Zusammensetzung der Lithium-Ionen-Batterie

Zusammensetzung und Recycling von Lithium-Ionen-Batterien

DerLitium-Ionen-Batteriebesteht aus Elektrolyt, Separator, Kathode und Anode sowie dem Gehäuse.

Der ElektrolytIn einer Lithium-Ionen-Batterie kann es sich um ein Gel oder ein Polymer oder eine Mischung aus Gel und Polymer handeln.

Der Elektrolyt in Li-Ionen-Batterien fungiert als Medium für den Ionentransport in der Batterie.Es besteht meist aus Lithiumsalzen und organischen Lösungsmitteln.Der Elektrolyt spielt eine Schlüsselrolle beim Ionentransport zwischen den positiven und negativen Elektroden einer Lithium-Ionen-Batterie und stellt sicher, dass die Batterie eine hohe Spannung und eine hohe Energiedichte erreichen kann.Der Elektrolyt besteht im Allgemeinen aus hochreinen organischen Lösungsmitteln, Lithium-Elektrolytsalzen und notwendigen Zusatzstoffen, die sorgfältig in bestimmten Anteilen und unter bestimmten Bedingungen kombiniert werden.

Das KathodenmaterialArten der Lithium-Ionen-Batterie:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Die Kathodenmaterialien machen über 30 % der Kosten der gesamten Batterie aus.

Die Anodedes Lithium-Ionen-Akkus enthält

Dann macht die Anode der Lithium-Ionen-Batterie etwa 5-10 Prozent der gesamten Batterie aus.Anodenmaterialien auf Kohlenstoffbasis sind ein häufig verwendetes Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien.Im Vergleich zur herkömmlichen Metall-Lithiumanode bietet sie eine höhere Sicherheit und Stabilität.Anodenmaterialien auf Kohlenstoffbasis bestehen hauptsächlich aus natürlichem und künstlichem Graphit, Kohlefasern und anderen Materialien.Unter ihnen ist Graphit das Hauptmaterial, das eine hohe spezifische Oberfläche und elektrische Leitfähigkeit aufweist, und Kohlenstoffmaterialien weisen außerdem eine gute chemische Stabilität und Recyclingfähigkeit auf.Allerdings ist die Kapazität kohlenstoffbasierter negativer Elektrodenmaterialien relativ gering, was die Anforderungen einiger Anwendungen an eine höhere Kapazität nicht erfüllen kann.Daher gibt es derzeit einige Forschungen zu neuen Kohlenstoffmaterialien und Verbundmaterialien, in der Hoffnung, die Kapazität und Lebensdauer kohlenstoffbasierter negativer Elektrodenmaterialien weiter zu verbessern.

Es verfügt immer noch über das negative Silizium-Kohlenstoff-Elektrodenmaterial.Silizium (Si)-Material: Im Vergleich zu herkömmlichen negativen Kohlenstoffelektroden weisen negative Siliziumelektroden eine höhere spezifische Kapazität und Energiedichte auf.Aufgrund der großen Ausdehnungsrate des Siliziummaterials kann es jedoch leicht zu einer Volumenausdehnung der Elektrode kommen, wodurch die Lebensdauer der Batterie verkürzt wird.

Das TrennzeichenEine Lithium-Ionen-Batterie ist ein wichtiger Teil der Gewährleistung der Batterieleistung und -sicherheit.Die Hauptfunktion des Separators besteht darin, die positiven und negativen Elektroden zu trennen. Gleichzeitig kann er auch einen Kanal für die Ionenbewegung bilden und den erforderlichen Elektrolyten aufrechterhalten.Die Leistung und die zugehörigen Parameter des Lithium-Ionen-Batterieseparators werden wie folgt vorgestellt:

1. Chemische Stabilität: Die Membran sollte eine ausgezeichnete chemische Stabilität, gute Korrosionsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit unter Bedingungen organischer Lösungsmittel aufweisen und unter rauen Bedingungen wie hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit eine stabile Leistung aufrechterhalten können.

2. Mechanische Festigkeit: Der Separator sollte über ausreichende mechanische Festigkeit und Elastizität verfügen, um eine ausreichende Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit zu gewährleisten und Schäden während der Montage oder Verwendung zu verhindern.

3. Ionenleitfähigkeit: Unter dem organischen Elektrolytsystem ist die Ionenleitfähigkeit geringer als die des wässrigen Elektrolytsystems, daher sollte der Separator die Eigenschaften eines geringen Widerstands und einer hohen Ionenleitfähigkeit aufweisen.Gleichzeitig sollte zur Reduzierung des Widerstands die Dicke des Separators möglichst dünn sein, um die Elektrodenfläche möglichst groß zu machen.

4. Thermische Stabilität: Wenn während des Batteriebetriebs Anomalien oder Fehler wie Überladung, Tiefentladung und Kurzschluss auftreten, muss der Separator eine gute thermische Stabilität aufweisen.Bei einer bestimmten Temperatur sollte die Membran weich werden oder schmelzen, wodurch der interne Stromkreis der Batterie blockiert und Unfälle mit der Batteriesicherheit vermieden werden.

5. Ausreichende Benetzung und kontrollierbare Porenstruktur: Die Porenstruktur und die Oberflächenbeschichtung des Separators sollten eine ausreichende Benetzungskontrollierbarkeit aufweisen, um den Separator zu gewährleisten und dadurch die Leistung und Zyklenlebensdauer der Batterie zu verbessern.Im Allgemeinen sind mikroporöse Membranen aus Polyethylenflocken (PP) und Polyethylenflocken (PE) derzeit gängige Membranmaterialien, und der Preis ist relativ günstig.Es gibt aber auch andere Separatormaterialien für Lithium-Ionen-Batterien, wie z. B. Polyester, die eine gute Leistung aufweisen, deren Preis jedoch relativ hoch ist.