Iyasọtọ ti Awọn Batiri Lithium-ion Lati Iwoye Awọn ohun elo

(Isọtọ Awọn Batiri Lithium-ion Lati Iwoye Awọn ohun elo)

Iru si orisun-asiwaju ati awọn batiri orisun nickel, awọn ions lithium lo elekiturodu rere (cathode), elekiturodu odi (anode), ati elekitiroti kan bi adaorin. Awọn rere waya ni a irin afẹfẹ, ati awọn odi elekiturodu ti wa ni kq ti la kọja lẹẹdi. Lakoko itusilẹ, awọn ions litiumu gbe lati elekiturodu odi si elekiturodu rere nipasẹ elekitiroti ati oluyapa; lakoko gbigba agbara, awọn ions lithium nṣan lati inu elekiturodu rere si elekiturodu odi ni awọn itọnisọna idakeji.

 

Nigbati batiri ba ti gba agbara ati idasilẹ, Li + shuttles laarin awọn amọna rere ati odi, lakoko idasilẹ, anode oxidizes, padanu awọn elekitironi, ati pe cathode ti dinku lati gba awọn patikulu; nigba gbigba agbara, idiyele naa n gbe ni ọna idakeji.

 

Ọpọlọpọ awọn iru awọn batiri litiumu-ion lo wa, da lori ohun elo elekiturodu. Ṣugbọn nigbati o ba yan awọn ohun elo oriṣiriṣi, iṣẹ batiri yoo yatọ pupọ.

 

Awọn ohun elo elekiturodu rere gbogbo ni Li + ni ninu. Oxide litiumu koluboti ti o wọpọ (lithium kobalt oxide), lithium manganese oxide (ti a tun mọ si spinel tabi manganate litiumu), fosifeti iron litiumu, nickel kobalt manganese ternary material (NMC) [3] ati lithium nickel cobalt Aluminum oxide (NCA). Gbogbo awọn ohun elo wọnyi ni aropin agbara oke ti imọ-jinlẹ (lithium-ion ni agbara imọ-jinlẹ nipa 2000 kWh, eyiti o ju igba mẹwa lọ ni pato agbara ti batiri lithium-ion ti iṣowo).

 

Batiri litiumu-ion atilẹba ti Sony nlo coke (ọja edu) bi ohun elo elekiturodu ipalara. Lati ọdun 1997, pupọ julọ awọn oluṣelọpọ batiri lithium-ion, pẹlu Sony, ti yi awọn ohun elo anode pada si graphite, ti o mu abajade ifasilẹ alapin. Lẹẹdi jẹ fọọmu ti erogba ti a lo ninu awọn ikọwe. O le tọju awọn ions litiumu daradara lakoko gbigba agbara ati pe o ni gigun gigun ati iduroṣinṣin to dara julọ. Ninu awọn ohun elo erogba, graphite jẹ eyiti o wọpọ julọ, atẹle nipa erogba lile ati erogba rirọ. Awọn erogba miiran, gẹgẹbi awọn nanotubes erogba, ko tii rii lilo iṣowo wọn. Nọmba ti o wa ni isalẹ ṣe afiwe awọn iṣipopada idasilẹ foliteji ti batiri litiumu-dẹlẹ ode oni pẹlu lẹẹdi bi elekiturodu odi ati batiri litiumu-dẹlẹ pẹlu elekiturodu odi coke atijọ.

 

Ni ibiti o ti n ṣiṣẹ ni deede, batiri yẹ ki o ni iyipo foliteji alapin, eyiti o dara julọ ju coke iṣaaju lọ.

 

Awọn ohun elo Anode tun n dagbasoke, ati pe awọn oniwadi n ṣe idanwo nigbagbogbo pẹlu awọn ohun elo tuntun, pẹlu awọn ohun elo ti o da lori silikoni. Ninu alloy yii, awọn ọta erogba mẹfa ni a so mọ litiumu-ion kan, ati pe atomu silikoni kan le sopọ mọ awọn ions lithium mẹrin. Eyi tumọ si pe elekiturodu ohun alumọni odi le fi imọ-jinlẹ pamọ ni igba mẹwa agbara ti ohun elo lẹẹdi. Ni bayi, awọn ohun elo silikoni ti pọ nipasẹ 20% -30% ni agbara kan pato ni idiyele ti idinku agbara fifuye ati igbesi aye ọmọ. Bibẹẹkọ, iṣoro naa ni pe lakoko ilana gbigba agbara, awọn ions litiumu ni irọrun gbooro ni iwọn didun lẹhin ti a fi sinu ohun elo ti o da lori silikoni (dagba si diẹ sii ju igba mẹrin ni iwọn ibẹrẹ).

 

Iyọ lithium titanate ti nanostructured ni igbesi aye ọmọ ti o dara ati agbara fifuye, iṣẹ iwọn otutu ti o dara julọ, ati iṣẹ ailewu iṣẹ bi ohun elo elekiturodu ipalara. Sibẹsibẹ, iṣẹ rẹ pato jẹ kekere, ati pe iye owo naa ga.

(Isọtọ Awọn Batiri Lithium-ion Lati Iwoye Awọn ohun elo)