22 Jahre Batterieanpassung
Dec 11, 2019 Seitenansicht：907
Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind in der modernen Technologie allgegenwärtig. Die meisten von uns, wenn nicht alle, tragen ihre Telefone und Laptops mit sich herum, die LIBs verwenden. Da sich die Welt mehr in Richtung grüner Energie verlagert, wird die Produktion von Batterien zwangsläufig zunehmen. Da die LIB-Technologie als überlegene Batteriechemie angesehen wird, hat ihre Nachfrage die Herstellung von Benutzergeräten, einschließlich E-Bikes und Elektrofahrzeugen, erhöht.
In der Lithium-Ionen-Technologie gab es mehrere Entwicklungen. Jede Version bietet eine bessere Kapazität, eine längere Lebensdauer sowie Sicherheitsmerkmale, wobei die Hauptunterschiede in der Kathodenchemie bestehen.
Es gibt auch andere Merkmale, die LIBs in vielen Varianten erscheinen lassen. Zu diesen Eigenschaften gehören verbesserte Eigenschaften und der Kompromiss zwischen Preis, Effizienz und sicherer Verwendung.
Im Allgemeinen sind Lithium-Ionen-Batterien ein absoluter Freund für Enthusiasten von Technologiegeräten geworden. Wenn Sie ein Smartphone, einen Laptop oder ein anderes Gerät mit einem akku haben, haben Sie wahrscheinlich eine LIB dabei.
Der weltweite Strombedarf hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Mit NiCad- oder Nickel-Hybridbatterien kann man weniger als eine Stunde Strom haben. Mit der Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien; Sie können jedoch über verschiedene Medien mit Ihren Lieben chatten, Videos ansehen und stundenlang andere Dinge tun.
Aber was ist das Geheimnis hinter LIBs? Was unterscheidet sie von anderen Chemikalien? Die Antwort liegt in ihrer Energiedichte, die mehr als doppelt so hoch ist wie die von NiCad-Batterien. Jetzt können wir Sie weiterführen, um ein angemessenes Verständnis der LIB-Chemie zu erlangen. Weiterlesen.
Welche Materialien werden für Anode und Kathode von Lithium-Ionen-Batterien verwendet?
Vier Hauptkomponenten bilden LIBs: die Kathode, die Anode, der Elektrolyt und der Separator. In diesem Teil konzentrieren wir uns auf die Anode (negative Elektrode) und die Kathode (positive Elektrode).
Die Kathode
Diese Komponente bestimmt die Kapazität und Spannung der Batterie. Wie Sie vielleicht bereits wissen, wird Strom in Li-Ionen-Batterien durch die Reaktion verschiedener Chemikalien erzeugt. Aus diesem Grund wird Lithium als Kathode in die Batterie eingesetzt. Mit anderen Worten, die Batterien werden wegen der Hauptkomponente, die Lithiummetall ist, Lithium genannt.
Lithium allein ist jedoch ein instabiles Element. Es wird daher mit Lithiumoxid kombiniert, um die Kathode herzustellen.
Es gibt auch ein anderes Material, das als "aktives Material" bezeichnet wird und die Elektrodenreaktion in der Batterie erleichtert. Kurz gesagt, Lithiumoxid ersetzt den Wirkstoff in Lithium-Ionen-Batterien.
In der Kathode befindet sich auch eine dünne Aluminiumfolie. Es wird als Halter für den Rahmen der Kathode verwendet und weist eine Beschichtung aus einer zusammengesetzten Mischung aus aktivem Material, leitfähigem Additiv und Bindemittel auf.
In dem aktiven Material befindet sich ein Lithiumion, dessen Leitfähigkeit durch Zugabe des Additivs erhöht wird. Das Bindemittel ist ein Klebstoff, mit dem sich die anderen Elemente absetzen können. Hier sind die Materialien, aus denen jede Komponente besteht.
Die Kathodenbinder: Materialien können Styrol-Butadien-Copolymer und Polyvinyliden enthalten.
Aluminiumfolien: Gerollte RA-Folie aus geschmiedetem Cu wird in Anwendungen mit hoher Dichte und hoher Leistung verwendet. Die Folien dienen als Stromabnehmer für Sekundärbatterien.
