Kasi syst Kasi Battery ni vichi?
Nthowa ya maselo
Batiri yimoza, iyo yikumanyikwaso kuti "selo", ni chigaŵa chichoko chomene cha dongosolo la batire. Icho chikupangika chomene na cathode (Cothode Electrode), anode (Anode Electrode), electrolyte (Electrolyte), kugaŵa (Separator), na mulandu (Case), nga umo vikulongosorekera mu Chithunzi 7-1.
Slowde ya electrode ya selo ya litium-}ion yingagaŵika nga ni chinthu chakupangika, chomenechomene icho chili na vigaŵa vinayi:
1)Vinthu ivyo vikususkana ivyo vikukhwaskana na ma ion gha lithiamu panji ghambura kusintha; vigaŵa vya cathode vikupereka mtundu wa lithium, apo vigaŵa vya anode vikuzomerezga lithium ions.
2)Chigaŵa chakulongozga (chigaŵa cha gel cha carbon) icho chikupangika na kusakanizga kwa wovwiri wakulongozga na wakusonkheska wa sonosono, na binder yikugwira ntchito yakukolerana; arting yikulongozga ma elects kwizira mu wakusonkheska wa sono na wovwiri wakulongozga.
3)Vinthu ivyo vyazura na electrolyte, ivyo vikugwira ntchito nga ni nthowa zakuchitira lithiamu-ion transport mukati mwa pepala la electrode.
4)Kusonkheska sonosono apa.
Pa nyengo ya ndondomeko ya electrochemical, electrode coating chomenechomene yikukhwaskana na ndondomeko 4 izi:
1)Kunyamura magesi.
2)Ion transport.
3)Kusinthaniska pa electrolyte / electrode chigaŵa cha chigaŵa, ndiko kuti, vyakuchitika vya magesi.
4)Kupambaniska ma ion gha lithiamu mukati mwa chigaŵa chakukhora. Mu microstructure ya electrode sheet, kukula kwa vigaŵa na kugaŵika kukukhwaska nthowa ya lithiamu -}on njira na malo ghanyake gha pa charu chapasi gha electrochemical reaction; kukula kwa pore na kugaŵika kukukhwaska ndondomeko ya vyakwendekwenda vya electrolyte; porosity yikukhwaska unandi wa vinthu ivyo vikugwira ntchito na malo ghanyake agho ghalipo gha electrochemical reaction. Vinthu vyose ivi vyakupangiska kuti vinthu viŵeko pamanyuma pa vigaŵa vichokovichoko pamanyuma pake vikugwira ntchito makora.
Nthowa yakulembera
Cathode ya selo yikulembeka chomene na vinthu vya cathode nga ni LiCoO₂, wovwiri wakulongozga, binder (PVDF), na wakusonkheska wa sonosono (aluminiyamu), nga umo vikulongosoreka mu Chithunzi 7-2.
Pa mabatire gha lithiamu {{llit}}}, mabatire gha cathode ghasono kanandi ghakuŵa aluminiyamu ndipo anode wakusonkheska sono ni .chiwunda, . Kuti ŵawoneseske kuti msonkho uwo ulipo sono uli mukati mwa batire, kutowa kwa wose ŵaŵiri kukwenera kuŵa pachanya pa 98%. Vifukwa ivyo lithiamu-ion mabatire vikugwiriskira ncito aluminiyamu foil ya cathode na foil ya mkuwa ya anode ni fundo 3 izo zikulondezgapo:
1) Copper na aluminiyamu vikuŵa na magesi ghawemi, mtundu wakufewa, na mtengo wakucepa. Fundo yakugwira ntchito ya lith -ion ni chipangizo cha electrochemical icho chikusintha nkhongono za kemiko kuŵa nkhongono ya magesi. Mu ndondomeko iyi, chinthu chinyake chikukhumbikwa kuti nkhongono za kemiko ziŵe nkhongono za magesi, izo zikukhumbikwira chinthu chakulongozga. Pakati pa vinthu vyakumanyikwa, vitsulo vikuŵa na magesi ghawemi chomene, ndipo pakati pa vitsulo, mkuwa na aluminiyamu vikupereka vyose viwemi chomene ndiposo mtengo wakuchepa mu mtundu wa foil ya mkuŵa na aluminiyamu. Mu mabatire gha lithiamu. d, pali chomene nthowa ziŵiri zakupangira: kuzungulira na kuŵika pa mzere. Kulinganizga na kuŵika, kuzungulira kukukhumba ma sheet gha electrode agho ghakugwiriskira ncito pakunozga batire kuti ghaŵe na kusinthasintha kunyake kuti ma sheet gha electrode ghaleke kuphwanyika panji kuphwanyika pa nyengo ya mphepo. Pakati pa vinthu vyakupangika na visulo, vithuzithuzi vya mkuŵa na vya aluminiyamu vikuŵa vyakufewa, vithuzithuzi vya mkuŵa/ŵakale/aluminiyamu vikuŵa vyakudura, vithuzithuzi vya mkuŵa na vya aluminiyamu vikudura chomene, ndipo vinthu vya mkuŵa na vya aluminiyamu ni vinandi chomene pa charu chose.
