O princípio de funcionamento da bateria de íon de lítio
Hoje em dia, as baterias de íon-lítio são muito comuns. Por exemplo, os telefones celulares, notebooks, tablets e outros dispositivos que usamos contam com eles como fontes de energia, mas poucas pessoas entendem a potência de funcionamento das baterias de íon-lítio. Vamos' s aprender juntos:
1. Introdução à bateria de íon de lítio
& quot; bateria de íon de lítio" refere-se a uma bateria secundária composta por dois compostos que podem inserir e extrair íons de lítio de forma reversível como os eletrodos positivo e negativo. Quando a bateria é carregada, os átomos de lítio no cátodo se ionizam em íons de lítio e elétrons, e os íons de lítio se movem para o ânodo para sintetizar átomos de lítio com os elétrons. Durante a descarga, os átomos de lítio são ionizados da superfície do ânodo no cristal de grafite em íons de lítio e elétrons, e os átomos de lítio são sintetizados no cátodo. Portanto, nesta bateria, o lítio sempre aparecerá na forma de íon de lítio e não aparecerá na forma de lítio metálico, por isso essa bateria é chamada de bateria de íon de lítio.
2. Estrutura da bateria de íon-lítio
As baterias de íon-lítio são uma alternativa às baterias de lítio de metal que surgiram nos últimos anos. Os principais componentes da bateria são eletrodos positivos e negativos, eletrólito, separador e invólucro.
Materiais principais: eletrodo positivo, eletrodo negativo, eletrólito, separador
Estrutura: redonda, quadrada, laminada, sinuosa
Forma: polímero (embalagem flexível), íon de lítio líquido (casca de aço)
Eletrodo positivo: é usado um eletrodo de carbono que pode armazenar íons de lítio. Durante a descarga, o lítio se transforma em íons de lítio, deixando o ânodo da bateria para alcançar o cátodo da bateria de íon de lítio.
Ânodo: o material é escolhido para estar o mais próximo possível do potencial de lítio que pode ser inserido em compostos de lítio, como vários materiais de carbono, incluindo grafite natural, grafite sintética, fibra de carbono, carbono mesofásico, etc. e óxidos metálicos.
Eletrólito: Um sistema de solvente misto que usa carbonato de etileno LiPF6, carbonato de propileno e carbonato de dietil de baixa viscosidade e outros carbonatos de alquil.
Diafragma: O uso de membranas microporosas de poliolefina, como PE, PP ou suas membranas compostas, especialmente a membrana de três camadas de PP / PE / PP, não só tem um baixo ponto de fusão, mas também tem alta resistência à perfuração, que desempenha um papel no calor seguro.
Shell: É feito de aço ou alumínio, e o conjunto da tampa tem a função de ser à prova de explosão e desligado.
3. O princípio de funcionamento da bateria de íon de lítio
O princípio de funcionamento de uma bateria de íon de lítio refere-se ao seu princípio de carga e descarga. Quando a bateria está carregada, os íons de lítio são gerados no eletrodo positivo da bateria e os íons de lítio gerados movem-se para o eletrodo negativo através do eletrólito. O carbono como eletrodo negativo tem uma estrutura em camadas. Possui muitos microporos. Os íons de lítio que atingem o eletrodo negativo estão embutidos nos microporos da camada de carbono. Quanto mais íons de lítio forem inseridos, maior será a capacidade de carga.
Da mesma forma, quando a bateria é descarregada (ou seja, quando usamos a bateria), os íons de lítio embutidos na camada de carbono do eletrodo negativo são liberados e voltam para o eletrodo positivo. Quanto mais íons de lítio retornarem ao eletrodo positivo, maior será a capacidade de descarga. O que normalmente chamamos de capacidade da bateria refere-se à capacidade de descarga.
Durante o processo de carga e descarga das baterias de íon de lítio, os íons de lítio estão em um estado de movimento de positivo → negativo → positivo. Se compararmos a bateria de íon de lítio a uma cadeira de balanço, as duas pontas da cadeira de balanço são os dois pólos da bateria, e o íon de lítio é como um excelente atleta correndo para frente e para trás nas duas pontas da cadeira de balanço. Portanto, os especialistas deram à bateria de íon de lítio um nome adorável, bateria de cadeira de balanço.
