Lityum-iyon pil bileşimi

Lityum iyon pilin bileşimi ve geri dönüşümü

Lityum iyon bataryaeletrolit, ayırıcı, katot, anot ve kasadan oluşur.

Elektrolitbir lityum iyon pilde bir jel, bir polimer ya da bir jel ve polimer karışımı bulunabilir.

Li-ion pillerdeki elektrolit, pildeki iyonların taşınması için bir ortam görevi görür.Genellikle lityum tuzlarından ve organik çözücülerden oluşur.Elektrolit, lityum iyon pilin pozitif ve negatif elektrotları arasındaki iyon taşınmasında önemli bir rol oynayarak pilin yüksek voltaj ve yüksek enerji yoğunluğuna ulaşmasını sağlar.Elektrolit genellikle yüksek saflıkta organik çözücüler, lityum elektrolit tuzları ve gerekli katkı maddelerinin belirli koşullar altında belirli oranlarda dikkatlice birleştirilmesinden oluşur.

Katot malzemesilityum iyon pil türleri:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katot malzemeleri tüm pilin maliyetinin %30'undan fazlasını oluşturur.

AnotLityum iyon pilin içerdiği

Daha sonra lityum iyon pilin anodu tüm pilin yaklaşık yüzde 5-10'unu oluşturur.Karbon bazlı anot malzemeleri, lityum iyon piller için yaygın olarak kullanılan bir anot malzemesidir.Geleneksel metal lityum anotla karşılaştırıldığında daha yüksek güvenlik ve stabiliteye sahiptir.Karbon bazlı anot malzemeleri çoğunlukla doğal ve yapay grafit, karbon fiber ve diğer malzemelerden gelir.Bunların arasında, yüksek spesifik yüzey alanına ve elektriksel iletkenliğe sahip olan ana malzeme grafittir ve karbon malzemeler de iyi kimyasal stabiliteye ve geri dönüştürülebilirliğe sahiptir.Bununla birlikte, karbon bazlı negatif elektrot malzemelerinin kapasitesi nispeten düşüktür ve bu da bazı uygulamaların daha yüksek kapasite gereksinimlerini karşılayamamaktadır.Bu nedenle, karbon bazlı negatif elektrot malzemelerinin kapasitesinin ve çevrim ömrünün daha da artırılması umuduyla yeni karbon malzemeler ve kompozit malzemeler üzerine şu anda bazı araştırmalar bulunmaktadır.

Hala silikon-karbon negatif elektrot malzemesine sahiptir.Silikon (Si) malzemesi: Geleneksel karbon negatif elektrotlarla karşılaştırıldığında silikon negatif elektrotlar daha yüksek spesifik kapasiteye ve enerji yoğunluğuna sahiptir.Bununla birlikte, silikon malzemenin genleşme oranının yüksek olması nedeniyle elektrotun hacminin genleşmesine neden olmak kolaydır, böylece pilin ömrü kısalır.

AyırıcıLityum iyon pilin kullanımı, pil performansının ve güvenliğinin sağlanmasının önemli bir parçasıdır.Ayırıcının ana işlevi pozitif ve negatif elektrotları ayırmaktır ve aynı zamanda iyon hareketi için bir kanal oluşturabilir ve gerekli elektroliti koruyabilir.Lityum iyon pil ayırıcının performansı ve ilgili parametreleri aşağıdaki şekilde tanıtılmaktadır:

1. Kimyasal stabilite: Diyafram, organik solvent koşulları altında mükemmel kimyasal stabiliteye, iyi korozyon direncine ve yaşlanma direncine sahip olmalı ve yüksek sıcaklık ve yüksek nem gibi zorlu koşullar altında istikrarlı performansı sürdürebilmelidir.

2. Mekanik mukavemet: Ayırıcı, montaj veya kullanım sırasında hasarı önlemek için yeterli çekme mukavemeti ve aşınma direncini sağlayacak yeterli mekanik mukavemete ve esnekliğe sahip olmalıdır.

3. İyonik iletkenlik: Organik elektrolit sistemi altında iyonik iletkenlik, sulu elektrolit sistemininkinden daha düşüktür, bu nedenle ayırıcı, düşük direnç ve yüksek iyonik iletkenlik özelliklerine sahip olmalıdır.Aynı zamanda direnci azaltmak için elektrot alanının mümkün olduğu kadar geniş olmasını sağlayacak şekilde ayırıcının kalınlığının mümkün olduğu kadar ince olması gerekir.

4. Termal stabilite: Pilin çalışması sırasında aşırı şarj, aşırı deşarj ve kısa devre gibi anormallikler veya arızalar meydana geldiğinde, ayırıcının iyi bir termal stabiliteye sahip olması gerekir.Belli bir sıcaklıkta diyaframın yumuşaması veya erimesi sağlanmalı, böylece akünün iç devresi bloke edilmeli ve akü güvenliği kazaları önlenmelidir.

5. Yeterli ıslanma ve kontrol edilebilir gözenek yapısı: Ayırıcının gözenek yapısı ve yüzey kaplaması, ayırıcıyı sağlamak için yeterli ıslanma kontrol edilebilirliğine sahip olmalı, böylece pilin gücü ve çevrim ömrü iyileştirilmelidir.Genel olarak konuşursak, polietilen pul (PP) ve polietilen pul (PE) mikro gözenekli diyaframlar şu anda yaygın diyafram malzemeleridir ve fiyatı nispeten ucuzdur.Ancak polyester gibi iyi performansa sahip başka lityum iyon pil ayırıcı malzemeleri de var, ancak fiyatı nispeten yüksek.