Kathodenaktive Materialien: Dies sind die Hauptelemente, die die Unterschiede in der Zusammensetzung definieren und die Erzeugung positiver Elektroden für die Zellen erleichtern. Die Hauptmaterialien sind eine Kombination aus Kobalt, Nickel und Mangan. Sie bilden eine Kristallstruktur, die Lithium aufnimmt.
Die Anode
Dies ist die Komponente, die Elektronen durch einen Draht sendet. Ihr Substrat ist auch mit einem aktiven Material beschichtet, wie im oben diskutierten Fall der Kathode.
Die Rolle der Anode ist die Leitfähigkeit. Dadurch kann der elektrische Strom innerhalb des externen Stromkreises fließen und gleichzeitig die reversible Absorption und Emission von Lithiumionen, die von der positiven Elektrode kommen, ermöglicht werden.
Während des Ladens werden die positiven Ionen in der Anode gespeichert, bevor sie während der Entladung zur Kathode übertragen werden. Der Verbindungsdraht verbindet die Kathode und die Anode und ermöglicht einen natürlichen Fluss der Lithiumionen zur Kathode. Die Elektronen bewegen sich getrennt entlang des Zauns und erzeugen Strom.
Die Anode besteht aus Graphit in einer stabilen Struktur, während das Substrat mit dem aktiven Material, dem leitfähigen Additiv und einem Bindemittel beschichtet ist. Die Anodenmaterialien sind recht einfach.
Was sind die Unterschiede zwischen der Wartung der Lithium-Ionen-Batterieanode und der Kathode?
So leistungsstark Lithium-Ionen-Batterien auch sind, sie können leicht von verschiedenen externen Faktoren beeinflusst werden. Sowohl das Kathoden- als auch das Anodenmaterial reagieren gemischt auf äußere Probleme.
Eines der wichtigsten Probleme ist beispielsweise ein thermisches Durchgehen, bei dem die Batterien schnell selbst erwärmt werden. Die Hauptursache für einen solchen Zustand könnte ein interner und externer Kurzschluss der Zelle oder eine Überladung sein.
Die Kathode scheint die Hauptkomponente von LIBs zu sein, was sie zu einem Hauptfokus macht. Eine Hauptursache für interne Kurzschlüsse kann das Mischen interner Teile sein. Und deshalb gibt es ein Trennzeichen, um sicherzustellen, dass solche Dinge niemals passieren.
Die Kathode trägt während der Entladung + Ionen, während die Anode die Elektronen trägt. Die Anode ist ein elektrischer Leiter, was bedeutet, dass sie gut isoliert sein muss. Die Aluminiumfolie dient dazu, die Teile getrennt zu halten.
Die Kathode ist sehr empfindlich. Externe Probleme wie schlechte Handhabung können zu einem Bruch des Abscheiders führen und zu nachteiligen Reaktionen führen, die die Batterien töten. Für beide Materialien wird die richtige Pflege erwartet.
Was sind die chemischen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterieanode und -kathode?
Lithiumionen (Li +) nehmen an den Reaktionen teil, die die Batterien zu dem machen, was sie sind. Die Materialien sowohl in der Anode als auch in der Kathode können Lithiumionen absorbieren. Mit anderen Worten, sie können die geladenen Ionen halten. Diese Ionen in den LIBs sind an ein Elektron innerhalb der Anodenstruktur gebunden.
Während des Ladens werden die Lithiumionen von der Anode freigesetzt und wandern durch eine Elektrolytlösung, um in der Kathode absorbiert zu werden. Im Wesentlichen beginnt das Leben einer LIB mit einer vollen Ladung. Wenn Sie mit dem Laden beginnen, findet in der Kathode ein Oxidationsprozess statt, bei dem einige negativ geladene Elektronen verloren gehen. Die Gleichung ist jedoch ausgeglichen mit einer gleichen Anzahl von Ionen, die sich im Elektrolyten lösen. Sie bewegen sich innerhalb der Anode, wo sie in der Anode absorbiert werden.
Andererseits werden während der Entladung die Lithiumionen von der Anode freigesetzt, um zur Kathode zurückzukehren. Alle an die Anode gebundenen Elektronen werden ebenfalls freigesetzt. Sie fließen durch einen Draht und erzeugen elektrischen Strom.
Die Reaktion stoppt bei voller Ladung. Beginnen Sie dann erneut mit der Entladung und machen Sie einen ganzen Zyklus.
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