Principio de funcionamiento y características de la batería de iones de litio

La batería de iones de litio se refiere a una batería secundaria compuesta por dos compuestos que pueden incrustar y desincrustar reversiblemente iones de litio como electrodos positivo y negativo.

Cuando la batería está cargada, los átomos de litio en el cátodo se ionizan en iones de litio y electrones, y los iones de litio se mueven hacia el ánodo para sintetizar átomos de litio con electrones.Durante la descarga, los átomos de litio se ionizan desde la superficie interna del ánodo del cristal de grafito en iones y electrones de litio, y los átomos de litio se sintetizan en el cátodo.

La batería de iones de litio es un producto alternativo de la batería de litio de metal.Los componentes principales de la batería son electrodo positivo, electrodo negativo, electrolito, diafragma y carcasa.Entre ellos, el electrodo positivo más importante, el electrodo negativo, el electrolito y el diafragma también se conocen como los cuatro materiales principales de la batería de litio.

Electrodo positivo: se utiliza el electrodo de carbono que puede absorber iones de litio.Durante la descarga, el litio se convierte en iones de litio, se separa del ánodo de la batería y llega al cátodo de la batería de iones de litio.

Electrodo negativo: los materiales deben ser compuestos de litio incrustados con un potencial lo más cercano posible al potencial de litio, como varios materiales de carbono, incluido el grafito natural, el grafito sintético, la fibra de carbono, el carbono de bola pequeña de mesofase y los óxidos metálicos.

Electrolito --- un sistema de disolvente mixto compuesto por carbonato de etileno, carbonato de propileno y carbonato de dietilo de baja viscosidad de LiPF6.

Diafragma --- Se adoptan membranas microporosas de poliolefina como PE, PP o sus membranas compuestas, especialmente el diafragma de tres capas PP / PE / PP, que no solo tiene un punto de fusión bajo, sino que también tiene una alta resistencia a la perforación y desempeña un papel de protección térmica. seguro.

Carcasa --- hecha de acero o aluminio, y el conjunto de la cubierta tiene la función de a prueba de explosiones y apagado.

El principio de funcionamiento de la batería de iones de litio se refiere a su principio de carga y descarga: al cargar la batería, los iones de litio se generan en el electrodo positivo de la batería y los iones de litio generados se mueven al electrodo negativo a través del electrolito.El carbón como electrodo negativo tiene una estructura en capas, que tiene muchos microporos.Los iones de litio que llegan al electrodo negativo se incrustan en los microporos de la capa de carbono.Cuantos más iones de litio se incrusten, mayor será la capacidad de carga.

De manera similar, cuando la batería se descarga (es decir, el proceso de uso de la batería), el ion de litio incrustado en la capa de carbono negativa sale y regresa al electrodo positivo.Cuantos más iones de litio regresen al electrodo positivo, mayor será la capacidad de descarga.Lo que solemos llamar capacidad de la batería se refiere a la capacidad de descarga.

No es difícil ver que durante el proceso de carga y descarga de la batería de iones de litio, los iones de litio se encuentran en un estado de movimiento positivo → negativo → positivo.Si comparamos la batería de iones de litio con una mecedora, los dos extremos de la mecedora son los dos polos de la batería, y los iones de litio son como un excelente atleta que corre de un lado a otro en ambos extremos de la mecedora.Por lo tanto, los expertos le dieron a la batería de iones de litio un hermoso nombre de batería de mecedora.