چهار جزء یک باتری لیتیوم یونی

چهار جزء یک باتری لیتیوم یونی

بسیاری از جاروبرقی‌های لوازم خانگی در حال حاضر در تلاش هستند تا جاروبرقی‌های شارژی را آزاد کنند.

بسیاری از مردم این دستگاه را دوست دارند، زیرا به اندازه کافی سبک است که حتی یک جوان بتواند از آن استفاده کند و در عین حال قدرت مکش عالی دارد.

باتری‌های لیتیوم یونی ساخت جاروهای بی‌سیم را تا حد زیادی امکان‌پذیر ساختند.

باتری‌های لیتیوم یون سبک با چگالی انرژی بالا نسبت به باتری‌های معمولی کارآمدتر و ظرفیت بالاتری دارند.

اغلب در زمینه های مختلفی از جمله ابزارهای برقی، سیستم های ذخیره انرژی، وسایل کوچک و تجهیزات فناوری اطلاعات استفاده می شود.

و همچنین خودروهای برقی.

امروز، بیایید باتری های لیتیوم یون را از بالا به پایین بررسی کنیم.

کاتد، آند، الکترولیت و باتری لیتیوم یونی از چهار جزء تشکیل شده است.

جداکننده

کاتد، آند، الکترولیت و جداکننده چهار جزء ضروری یک باتری لیتیوم یونی هستند.

یک باتری لیتیوم یونی به تک تک اجزا نیاز دارد زیرا در صورت عدم وجود یکی از آنها نمی تواند کار کند.

"کاتد" باتری لیتیوم یون بر ظرفیت و ولتاژ آن تأثیر می گذارد.

لیتیوم موجود در باتری لیتیوم یونی برای تولید انرژی تحت فرآیندهای شیمیایی قرار می گیرد.

به همین دلیل، لیتیوم به طور طبیعی به باتری وارد می شود و منطقه ای که لیتیوم در آن قرار دارد به عنوان "کاتد" شناخته می شود.

از اکسید لیتیوم برای کاتدها استفاده می شود زیرا لیتیوم در شکل عنصری خود که از لیتیوم و اکسیژن تشکیل شده است، ناپایدار است.

اصطلاح "مواد فعال" به ماده ای مانند اکسید لیتیوم اشاره دارد که واکنش الکترود باتری واقعی را مسدود می کند.

به عبارت دیگر، اکسید لیتیوم به عنوان جزء فعال در کاتد یک باتری لیتیوم یونی عمل می کند.

اگر از نزدیک به کاتد نگاه کنید، ممکن است یک فویل آلومینیومی نازک که برای حمایت از قاب پوشش داده شده کاتد استفاده می شود، دیده شود.

با استفاده از مخلوطی از یک ماده فعال، یک افزودنی رسانا و یک چسب.

یون های لیتیوم در ماده فعال وجود دارد و یک افزودنی رسانا برای بهبود رسانایی اضافه می شود.

علاوه بر این، بایندر به عنوان یک چسب برای کمک به چسبندگی مناسب افزودنی رسانا و ماده فعال به بستر آلومینیوم عمل می کند.

خواص باتری به شدت تحت تاثیر کاتد است.

زیرا نوع ماده فعال کاتد بر ولتاژ و ظرفیت باتری تأثیر می گذارد.

ظرفیت با مقدار لیتیوم موجود افزایش می‌یابد و با بزرگی اختلاف پتانسیل بین کاتد و آند، ولتاژ افزایش می‌یابد.

بسته به نوع، تفاوت پتانسیل بین آندها و کاتدها معمولاً برای آندها جزئی و برای کاتدها تا حدودی قابل توجه است.

در نتیجه، کاتد در تعیین ولتاژ باتری بسیار مهم است.

"آند" الکترون ها را به یک سیم منتقل می کند.

زیرلایه آند مانند کاتد با مواد فعال پوشیده شده است.

عملکرد ماده فعال آند این است که اجازه می دهد جریان الکتریکی از مدار خارجی عبور کند.

یون های لیتیوم ساطع شده از کاتد می توانند در حین انجام این کار به صورت برگشت پذیر جذب یا آزاد شوند.

