Di cosa è fatta una batteria al litio?

La composizione della batteria al litio

La composizione dei materiali delle batterie al litio comprende principalmente materiali per gli elettrodi positivi, materiali per gli elettrodi negativi, separatori, elettroliti e involucri.

1. Tra i materiali degli elettrodi positivi, i più comunemente utilizzati sono il cobaltato di litio, il manganato di litio, il fosfato di ferro e litio e i materiali ternari (polimeri di nichel, cobalto e manganese). Il materiale dell'elettrodo positivo rappresenta una quota significativa (il rapporto in massa tra i materiali degli elettrodi positivo e negativo è compreso tra 3:1 e 4:1), poiché le prestazioni del materiale dell'elettrodo positivo influiscono direttamente sulle prestazioni della batteria agli ioni di litio, e il suo costo determina direttamente anche il costo della batteria stessa.
2. Tra i materiali per elettrodi negativi, la grafite naturale e quella artificiale sono attualmente i principali materiali per elettrodi negativi. I materiali anodici in fase di esplorazione includono nitruri, acido poliaspartico, ossidi a base di stagno, leghe di stagno, materiali nano-anodici e altri composti intermetallici. Essendo uno dei quattro materiali principali delle batterie al litio, i materiali per elettrodi negativi svolgono un ruolo importante nel migliorare la capacità della batteria e le prestazioni del ciclo, e sono al centro del settore intermedio delle batterie al litio.
3. I materiali per diaframmi più diffusi sul mercato sono principalmente diaframmi in poliolefina, realizzati principalmente in polietilene e polipropilene. Nella struttura del separatore per batterie al litio, il separatore è uno dei componenti interni chiave. Le prestazioni del separatore determinano la struttura dell'interfaccia e la resistenza interna della batteria, che influiscono direttamente sulla capacità, sul ciclo e sulle prestazioni di sicurezza della batteria. Un separatore con prestazioni eccellenti svolge un ruolo importante nel migliorare le prestazioni complessive della batteria.
4. L'elettrolita è generalmente composto da solventi organici ad alta purezza, sali di litio elettrolitici, additivi necessari e altre materie prime in una determinata proporzione e in determinate condizioni. L'elettrolita svolge la funzione di conduttore di ioni tra gli elettrodi positivo e negativo della batteria al litio, garantendo l'alta tensione e l'elevata energia specifica della batteria agli ioni di litio.
5. Rivestimento della batteria: suddiviso in rivestimento in acciaio, rivestimento in alluminio, rivestimento in ferro nichelato (per batterie cilindriche), pellicola in alluminio-plastica (imballaggio morbido), ecc., nonché il tappo della batteria, che costituisce anche i terminali positivo e negativo della batteria.
6. Il principio del funzionamento della batteria
7. Quando la batteria è carica, gli ioni di litio vengono generati sull'elettrodo positivo della batteria e si spostano verso l'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita. La struttura in carbonio dell'elettrodo negativo presenta numerosi pori e gli ioni di litio che raggiungono l'elettrodo negativo si incastrano nei micropori dello strato di carbonio. Più ioni di litio sono incastonati, maggiore sarà la capacità di carica. Quando la batteria è scarica, gli ioni di litio incastonati nello strato di carbonio dell'elettrodo negativo fuoriescono e tornano all'elettrodo positivo. Più ioni di litio tornano all'elettrodo positivo, maggiore sarà la capacità di scarica. In generale, la capacità di scarica si riferisce alla capacità di scarica. Durante il processo di carica e scarica di una batteria al litio, gli ioni di litio si muovono dall'elettrodo positivo a quello negativo. Se si paragona l'immagine di una batteria al litio a una sedia a dondolo, le due estremità della sedia a dondolo sono gli elettrodi positivo e negativo della batteria e gli ioni di litio sono come atleti che corrono avanti e indietro tra le due estremità della sedia a dondolo. Per questo motivo le batterie al litio vengono anche chiamate batterie a sedia a dondolo.

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