2) Mafolini gha ng’ombe na aluminiyamu nagho ghakukhazikika mu mlengalenga. Aluminiyamu wakucita mwambura kusuzga kemiko na mphepo mu mlengalenga kuti wapangire filimu ya oxide iyo yili pa mtunda, ndipo ivi vikupangiska kuti aluminiyamu wacitepo kanthu. Mufilimu iyi ya oxide ya mkuŵa / aluminiyamu yikuperekaso nkhongono yinyake yakuvikilira pa aluminiyamu mu electrolyte. Mkuwa uwo ukukhazikika mu mlengalenga ndipo ukuchitika yayi mu mlengalenga wakuuma.
3)Mabatire gha cathode na anode gha mabatire gha lithiamu -}ion ndivyo vikupangiska kuti aluminiyamu foil yikugwiriskirika nchito pa cathode na mkuwa pa anode, ndipo ŵangasinthika yayi. Nkhongono ya cathode njakukwera, ndipo foil ya mkuŵa yikupangika mwambura kusuzga pa nkhongono zapachanya, apo aluminiyamu wali na nkhongono za oxidation zinandi ndiposo filimu ya oxide yakukhozga pa chigaŵa chake cha pachanya, icho chikuperekaso chivikiliro chiwemi ku aluminiyamu ya mukati.
Mu kristalo lattice ya aluminiyamu wa vitsulo, mkuwa na aluminiyamu vili na kukula kwakuyana na Li ndipo vingapanga mwambura kusuzga vyakupangika vya intermetallic na Li nga ni LiAl. Li na Al ŵangapanga waka aloyi pera yayi na fomula ya kemiko LiAl, kweni ŵangapangaso Li₉Al₄,Li₃ Al₃al, Li₅ Al na Li₂A alloy vigaŵa. Vigaŵa ivi vya alloy vikurya Li munandi wa Li na kunanga kapangikiro na kawonekero ka Al, ntheura vingagwiliskirika nchito yayi nga ni anode uyo wakusonkheska sonosono apa wa mabatire gha lithiamu-}ion; apo Cu wakukumana na kukhuŵara kuchoko chomene pa nyengo ya charge ya batire - kugaŵika na kusunga kukhazikika kwa kapangikiro na electrochemical, kupangiska kuti yiŵe yakukwana nga ni anode wakusonkheska wa sono wa lithiamu -}ion mabatire. Pa mtundu wa mkuwa pa 3.5V, polarization current yikwamba kukura chomene ndipo yikukwera mzere, na oxidation yakukhora, kulongora kuti Cu nayo yikwamba kusungunuka mu batire; apo pa aluminiyamu founda pa mtundu wose wa polarization, nkhongono ya polarization ni yicoko ndiposo yakukhazikika, ndipo palije vinthu vyakuwoneka vyakuwoneka, kusunga kukhazikika kwa electrochemical. Pakuti ndalama zakusungunuka za Al mu mabatire gha lithiade -), kukhazikika kwa magesi nkhwakucepa comene ndipo kukhazikika kwa magesi kungasungika, nkhwakwenelera nga ni mabatire gha cathode gha sonosono apa gha mabatire gha lithiamu-}ion.
