Cómo funcionan las baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio utilizan materiales de carbono como electrodo negativo y compuestos que contienen litio como electrodo positivo. No hay litio metálico, solo iones de litio. La batería de iones de litio se refiere al término general para baterías que utilizan compuestos de intercalación de iones de litio como materiales de electrodo positivo. El proceso de carga y descarga de las baterías de iones de litio es el proceso de intercalación y desintercalación de iones de litio.
En el proceso de incrustación y desintercalación de iones de litio, también se acompaña de la incrustación y desintercalación de electrones equivalentes a los iones de litio (se acostumbra expresar el electrodo positivo con inserción o desintercalación, y el negativo electrodo con inserción o desintercalación express). Durante el proceso de carga y descarga, se insertan/desintercalan e insertan/desinsertan iones de litio entre los electrodos positivo y negativo, lo que se denomina vívidamente "batería de mecedora".
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 utilizado como electrodo negativo tiene una estructura en capas con muchos microporos. Los iones de litio que llegan al electrodo negativo están incrustados en los microporos de la capa de carbono. Cuanto más iones de litio estén incrustados, mayor será la capacidad de carga.
De manera similar, cuando la batería se descarga (es decir, el proceso 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 regresaran al electrodo positivo, mayor sería la capacidad de descarga.
Componentes de la batería
(1) Electrodo positivo: el material activo es generalmente manganato de litio u óxido de cobalto y litio, el material de manganato de cobalto, níquel y litio generalmente usa cobalto de níquel. El manganato (comúnmente conocido como ternario) o ternario + una pequeña cantidad de manganato de litio puro y el fosfato de litio y hierro se están desvaneciendo gradualmente debido a su gran tamaño, bajo rendimiento o alto costo. El colector de corriente conductor utiliza lámina de aluminio electrolítico con un espesor de 10 a 20 micrones.
(2) Separador: una película de polímero especialmente formada con una estructura microporosa que permite que los iones de litio pasen libremente, pero los electrones no pueden pasar.
(3) Electrodo negativo: el material activo es grafito o carbono con estructura de grafito, y el colector de corriente conductor utiliza una lámina de cobre electrolítico con un espesor de 7 a 15 micrones.
(4) Electrolito orgánico: un disolvente de carbonato en el que se disuelve hexafluorofosfato de litio. Para los polímeros, se utiliza un electrolito en gel.
(5) Carcasa de la batería: dividida en carcasa de acero (el tipo cuadrado se usa raramente), carcasa de aluminio, carcasa de hierro niquelado (utilizada para baterías cilíndricas), película de aluminio y plástico (embalaje blando), etc. , así como las baterías La tapa también son los terminales positivo y negativo de la batería [3].
Para consultar el contenido anterior, consulte la Enciclopedia Baidu: batería de iones de litio