Samenstelling van de lithium-ionbatterij

Samenstelling en recycling van lithium-ionbatterijen

Delithium ion batterijis samengesteld uit de elektrolyt, separator, kathode en anode en de behuizing.

De elektrolytin een lithium-ionbatterij kan een gel of een polymeer zijn, of een mengsel van gel en polymeer.

Het elektrolyt in Li-ion-batterijen fungeert als medium voor het transport van ionen in de batterij.Het bestaat meestal uit lithiumzouten en organische oplosmiddelen.De elektrolyt speelt een sleutelrol in het ionentransport tussen de positieve en negatieve elektroden van een lithium-ionbatterij, waardoor de batterij een hoge spanning en een hoge energiedichtheid kan bereiken.De elektrolyt bestaat over het algemeen uit zeer zuivere organische oplosmiddelen, lithiumelektrolytzouten en noodzakelijke additieven, zorgvuldig gecombineerd in specifieke verhoudingen onder specifieke omstandigheden.

Het kathodemateriaalsoorten lithium-ionbatterijen:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 De kathodematerialen omvatten de ruim 30% kosten van de hele batterij.

De anodevan de lithium-ionbatterij bevat

Dan bestaat de anode van de lithium-ionbatterij uit ongeveer 5-10 procent van de kosten van de hele batterij.Op koolstof gebaseerde anodematerialen zijn een veelgebruikt anodemateriaal voor lithium-ionbatterijen.Vergeleken met de traditionele metalen lithiumanode heeft deze een hogere veiligheid en stabiliteit.Op koolstof gebaseerde anodematerialen zijn voornamelijk afkomstig van natuurlijk en kunstmatig grafiet, koolstofvezel en andere materialen.Onder hen is grafiet het belangrijkste materiaal, dat een hoog specifiek oppervlak en een hoge elektrische geleidbaarheid heeft, en koolstofmaterialen hebben ook een goede chemische stabiliteit en recycleerbaarheid.De capaciteit van op koolstof gebaseerde negatieve elektrodematerialen is echter relatief laag, wat niet kan voldoen aan de eisen van sommige toepassingen voor een hogere capaciteit.Daarom worden er momenteel enkele onderzoeken gedaan naar nieuwe koolstofmaterialen en composietmaterialen, in de hoop de capaciteit en levensduur van op koolstof gebaseerde negatieve elektrodematerialen verder te verbeteren.

Het heeft nog steeds het silicium-koolstof negatieve elektrodemateriaal.Silicium (Si) materiaal: Vergeleken met traditionele koolstof-negatieve elektroden hebben silicium-negatieve elektroden een hogere specifieke capaciteit en energiedichtheid.Vanwege de grote expansiesnelheid van het siliciummateriaal is het echter gemakkelijk om volume-expansie van de elektrode te veroorzaken, waardoor de levensduur van de batterij wordt verkort.

De afscheidervan een lithium-ionbatterij is een belangrijk onderdeel van het garanderen van batterijprestaties en veiligheid.De belangrijkste functie van de separator is het scheiden van de positieve en negatieve elektroden, en tegelijkertijd kan hij ook een kanaal vormen voor ionenbeweging en de noodzakelijke elektrolyt behouden.De prestaties en gerelateerde parameters van de lithium-ionbatterijscheider worden als volgt geïntroduceerd:

1. Chemische stabiliteit: het diafragma moet een uitstekende chemische stabiliteit, goede corrosieweerstand en verouderingsbestendigheid hebben onder omstandigheden van organische oplosmiddelen, en kan stabiele prestaties behouden onder zware omstandigheden zoals hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid.

2. Mechanische sterkte: De scheider moet voldoende mechanische sterkte en elasticiteit hebben om voldoende treksterkte en slijtvastheid te garanderen om schade tijdens montage of gebruik te voorkomen.

3. Ionische geleidbaarheid: onder het organische elektrolytsysteem is de ionische geleidbaarheid lager dan die van het waterige elektrolytsysteem, dus de separator moet de kenmerken hebben van lage weerstand en hoge ionische geleidbaarheid.Tegelijkertijd moet, om de weerstand te verminderen, de dikte van de scheider zo dun mogelijk zijn om het elektrodegebied zo groot mogelijk te maken.

4. Thermische stabiliteit: Wanneer afwijkingen of storingen zoals overbelasting, overmatige ontlading en kortsluiting optreden tijdens de werking van de batterij, moet de scheider een goede thermische stabiliteit hebben.Bij een bepaalde temperatuur zou het membraan zachter moeten worden of smelten, waardoor het interne circuit van de batterij wordt geblokkeerd en ongelukken met de batterijveiligheid worden voorkomen.

5. Voldoende bevochtiging en controleerbare poriënstructuur: De poriënstructuur en oppervlaktecoating van de separator moeten voldoende bevochtigingscontroleerbaar zijn om de separator te garanderen, waardoor het vermogen en de levensduur van de batterij worden verbeterd.Over het algemeen zijn microporeuze membranen van polyethyleenvlokken (PP) en polyethyleenvlokken (PE) momenteel gangbare membraanmaterialen, en de prijs is relatief goedkoop.Maar er zijn andere materialen voor het scheiden van lithium-ionbatterijen, zoals polyester, die goede prestaties leveren, maar de prijs relatief hoog is.