Oxide layer pa malo gha mkuwa/aluminiyamu ghali gha semiconductors ndipo yikupanga ma electron; usange chigaŵa cha oxide nchakukhora chomene, imdance njikuru; apo aluminiyamu oxidy pa malo gha aluminiyamu ni insulator ndipo yingakwaniska yayi kupanga magesi, kweni chifukwa chakuti njakuwonda chomene, nkhongono ya magesi yikukwaniskika kwizira mu nkhongono ya tunnel; usange oxide layer yikuŵa yakukhora, mtundu wa mtundu wa mkuwa / aluminiyamu ngwakuvuka panji wakutetezga. Mwakuyana waka, foil ya mkuŵa / ya aluminiyamu yikwenera kutozgeka na oxide layer pambere yindaseŵezeske kuti yifumiske mafuta ku chigaŵa chimoza na vigaŵa vya oxide vyakukhora ku chigaŵa chinyake. Nkhongono ya cathode njapachanya, ndipo aluminiyamu oxide layer njakukhora chomene, iyo yingapangiska kuti oxidation ya uyo wakusonkheska sonosono apa. Vigaŵa vya oxide vya mkuwa / nickel etc. vikufwatuka, mwambura kusuzga kuleskera wakusonkheska sono na kupereka nchito yiwemi ya batire. Pa nyengo yeneyiyo, nkhongono ya anode ya lithiamu -), mabatire gha mkuwa, ndipo mkuwa / nickel wazamuchitika oxidation, na oxidation / mkuwa / de-"ithiation vyakuchitika ivyo vikuchitika pa mkuwa / nickel, apo aluminiyamu wakuchitika LiAl alloying pa nkhongono zapachanya.
Munthu uyo wakusonkheska sono wakukhumbikwira kuti walembe makora. Vinthu ivyo vikuchitika mu Al vipangiskenge kuti filimu ya pa charu chapasi yiŵe yichoko chomene ndipo yizamupangiska kuti paŵe kuvunda, ndiposo kuti filimu ya pa charu chapasi yikunangika chomene, yikupangiska kuti ŵanthu ŵaŵe na mwaŵi wa kupanga filimu ya LiAl.
Munthu uyo wakusonkheska sono wakukhumbikwira kuti walembe makora. Vinthu vyambura kumanyikwa mu Al vizamupangiska kuti filimu ya pa charu chapasi yiŵe yakukhora chomene, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe kuvunda, ndiposo kunanga chomene, kuparanyika kwa filimu ya pa charu chapasi kukupangiska kuti paŵe aloyi wa LiAl.
Pa mabatire gha lithiamu {{{llim}}} mabatire, cathode aluminiyamu foil yachepeskeka kufuma pa 16μm kufika pa 14μm, ndipo pamanyuma ku 12μm, ndipo sono 10μm aluminiyamu foil ili kale mu kupanga kwa unandi, ndipo ŵanyake ŵakugwiliskira ntchito nanga nkhugwiliskira ntchito 8μm; kwa anode coup for for, chifukwa cha kusinthasintha kwake kuwemi, kukura kwake kwachepeskeka kufuma ku 12μm yajumpha kufika pa 10μm, ndipo pamanyuma ku 8μm, ndipo sono chigaŵa chikuru cha mabatire ni misa -kupanga mwakugwiliskira ntchito 6μm, apo ŵanyake awo ŵakupanga ŵakupanga 5μm / 4μm iyo nayo yingagwiriskirika nchito. Pakuti lithiamu {{44}}ion mabatire ghali na vyakukhumbikwa vyakutowa chomene vya mtundu wa mkuwa uwo ukugwiriskirika nchito, unandi wa vinthu uli pa mlingo umoza. Pakuti kukura pasi pa kukura kukuchepa, unandi wa malo ukuchepa mwakuyana na umo vikuŵira, ndipo kulemera kwa batire kukuzgoka kuŵa kwakupepuka na kwakupepuka, uko kukukwaniska kukhumba kwa mabatire gha lithiamu-ion.
