Schlüsselkomponenten von Lithiumbatterien

• Die Kernkomponenten einer Lithiumbatterie bestehen hauptsächlich aus den folgenden vier Teilen:

1. Positive Elektrode (Kathode):Lithiummetalloxidmaterialien wie Lithium -Kobaltoxid (Licoo ₂ ₂ ₂), Lithium -Eisenphosphat (Lifepo ₄ ₄) oder ternäre Materialien (wie NCM: Lithium -Nickel -Kobalt -Manganoxid) werden normalerweise verwendet.
2. Negative Elektrode (Anode):Graphit (Kohlenstoffmaterial) wird üblicherweise verwendet, und Lithiumionen werden während des Ladens zwischen den Graphitschichten eingebettet.
3. Elektrolyt:Eine organische Lösung, die Lithiumsalze (wie Lipf ₆) als Medium für die Migration von Lithiumionen enthält.
4. Zwerchfell:Poröser Polymerfilm (wie Polyethylen/Polypropylen), mit dem Lithiumionen durchlaufen werden können, aber den direkten Elektronenstrom verhindert, wodurch Kurzkreise verhindert werden.

• Schlüsselmerkmale

1. Dichte mit hoher Energiedichte:Lithium hat ein kleines Atomgewicht, ein hohes Oxidationsreduzierungspotential und kann eine große Menge an Energie pro Masse/Volumeneinheit aufbewahren.
2. Kein Speichereffekt:Kann jederzeit ohne die Kapazität berechnet und entlassen werden.
3.. Niedrige Selbstentladungsrate:Die monatliche Selbstentladungsrate beträgt etwa 12%, was besser ist als Nickel -Wasserstoffbatterien.
4. Zyklusleben:Typischerweise 500 bis 2000 Ladungsentladungszyklen (abhängig von Material und Design).

• Sicherheit und Herausforderungen

1. Risiko einer thermischen Runawa:

Überladen, hohe Temperatur oder physikalische Schäden können zu einer Elektrolyt -Zersetzung, einer Membranbruch, dem Kurzschluss oder sogar dem Feuer (wie Lithium -Kobaltoxid -Batterien) führen.
2. Verbesserungsrichtung:

(1) Verwenden Sie stabilere positive Elektrodenmaterialien (z. B. Lithium -Eisenphosphat -Lifepo ₄).

(2) Elektrolyte (wie feste Elektrolyte) optimieren.

(3) Schutzschaltungen (BMS, Batteriemanagementsystem) hinzufügen.

• Zusammenfassung:

Lithiumbatterien erreichen die Umwandlung von elektrischer und chemischer Energie durch die reversible Migration von Lithiumionen zwischen den positiven und negativen Elektroden. Seine hohe Energiedichte und Lebensdauer von langem Zyklus machen es zu einer Kernergietechnologie für tragbare elektronische Geräte, Elektrofahrzeuge und Energiespeicher. Zukünftige Entwicklungsrichtungen umfassen die Verbesserung der Sicherheit (wie Festkörperbatterien), die Reduzierung der Kosten und die Erhöhung der Energiedichte.