زمانی که باتری در حال شارژ شدن است، یون های لیتیوم در آند و نه کاتد نگهداری می شوند.

هنگامی که کاتد و آند اکنون توسط یک سیم رسانا (در شرایط تخلیه) به هم متصل می شوند.

الکترولیت به طور طبیعی به یون های لیتیوم اجازه می دهد تا به کاتد بازگردند.

و الکترون‌های جدا شده از یون‌های لیتیوم (e-) در حالی که نیرو تولید می‌کنند، در سیم جریان می‌یابند.

استفاده از گرافیت با ساختار پایدار برای آندها و پوشش مواد فعال بر روی بستر آند

یک اتصال دهنده و یک افزودنی رسانا.

ویژگی های ایده آل گرافیت، یعنی پایداری ساختاری و واکنش الکتروشیمیایی کم،

تصور می شود که این ماده برای استفاده به عنوان آند با توجه به مقرون به صرفه بودن و ظرفیت آن برای ذخیره مقادیر زیادی یون لیتیوم مناسب است.

"الکترولیت" تنها به تحرک یون اجازه می دهد.

گفته شد که یون های لیتیوم از طریق الکترولیت جریان می یابند در حالی که در مورد کاتد و آند بحث می شود.

و سیم با الکترون پر می شود.

این برای اجازه دادن به باتری برای مصرف انرژی ضروری است.

اگر یون ها از الکترولیت عبور کنند، نمی توانیم از برق استفاده کنیم و ایمنی ما به خطر می افتد.

عنصری که این عملکرد حیاتی را انجام می دهد، الکترولیت است.

این به عنوان مجرای عمل می کند که فقط به یون های لیتیوم اجازه می دهد بین کاتد و آند به عقب و جلو حرکت کنند.

مواد رسانایی یونی بالا در درجه اول برای الکترولیت استفاده می شوند تا یون های لیتیوم به راحتی به عقب و جلو حرکت کنند.

نمک ها، حلال ها و مواد افزودنی در الکترولیت وجود دارد.

یون های لیتیوم از میان نمک ها جریان می یابند که در مایعات آلی به نام حلال حل می شوند.

و برای اهداف خاص، افزودنی ها در مقادیر محدود معرفی می شوند.

این روش ساخت الکترولیت از عبور الکترون ها جلوگیری می کند و فقط اجازه می دهد یون ها به سمت الکترودها جریان پیدا کنند.

علاوه بر این، نوع الکترولیت بر سرعت مهاجرت یون های لیتیوم تأثیر می گذارد.

بنابراین، تنها الکترولیت هایی که به الزامات سخت پایبند هستند می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

"جداکننده"، پارتیشن غیر قابل نفوذ جداکننده کاتد و آند

الکترولیت و جداکننده ایمنی باتری را تعریف می کنند، در حالی که کاتد و آند عملکرد اساسی باتری را تعیین می کنند.

جداکننده با عمل به عنوان یک مانع فیزیکی، کاتد و آند را از هم جدا نگه می دارد.

با دقت به یون ها اجازه می دهد از سوراخ کوچک داخلی عبور کنند و در عین حال مانع عبور مستقیم الکترون ها می شوند.

بنابراین باید تمام الزامات فیزیکی و الکتروشیمیایی را برآورده کند.

جداکننده های رزین مصنوعی امروزی، مانند پلی اتیلن (PE) و پلی پروپیلن (PP)، به صورت تجاری در دسترس هستند.

ما چهار عامل کلیدی را بررسی کرده‌ایم که بر نحوه عملکرد باتری‌های لیتیوم یونی تا کنون تأثیر می‌گذارند.

در حال حاضر، SDI سامسونگ در حال افزایش تحقیقات و توسعه مواد جدید برای بهبود عملکرد باتری است.

در حالی که تلاش های خود را برای ارتقاء عملکرد مواد فعلی و فناوری های کلیدی به طور مداوم ادامه می دهد.

از طریق توسعه باتری های لیتیوم یونی با ظرفیت بالا و بازده بالا،

سامسونگ SDI می‌خواهد در توسعه باتری‌هایی که کیفیت زندگی مردم را در سراسر جهان بهبود می‌بخشد، پیشرو باشد.