatoredi una batteria agli ioni di litio è una parte importante per garantire le prestazioni e la sicurezza della batteria.La funzione principale del separatore è quella di separare gli elettrodi positivi e negativi e, allo stesso tempo, può anche formare un canale per il movimento degli ioni e mantenere l'elettrolita necessario.Le prestazioni e i parametri correlati del separatore della batteria agli ioni di litio vengono introdotti come segue:

1. Stabilità chimica: il diaframma deve avere un'eccellente stabilità chimica, una buona resistenza alla corrosione e all'invecchiamento in condizioni di solventi organici e può mantenere prestazioni stabili in condizioni difficili come alta temperatura e alta umidità.

2. Resistenza meccanica: il separatore deve avere resistenza meccanica ed elasticità sufficienti per garantire sufficiente resistenza alla trazione e resistenza all'usura per evitare danni durante il montaggio o l'uso.

3. Conduttività ionica: nel sistema elettrolitico organico, la conduttività ionica è inferiore a quella del sistema elettrolitico acquoso, quindi il separatore dovrebbe avere le caratteristiche di bassa resistenza e alta conduttività ionica.Allo stesso tempo, per ridurre la resistenza, lo spessore del separatore dovrebbe essere il più sottile possibile per rendere l'area dell'elettrodo quanto più ampia possibile.

4. Stabilità termica: quando si verificano anomalie o guasti come sovraccarico, scarica eccessiva e cortocircuito durante il funzionamento della batteria, il separatore deve avere una buona stabilità termica.Ad una certa temperatura, il diaframma dovrebbe ammorbidirsi o sciogliersi, bloccando così il circuito interno della batteria e prevenendo incidenti relativi alla sicurezza della batteria.

5. Bagnatura sufficiente e struttura dei pori controllabile: la struttura dei pori e il rivestimento superficiale del separatore devono avere una bagnabilità sufficiente e controllabile per garantire il separatore, migliorando così la potenza e la durata della batteria.In generale, i diaframmi microporosi in scaglie di polietilene (PP) e PE) sono attualmente materiali per diaframmi comuni e il prezzo è relativamente economico.Ma ci sono altri materiali separatori per batterie agli ioni di litio, come il poliestere, che hanno buone prestazioni, ma il prezzo è relativamente alto.