Litiumioniakun koostumus

Litiumioniakun koostumus ja kierrätys

Thelitiumioniakkukoostuu elektrolyytistä, erottimesta, katodista ja anodista ja kotelosta.

Elektrolyyttilitiumioniakussa voi olla geeli tai polymeeri tai geelin ja polymeerin seos.

Li-ion-akkujen elektrolyytti toimii väliaineena ionien kuljettamiselle akussa.Se koostuu yleensä litiumsuoloista ja orgaanisista liuottimista.Elektrolyytillä on keskeinen rooli ioninsiirrossa litiumioniakun positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä, mikä varmistaa, että akku voi saavuttaa korkean jännitteen ja suuren energiatiheyden.Elektrolyytti koostuu yleensä erittäin puhtaista orgaanisista liuottimista, litiumelektrolyyttisuoloista ja tarvittavista lisäaineista, jotka on sekoitettu huolellisesti tietyissä suhteissa tietyissä olosuhteissa.

Katodin materiaaliLitiumioniakkutyypit:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katodimateriaalit koostuvat yli 30 % koko akun kustannuksista.

Anodilitiumioniakku sisältää

Tällöin litiumioniakun anodi koostuu noin 5-10 prosentin kustannuksista koko akusta.Hiilipohjaiset anodimateriaalit ovat yleisesti käytetty anodimateriaali litiumioniakuissa.Perinteiseen metalli-litiumanodiin verrattuna sillä on parempi turvallisuus ja vakaus.Hiilipohjaiset anodimateriaalit tulevat pääasiassa luonnollisesta ja keinotekoisesta grafiitista, hiilikuidusta ja muista materiaaleista.Niistä grafiitti on päämateriaali, jolla on korkea ominaispinta-ala ja sähkönjohtavuus, ja hiilimateriaaleilla on myös hyvä kemiallinen stabiilisuus ja kierrätettävyys.Hiilipohjaisten negatiivisten elektrodimateriaalien kapasiteetti on kuitenkin suhteellisen pieni, mikä ei voi täyttää joidenkin sovellusten vaatimuksia suuremman kapasiteetin suhteen.Siksi tällä hetkellä on käynnissä joitain tutkimuksia uusista hiilimateriaaleista ja komposiittimateriaaleista, joiden toivotaan parantavan edelleen hiilipohjaisten negatiivisten elektrodien materiaalien kapasiteettia ja kiertoikää.

Siinä on edelleen pii-hiili-negatiivielektrodimateriaali.Pii (Si) materiaali: Perinteisiin hiilinegatiivisiin elektrodeihin verrattuna piinegatiivisilla elektrodeilla on suurempi ominaiskapasiteetti ja energiatiheys.Piimateriaalin suuren laajenemisnopeuden vuoksi on kuitenkin helppo aiheuttaa elektrodin tilavuuden kasvua, mikä lyhentää akun käyttöikää.

ErotinLitiumioniakku on tärkeä osa akun suorituskyvyn ja turvallisuuden varmistamista.Erottimen päätehtävänä on erottaa positiiviset ja negatiiviset elektrodit, ja samalla se voi myös muodostaa kanavan ionien liikkeelle ja ylläpitää tarvittavaa elektrolyyttiä.Litiumioniakun erottimen suorituskyky ja siihen liittyvät parametrit esitellään seuraavasti:

1. Kemiallinen stabiilisuus: Kalvolla tulee olla erinomainen kemiallinen stabiilisuus, hyvä korroosionkestävyys ja ikääntymisenkestävyys orgaanisten liuottimien olosuhteissa, ja se voi säilyttää vakaan suorituskyvyn ankarissa olosuhteissa, kuten korkeassa lämpötilassa ja korkeassa kosteudessa.

2. Mekaaninen lujuus: Erottimella tulee olla riittävä mekaaninen lujuus ja joustavuus riittävän vetolujuuden ja kulutuskestävyyden varmistamiseksi vaurioiden estämiseksi asennuksen tai käytön aikana.

3. Ionijohtavuus: Orgaanisen elektrolyyttijärjestelmän ionijohtavuus on pienempi kuin vesipitoisen elektrolyyttijärjestelmän, joten erottimella tulisi olla alhainen vastus ja korkea ionijohtavuus.Samanaikaisesti vastuksen vähentämiseksi erottimen paksuuden tulisi olla mahdollisimman ohut, jotta elektrodipinta-ala olisi mahdollisimman suuri.

4. Lämpöstabiilisuus: Kun akun käytön aikana ilmenee poikkeavuuksia tai vikoja, kuten ylilataus, ylipurkaus ja oikosulku, erottimella on oltava hyvä lämmönkestävyys.Tietyssä lämpötilassa kalvon pitäisi pehmetä tai sulaa, mikä estää akun sisäisen piirin ja estää akun turvallisuusonnettomuudet.

5. Riittävä kostutus ja hallittavissa oleva huokosrakenne: Erottimen huokosrakenteessa ja pintapinnoitteella tulee olla riittävä kostutushallittavuus erottimen varmistamiseksi, mikä parantaa akun tehoa ja käyttöikää.Yleisesti ottaen polyeteenihiutale (PP) ja polyeteenihiutale (PE) mikrohuokoiset kalvot ovat tällä hetkellä yleisiä kalvomateriaaleja, ja hinta on suhteellisen halpa.Mutta on myös muita litiumioniakun erotusmateriaaleja, kuten polyesteriä, joilla on hyvä suorituskyky, mutta hinta on suhteellisen korkea.