El principio de funcionamiento de la batería de iones de litio.
Hoy en día, las baterías de iones de litio son muy comunes. Por ejemplo, los teléfonos móviles, portátiles, tabletas y otros dispositivos que utilizamos dependen de ellos como fuentes de energía, pero pocas personas comprenden la potencia de funcionamiento de las baterías de iones de litio. Aprendamos&juntos:
1. Introducción a la batería de iones de litio
& quot; Batería de iones de litio" se refiere a una batería secundaria compuesta por dos compuestos que pueden insertar y extraer de forma reversible iones de litio como electrodos positivos y negativos. Cuando la batería está cargada, los átomos de litio en el cátodo se ionizan en iones y electrones de litio, y los iones de litio se mueven hacia el ánodo para sintetizar átomos de litio con los electrones. Durante la descarga, los átomos de litio se ionizan de la superficie del ánodo en el cristal de grafito en iones y electrones de litio, y los átomos de litio se sintetizan en el cátodo. Por lo tanto, en esta batería, el litio siempre aparecerá en forma de iones de litio, y no aparecerá en forma de litio metálico, por lo que esta batería se llama batería de iones de litio.
2. Estructura de la batería de iones de litio
Las baterías de iones de litio son una alternativa a las baterías de litio metálicas que aparecieron en los últimos años. Los componentes principales de la batería son electrodos positivos y negativos, electrolito, separador y carcasa.
Materiales principales: electrodo positivo, electrodo negativo, electrolito, separador
Estructura: redonda, cuadrada, laminada, enrollada
Forma: polímero (embalaje blando), ion de litio líquido (carcasa de acero)
Electrodo positivo: se utiliza un electrodo de carbono que puede almacenar iones de litio. Durante la descarga, el litio se convierte en iones de litio, dejando el ánodo de la batería para llegar al cátodo de la batería de iones de litio.
Ánodo: El material se elige para que esté lo más cerca posible del potencial del litio que se puede insertar en compuestos de litio, como varios materiales de carbono, incluidos grafito natural, grafito sintético, fibra de carbono, carbono mesofásico, etc. y óxidos metálicos.
Electrolito: Un sistema de disolventes mixtos que utiliza carbonato de etileno LiPF6, carbonato de propileno y carbonato de dietilo de baja viscosidad y otros carbonatos de alquilo.
Diafragma: El uso de membranas microporosas de poliolefina como PE, PP o sus membranas compuestas, especialmente la membrana de tres capas PP / PE / PP no solo tiene un punto de fusión bajo, sino que también tiene una alta resistencia a la perforación, lo que juega un papel en el calor. seguro.
Carcasa: está hecha de acero o aluminio, y el conjunto de la cubierta tiene la función de antideflagrante y apagado.
3. El principio de funcionamiento de la batería de iones de litio
El principio de funcionamiento de una batería de iones de litio se refiere a su principio de carga y descarga. Cuando la batería está cargada, se generan iones de litio en el electrodo positivo de la batería y los iones de litio generados se mueven al electrodo negativo a través del electrolito. El carbono como electrodo negativo tiene una estructura en capas. Tiene muchos microporos. Los iones de litio que llegan al electrodo negativo están incrustados en los microporos de la capa de carbono. Cuantos más iones de litio se inserten, mayor será la capacidad de carga.
De manera similar, cuando la batería se descarga (es decir, cuando usamos la batería), los iones de litio incrustados en la capa de carbono del electrodo negativo se liberan y regresan al electrodo positivo. Cuantos más iones de litio regresen al electrodo positivo, mayor será la capacidad de descarga. Lo que solemos llamar capacidad de la batería se refiere a la capacidad de descarga.
Durante el proceso de carga y descarga de las baterías de iones de litio, los iones de litio se encuentran en un estado de movimiento de positivo → negativo → positivo. Si comparamos la batería de iones de litio con una mecedora, los dos extremos de la mecedora son los dos polos de la batería, y el ión de litio es como un excelente atleta corriendo de un lado a otro en los dos extremos de la mecedora. Por lo tanto, los expertos le dieron a la batería de iones de litio un nombre encantador, batería de mecedora.