Kwa awo ŵakusonkheska sonosono apa, padera pa msinkhu wawo na kulemera kwawo uko kukukhwaska mabatire gha lithiamu-}), katundu wa pa charu chapasi wa awo ŵalipo sono nawo ŵakukhwaskika chomene na kupanga mabatire na kugwira ntchito. Makamaka kwa wakusonkheska wa anode sono, chifukwa cha kupereŵera mu tekinoloje yakunozgekera, vithuzithuzi vya mkuwa pa msika vikuŵa chomenechomene - sided, kaŵiri - sided, na kaŵiri - sided coarsed mitundu. Iyi asymmetric ziŵiri- chigaŵa cha chigaŵa chizamupangiska kuti asymmetric asmometric asting anali ya anode coating ku vigaŵa vyose viŵiri, mwakuti ŵaleke kufwatulika kwakuyana kwa nkhongono za anode ku vigaŵa vyose viŵiri; pa nyengo yeneyiyo, asymmetry ku vigaŵa vyose viŵiri yizamupangiskaso kuti nkhongono zakukhozga za anode ziŵe zakukhora, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe mtengo wambura kulinganizgika - disccharge umoyo wa mzere wa anode wakuvwara ku vigaŵa vyose viŵiri, ivyo vikupangiska kuti batire liŵe lakuvunda mwaluŵiro.
Kupanga cathode kwa selo yimoza ndiko nkhwakuzirwa chomene pa tekinoloje yikuru ya selo. Pansi apa pali chiyelezgero:
1)LiCoOOB (10μm): 96.0%.
2)Goliro cakumalizgirapo (Carbon ECP): 2.0%.
3)Kubaba (PVDF 761): 2.0%.
4)Kulimbikiska (NMP): Kulemera kwa vinthu vyakukhora kuli pafupifupi 810:1496.
Kulongosora kwa cathode kwakupangika:
1)Kuŵika viscosity ya slurry pa 6000cP (1cP=1mPas · s) (mitengo ya 25℃25 ).
2)Kulemera kwa NMP kukwenera kusintha mwakukwana kuti kufiske ivyo vikukhumbikwa pa viscosity.
3)Ŵikani mtima wapadera ku nkhongono ya kutentha na chinyezi pa viscosity.
Kulemba vinthu vyakupangika na lithiadi, lithiamu ion source, vikupereka lithium source ya lithium ya batire. Non{{ {1} dziko, kawonekero kambura kukhazikika, kukula kwa vigaŵa D50 pafupifupi 6-8μm, chinyezi chomwe chikuchepa panji chakuyana na 0.2%, kanandi alkaline, pH 10-11.
Kulemba kwa litium manganese oxide: Non{- poly chinthu, kawonekero kambura kukhazikika, kukula kwa chigaŵa D50 chomenechomene 5-7μm, chinyezi chomwe chili pasi Pafupi panji kulingana na 0.2%, kanandi alkaline wakulopwa, pH pafupifupi 8.
Munthu uyo wakulongozga: Chain…{0}} nga ni chinthu, chinyezi<1%, particle size generally 1~5um.Superconductive carbon black with excellent conductivity is usually used, such as KetjenblackCarbon ECP and ECP600JD. lts function is to improve the conductivity of the cathode material,compensate for the electronic conductivity of the cathode active material; increase the electrolyteabsorption of the cathode sheet, expand the reaction interface, and reduce polarization.
Binder (PVVD): Non{0}} polal chinthu, unyolo - nga ni, kulemera kwa maselo kufuma pa 300000 to3000000000; kulemera kwa maselo kukuchepa para maji ghanjizgika, ndipo ivi vikupangiska kuti munthu waŵe wakusoŵa. lt wakugwiriskirika nchito na bond lithium cobalt oxide, wovwiri wakulongozga, na foil panji aluminiyamu panji aluminiyamu mesh togetelAdhesion promoter (NMP): Maji ghakugongowa gha polar, ghakugwiriskira ncito kusungunura / kutupa PVDF na nyengo yimoza pa nyengo yimoza slurry.
Munthu uyo wakusonkheska sonosono apa (tathode tabu): Kupanga foil panji aluminiyamu.
Nkhani ya Anode
Kapangidwe ka selo anode ili na vinthu vya graphite, wovwiri wakulongozga, thickener (CMC), binder (SBR), na wakusonkheska wa sono (mkuli wa mkuwa), nga umo vikulongosorekera mu Chithunzi 7-3.
