Woraus besteht eine Lithiumbatterie?

Die Zusammensetzung der Lithiumbatterie

Die Materialzusammensetzung von Lithiumbatterien umfasst hauptsächlich positive Elektrodenmaterialien, negative Elektrodenmaterialien, Separatoren, Elektrolyte und Gehäuse.

1. Unter den positiven Elektrodenmaterialien sind Lithiumkobaltat, Lithiummanganat, Lithiumeisenphosphat und ternäre Materialien (Polymere aus Nickel, Kobalt und Mangan) die am häufigsten verwendeten Materialien. Das positive Elektrodenmaterial macht einen großen Anteil aus (das Massenverhältnis der positiven und negativen Elektrodenmaterialien beträgt 3:1 bis 4:1), da die Leistung des positiven Elektrodenmaterials direkt die Leistung der Lithium-Ionen-Batterie beeinflusst und seine Kosten wiederum direkt die Kosten der Batterie bestimmen.
2. Unter den negativen Elektrodenmaterialien sind derzeit Naturgraphit und Kunstgraphit die wichtigsten. Zu den untersuchten Anodenmaterialien zählen Nitride, Polyasparaginsäure, Zinnoxide, Zinnlegierungen, Nanoanodenmaterialien und andere intermetallische Verbindungen. Als eines der vier Hauptmaterialien für Lithiumbatterien spielen negative Elektrodenmaterialien eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Batteriekapazität und der Zyklenleistung und bilden den Kern der Lithiumbatterieindustrie.
3. Die marktorientierten Membranmaterialien sind hauptsächlich Polyolefinmembranen, die hauptsächlich aus Polyethylen und Polypropylen bestehen. Im Aufbau des Lithiumbatterieseparators ist der Separator eine der wichtigsten internen Komponenten. Die Leistung des Separators bestimmt die Schnittstellenstruktur und den Innenwiderstand der Batterie, was sich direkt auf Kapazität, Zyklus und Sicherheitsleistung der Batterie auswirkt. Ein Separator mit hervorragender Leistung trägt maßgeblich zur Verbesserung der Gesamtleistung der Batterie bei.
4. Der Elektrolyt besteht im Allgemeinen aus hochreinen organischen Lösungsmitteln, Elektrolyt-Lithiumsalzen, notwendigen Additiven und anderen Rohstoffen in einem bestimmten Verhältnis unter bestimmten Bedingungen. Der Elektrolyt dient als Ionenleiter zwischen den positiven und negativen Elektroden der Lithiumbatterie und gewährleistet so die hohe Spannung und die hohe spezifische Energie der Lithiumionenbatterie.
5. Batteriegehäuse: unterteilt in Stahlgehäuse, Aluminiumgehäuse, vernickeltes Eisengehäuse (für zylindrische Batterien), Aluminium-Kunststoff-Folie (weiche Verpackung) usw. sowie die Batteriekappe, die gleichzeitig der Plus- und Minuspol der Batterie ist.
6. Das Prinzip der Batteriearbeit
7. Beim Laden der Batterie werden Lithiumionen an der positiven Elektrode gebildet, die durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode wandern. Die Kohlenstoffstruktur der negativen Elektrode ist porenreich, und die zur negativen Elektrode gelangenden Lithiumionen werden in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet. Je mehr Lithiumionen eingebettet sind, desto höher ist die Ladekapazität. Beim Entladen der Batterie treten die in der Kohlenstoffschicht der negativen Elektrode eingebetteten Lithiumionen aus und kehren zur positiven Elektrode zurück. Je mehr Lithiumionen zur positiven Elektrode zurückkehren, desto höher ist die Entladekapazität. Die Entladekapazität bezeichnet im Allgemeinen die Entladekapazität. Während des Lade- und Entladevorgangs einer Lithiumbatterie bewegen sich Lithiumionen von der positiven zur negativen Elektrode. Vergleicht man eine Lithiumbatterie mit einem Schaukelstuhl, so stellen die beiden Enden des Schaukelstuhls die positiven und negativen Elektroden dar, und die Lithiumionen sind wie Sportler, die zwischen den beiden Enden hin- und herlaufen. Daher werden Lithiumbatterien auch Schaukelstuhlbatterien genannt.

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