Die vier Komponenten einer Li-Ionen-Batterie
Viele Haushaltsgeräteriesen bemühen sich derzeit darum, kabellose Stabstaubsauger auf den Markt zu bringen.
Viele Menschen lieben dieses Gerät, da es leicht genug ist, um sogar von einem Kleinkind benutzt zu werden, und dennoch über eine hervorragende Saugkraft verfügt.
Li-Ionen-Akkus ermöglichten größtenteils die Entwicklung kabelloser Staubsauger.
Hohe Energiedichte und dennoch geringes Gewicht. Li-Ionen-Akkus sind effizienter und haben eine höhere Kapazität als herkömmliche Akkus.
werden häufig in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, darunter Elektrowerkzeuge, Energiespeichersysteme, Kleingeräte und IT-Geräte.
sowie Elektroautos.
Lassen Sie uns heute Li-Ionen-Batterien von oben bis unten untersuchen.
Kathode, Anode, Elektrolyt und die Li-Ionen-Batterie bestehen aus vier Komponenten.
Separator
Kathode, Anode, Elektrolyt und Separator sind die vier wesentlichen Komponenten einer Lithium-Ionen-Batterie.
Ein Li-Ionen-Akku benötigt jede einzelne Komponente, da er nicht funktionieren kann, wenn eine davon fehlt.
Die „Kathode“ einer Li-Ionen-Batterie beeinflusst deren Kapazität und Spannung.
Das Lithium in einer Lithium-Ionen-Batterie durchläuft chemische Prozesse, um Strom zu erzeugen.
Aus diesem Grund wird Lithium auf natürliche Weise in die Batterie eingeführt, und der Bereich, in dem sich das Lithium befindet, wird als „Kathode“ bezeichnet.
Lithiumoxid wird für Kathoden verwendet, da Lithium in seiner elementaren Form, die aus Lithium und Sauerstoff besteht, instabil ist.
Der Begriff „aktives Material“ bezieht sich auf eine Substanz wie Lithiumoxid, die die Elektrodenreaktion der echten Batterie blockiert.
Mit anderen Worten: Lithiumoxid dient als aktive Komponente in der Kathode einer Li-Ionen-Batterie.
Wenn Sie die Kathode genau betrachten, können Sie eine dünne Aluminiumfolie sehen, die den beschichteten Rahmen der Kathode trägt.
Verwendung einer Mischung aus einem Wirkstoff, einem leitfähigen Zusatzstoff und einem Bindemittel.
Im Wirkstoff sind Lithiumionen enthalten und zur Verbesserung der Leitfähigkeit wird ein leitfähiger Zusatz zugesetzt;
Darüber hinaus dient das Bindemittel als Klebstoff, um die ordnungsgemäße Haftung des leitfähigen Additivs und des aktiven Materials auf dem Aluminiumsubstrat zu unterstützen.
Die Eigenschaften der Batterie werden stark von der Kathode beeinflusst.
weil die Art des aktiven Materials der Kathode die Spannung und Kapazität der Batterie beeinflusst.
Die Kapazität steigt mit der Menge des vorhandenen Lithiums und die Spannung steigt mit der Größe der Potentialdifferenz zwischen Kathode und Anode.
Abhängig von der Art ist der Potenzialunterschied zwischen Anoden und Kathoden bei Anoden typischerweise gering und bei Kathoden eher erheblich.
Daher ist die Kathode entscheidend für die Spannung der Batterie.
„Anode“ überträgt Elektronen über einen Draht.
Das Anodensubstrat ist ebenso wie die Kathode mit aktivem Material bedeckt.
Die Funktion der aktiven Substanz der Anode besteht darin, den Stromfluss über den externen Stromkreis zu ermöglichen.
Von der Kathode emittierte Lithium-Ionen können dabei absorbiert oder reversibel abgegeben werden.
Beim Laden der Batterie werden Lithiumionen in der Anode und nicht in der Kathode gespeichert.
Wenn Kathode und Anode nun durch einen leitenden Draht verbunden sind (im Entladungszustand),
Der Elektrolyt ermöglicht auf natürliche Weise die Rückkehr von Lithiumionen zur Kathode.
und die getrennten Elektronen (e-) der Lithiumionen fließen den Draht hinunter und erzeugen dabei Strom.
Verwendung von stabil strukturiertem Graphit für Anoden und Beschichtung des Anodensubstrats mit aktivem Material
ein Bindemittel und ein leitfähiges Additiv.
Die idealen Eigenschaften von Graphit, nämlich seine strukturelle Stabilität und geringe elektrochemische Reaktivität,
Aufgrund seiner Erschwinglichkeit und der Fähigkeit, große Mengen an Lithiumionen zu speichern, wird davon ausgegangen, dass das Material für den Einsatz als Anode geeignet ist.
„Elektrolyt“ ermöglicht ausschließlich die Ionenmobilität.
Bei der Diskussion von Kathode und Anode hieß es, dass Lithiumionen durch den Elektrolyten fließen.
und der Draht ist mit Elektronen gefüllt.
Dies ist wichtig, damit eine Batterie Strom verbrauchen kann.
Wir können keinen Strom mehr verbrauchen und unsere Sicherheit ist gefährdet, wenn Ionen durch den Elektrolyten gelangen.
Das Element, das diese entscheidende Funktion erfüllt, ist der Elektrolyt.
Es fungiert als Leitung, die es ausschließlich Lithiumionen ermöglicht, zwischen der Kathode und der Anode hin und her zu wandern.
Für den Elektrolyten werden hauptsächlich Materialien mit hoher Ionenleitfähigkeit verwendet, damit Lithiumionen problemlos hin- und herwandern können.
Der Elektrolyt enthält Salze, Lösungsmittel und Zusatzstoffe.
Lithiumionen strömen durch die Salze, die in organischen Flüssigkeiten, sogenannten Lösungsmitteln, gelöst sind.
und für bestimmte Zwecke werden die Zusatzstoffe in begrenzten Mengen eingeführt.
Diese Methode zur Herstellung des Elektrolyten verhindert den Durchgang von Elektronen und ermöglicht nur den Fluss von Ionen zu den Elektroden.
Darüber hinaus beeinflusst die Art des Elektrolyten, wie schnell Lithiumionen wandern.
Daher dürfen nur Elektrolyte eingesetzt werden, die strengen Anforderungen genügen.
„Separator“, die undurchlässige Trennwand, die Kathode und Anode trennt
Der Elektrolyt und der Separator bestimmen die Sicherheit einer Batterie, während Kathode und Anode die grundlegende Leistung einer Batterie bestimmen.
Der Separator hält Kathode und Anode getrennt, indem er als physikalische Barriere fungiert.
Es lässt vorsichtig nur die Ionen durch das winzige Loch im Inneren passieren, während es den direkten Durchgang von Elektronen behindert.
Es muss daher alle physikalischen und elektrochemischen Anforderungen erfüllen.
Heutige Kunstharzseparatoren wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) sind im Handel erhältlich.
Wir haben bisher die vier Schlüsselfaktoren untersucht, die die Funktion von Li-Ionen-Batterien beeinflussen.
Derzeit intensiviert Samsung SDI die Forschung und Entwicklung neuartiger Materialien zur Verbesserung der Batterieleistung.
Gleichzeitig setzt es seine Bemühungen zur Verbesserung der Funktionalität aktueller Materialien und Schlüsseltechnologien konsequent fort.
Durch die Entwicklung leistungsstarker und hocheffizienter Li-Ionen-Batterien
Samsung SDI möchte bei der Entwicklung von Batterien führend sein, die die Lebensqualität von Menschen auf der ganzen Welt verbessern.