Kupanga anode kwa selo limoza nako nchimoza mwa vinthu vyakuzirwa chomene vya selo, chomenechomene nga ni ivi:
1)Anode: graphite): 94.5%.
2)Gulu la Kukanizga (Carbon ECP): 1.0% (Ketjenblack).
3) Binder (styrene-budiene lartx, SBR): 2.25%.
4)Thickener (karboxymethyl cellulose, CMC): 2.25%.
5)Maji: Kulemera kwa vinthu vyakukhora ni 1600:1417.5.
Nthowa yakupangira Anode:
1)Anode slurry viscosity control pa 5000-6000cP (kutentha 25℃25℃).
2)Kulemera kwa maji kukwenera kusintha mwakukwana kuti vifiske ivyo vikukhumbikwa pa viscosity.
3)Ŵikani mtima wapadera ku nkhongono ya kutentha na chinyezi pa viscosity.
Graphite: Vinthu vyakugwira ntchito, chinthu chikuru icho chikupanga vyakuchitika vya anode, chomenechomene kugaŵika mu vigaŵa viŵiri vikuru: graphite yachilengiwa na graphite yakupangika. Non{{-viŵelengelo, vikufipirwa mwambura kusuzga na vinthu vyambura non -} polar, vikuthandazgika mwambura kusuzga mu vinthu vyambura -} pol pol polrol; kuŵa vipusu yayi kukora maji, panji kuthandazga yayi maji. graphite yakufipirwa, pamanyuma pa kuthandazgika mu maji, yikutemwa kubwezereska -glomerate. Kukura kwa vigaŵa vya vigaŵa vya 20μm kuli pafupi na 20μm. Mawonekero gha vigaŵa ghakupambana ndipo ghakupambana chomene, chomenechomene ghakuzungulira, ghakuwala, gha fibrous, na vinyake.
Ntchito za awo ŵakulongozga:
1)Kusinthaniska mtundu wa sheet ya anode na kulipira kuti vinthu vya anode vichitike pa kompyuta.
2)Kuwonjezera kuzama kwakuya na kugwiriskira ncito.
3)Kupereka mtundu wa dendrites.
4)Kugwiliskira ntchito maji -} nkhongono za vinthu vyakulongozga kuti zisazgireko mtundu wa vyakuchitika na kuchepeska polarization (yingasazgikira panji yayi kuyana na kugaŵika kwa kukula kwa vigaŵa vya graphite).
Vinthu vyakusazgikira: Kuchepeska vyakuchitika vyambura kusintha, kusazgirako nkhongono zakukolerana na viscosity ya slurry, na kuvikilira slurry sedimentation.
Thickener / anti-}?"
Isopropanol: Ŵanthu awo ŵakuchemeka Sukaly polar; panyuma pa kusazgirapo, lingacepeska polarity ya yankho la binder, kusintha kukolerana pakati pa graphite na binder yankho; lili na nkhongono ya defoaming yankhongono; mwakupepuka wakupangiska kuti mtanda- linking ya binder network na kukhozga nkhongono zakukolerana.
Ethanol: Vinthu vyakuseluska vya mu polal; panyuma pa kusazgirapo, lingacepeska polarity ya yankho la binder, kusintha kukolerana pakati pa graphite na binder yankho; lili na nkhongono ya defoaming yankhongono; mtsinje wakuzungulira mtanda-lining wa binder na kukhozga nkhongono zakukolerana (milimo ya isopropanol na ethanol ni vyakuyana waka; para misa{{-kupanga, vinthu vya mtengo vingawoneka kuti vikusankha kuti ni njani uyo wakusazgapo).
Water- binder (SBR): Mabond graphite, wovwiri wakulongozga, vyakuwonjezera, na foil ya mkuwa panji mkuwa pamoza meshi pamoza; linear unyolo emulsion molecule, wakusungunuka chomene mu maji na vyakusungunula vya polar.
Maji ghakuseŵeka (panji maji ghakuthilira): Diluent, wakusazgikira mu unandi wakwenelera, wangasintha umo maji ghakuŵira.
Anode tab: Kupangika na foil ya mkuŵa panji mkuŵa.
