A lítium-ion akkumulátor működési elve
Manapság nagyon elterjedtek a lítium-ion akkumulátorok. Például az általunk használt mobiltelefonok, notebookok, táblagépek és egyéb eszközök energiaforrásként támaszkodnak rájuk, de kevesen értik a lítium-ion akkumulátorok működési erejét. Tanuljunk együtt'
1. Bevezetés a lítium-ion akkumulátorba
& quot;Lítium-ion akkumulátor" A kifejezés két vegyületből álló másodlagos akkumulátorra vonatkozik, amelyek reverzibilisen képesek behelyezni és kivonni a lítiumionokat pozitív és negatív elektródként. Amikor az akkumulátor feltöltődik, a katódban lévő lítium atomok lítium-ionokká és elektronokká ionizálódnak, és a lítium-ionok az anódra költöznek, hogy lítium atomokat szintetizáljanak az elektronokkal. A kisülés során a lítium atomok a grafitkristály anódfelületéről lítium-ionokká és elektronokká ionizálódnak, a lítiumatomok pedig a katódon szintetizálódnak. Ezért ebben az akkumulátorban a lítium mindig lítium-ion formájában jelenik meg, és nem fémes lítium formájában, ezért ezt az akkumulátort lítium-ion akkumulátornak nevezik.
2. Lítium-ion akkumulátor szerkezet
A lítium-ion akkumulátorok az elmúlt években megjelent fém lítium akkumulátorok alternatívái. Az akkumulátor fő alkotóelemei a pozitív és negatív elektródák, az elektrolit, a szeparátor és a ház.
Főbb anyagok: pozitív elektróda, negatív elektróda, elektrolit, szeparátor
Szerkezet: kerek, szögletes, laminált, tekercses
Forma: polimer (lágy csomagolás), folyékony lítium-ion (acél héj)
Pozitív elektróda: Olyan szénelektródát használnak, amely képes tárolni a lítiumionokat. A kisülés során a lítium lítium-ionokká válik, így az akkumulátor anódja eléri a lítium-ion akkumulátor katódját.
Anód: Az anyagot úgy választottuk meg, hogy a lehető legközelebb álljon a lítium lítiumvegyületekbe beilleszthető potenciáljához, például különféle szénanyagokhoz, beleértve a természetes grafitot, szintetikus grafitot, szénszálat, mezofázisú szenet stb. és fém-oxidokat.
Elektrolit: Vegyes oldószerrendszer, amely LiPF6 etilén-karbonátot, propilén-karbonátot és alacsony viszkozitású dietil-karbonátot és egyéb alkil-karbonátokat használ.
Membrán: poliolefin mikroporózus membránok, mint például PE, PP vagy ezek kompozit membránjai, különösen a PP/PE/PP háromrétegű membrán nem csak alacsony olvadásponttal rendelkezik, hanem nagy átszúrásállósággal is rendelkezik, ami szerepet játszik a hőben biztosítás.
Köpeny: Acélból vagy alumíniumból készül, és a burkolat szerkezete robbanásbiztos és kikapcsolható.
3. A lítium-ion akkumulátor működési elve
A lítium-ion akkumulátor működési elve a töltési és kisütési elvre utal. Az akkumulátor feltöltésekor az akkumulátor pozitív elektródáján lítium-ionok keletkeznek, és a keletkezett lítium-ionok az elektroliton keresztül a negatív elektródára kerülnek. A szén, mint negatív elektróda réteges szerkezetű. Sok mikropórus van benne. A negatív elektródát elérő lítium-ionok a szénréteg mikropórusaiba ágyazódnak. Minél több lítium-iont helyeznek be, annál nagyobb a töltési kapacitás.
Hasonlóképpen, amikor az akkumulátor lemerül (vagyis amikor az akkumulátort használjuk), a negatív elektróda szénrétegébe ágyazott lítium-ionok felszabadulnak, és visszakerülnek a pozitív elektródához. Minél több lítium-ion tért vissza a pozitív elektródára, annál nagyobb a kisülési kapacitás. Amit általában akkumulátorkapacitásnak nevezünk, az a kisülési kapacitásra utal.
A lítium-ion akkumulátorok töltési és kisütési folyamata során a lítium-ionok pozitív → negatív → pozitív irányban mozognak. Ha a lítium-ion akkumulátort egy hintaszékhez hasonlítjuk, akkor a hintaszék két vége az akkumulátor két pólusa, a lítium-ion pedig olyan, mint egy kiváló sportoló, aki össze-vissza szaladgál a hintaszék két végén. Ezért a lítium-ion akkumulátornak kedves nevet adtak a szakemberek, hintaszék akkumulátor.
