Klassifikatioun vu Lithium-Ion Batterien aus der Perspektiv vu Materialien

(Klassifikatioun vu Lithium-Ion Batterien aus der Perspektiv vu Materialien)

Ähnlech wéi Bläi- an Néckel-baséiert Batterien, Lithium-Ionen benotzen eng positiv Elektrode (Kathode), eng negativ Elektrode (Anode), an en Elektrolyt als Dirigent. De positiven Drot ass e Metalloxid, an déi negativ Elektrode besteet aus porösem Grafit. Während der Entladung beweegen d'Lithiumionen vun der negativer Elektrode op déi positiv Elektrode duerch den Elektrolyt an de Separator; während Opluedstatiounen, Lithium Ionen Flux vun der positiv Elektroden op déi negativ Elektroden an Géigendeel Richtungen.

 

Wann d'Batterie gelueden an entlooss gëtt, fuert Li + tëscht de positiven an negativen Elektroden, während der Entladung oxidéiert d'Anode, verléiert Elektronen, an d'Kathode gëtt reduzéiert fir Partikelen ze kréien; beim Oplueden bewegt d'Laascht an déi entgéintgesate Richtung.

 

Et gi vill Zorte vu Lithium-Ion Batterien, jee no dem Elektrodenmaterial. Awer wann Dir verschidde Materialien wielt, wäert d'Batterieleistung immens variéieren.

 

Déi positiv Elektrodenmaterialien enthalen all Li+. Gemeinsam Lithium Kobalt Oxid (Lithium Kobalt Oxid), Lithium Mangan Oxid (och bekannt als Spinel oder Lithium Manganat), Lithium Eisen phosphate, Nickel Kobalt Mangan ternary Material (NMC) [3] a Lithium Néckel Kobalt Aluminiumoxid (NCA). All dës Materialien hunn eng theoretesch iewescht Energielimit (Lithium-Ion huet eng theoretesch Kapazitéit vun ongeféier 2000 kWh, wat méi wéi zéng Mol d'spezifesch Energie vun enger kommerziell Lithium-Ion Batterie ass).

 

Dem Sony seng originell Lithium-Ion Batterie benotzt Kock (e Kuelprodukt) als schiedlech Elektrodenmaterial. Zënter 1997 hunn déi meescht Lithium-Ion Batterie Hiersteller, dorënner Sony, Anodematerialien op Grafit ëmgewandelt, wat zu enger flaacher Entladungskurve resultéiert. Grafit ass eng Form vu Kuelestoff déi a Bläistëfter benotzt gëtt. Et kann Lithium-Ionen gutt beim Laden späicheren an huet e laangen Zyklus an exzellente Stabilitéit. Vun de Kuelestoffmaterialien ass Grafit am meeschte verbreet, gefollegt vun haarde Kuelestoff a mëlle Kuelestoff. Aner Kuelestoff, wéi Kuelestoff Nanotubes, hunn hir kommerziell Notzung nach net fonnt. D'Figur hei drënner vergläicht d'Spannungsentladungskurven vun enger moderner Lithium-Ionbatterie mat Grafit als negativ Elektrode an enger Lithium-Ionbatterie mat enger aler Kock negativ Elektrode.

 

Am normalen Operatiounsauslaaschtberäich sollt d'Batterie eng flaach Spannungskurve hunn, déi besser ass wéi de fréiere Kock.

 

Anodematerialien evoluéieren och, a Fuerscher experimentéiere kontinuéierlech mat neie Materialien, dorënner Silizium-baséiert Legierungen. An dëser Legierung si sechs Kuelestoffatome mat engem Lithium-Ion gebonnen, an ee Siliziumatom ka véier Lithium-Ionen verbannen. Dëst bedeit datt déi negativ Siliziumelektrode theoretesch zéngmol d'Energie vum Graphitmaterial späichere kann. Am Moment sinn Siliziummaterialien ëm 20% -30% a spezifesche Kapazitéit eropgaang op d'Käschte fir d'Laaschtpotenzial an d'Zyklusliewen ze reduzéieren. Wéi och ëmmer, de Problem ass datt während dem Opluedprozess Lithium-Ionen liicht am Volume erweidert ginn nodeems se am Silizium-baséiert Material agebonne sinn (wuessen op méi wéi véiermol d'initial Gréisst).

 

D'nanostrukturéiert Lithium Titanat Salz huet gutt Zyklus Liewen a Laascht Kapazitéit, excellent niddereg-Temperatur Leeschtung, a funktionell Sécherheet Leeschtung als schiedlech Elektroden Material. Trotzdem ass seng spezifesch Funktioun niddereg, an d'Käschte sinn héich.

(Klassifikatioun vu Lithium-Ion Batterien aus der Perspektiv vu Materialien)