Terminologija i objašnjenje industrije litijskih baterija: 1. dio

Dec 10, 2024 Ostavite poruku

640

 

 

Litij-ionska baterija:To je vrsta baterije koja koristi materijale koji se mogu podvrgnuti reakcijama umetanja/ekstrakcije litij iona kao aktivne materijale pozitivne i negativne elektrode, te koristi organske elektrolite ili polimerne elektrolite koji sadrže litijeve soli. To je sekundarna baterija (tj. punjiva baterija) koja se uglavnom oslanja na kretanje litijevih iona između pozitivne i negativne elektrode kako bi funkcionirala.

 

 

Ćelija:odnosi se na osnovni uređaj i jedinicu koja izravno pretvara kemijsku energiju u električnu energiju, također poznatu kao baterijska ćelija. To je osnovna komponenta koja čini bateriju, stvarajući električnu energiju kroz unutarnje kemijske reakcije.

 

 

Litijeva ćelija:Vrsta baterije koja koristi metalni litij ili slitinu litija kao materijal pozitivne/negativne elektrode i nevodenu otopinu elektrolita. Među njima se najviše koriste litij-ionske baterije (LIB). Oni ne sadrže metalni litij, ali koriste metalne okside legure litija kao materijale za pozitivne elektrode i grafit kao materijale za negativne elektrode, te postižu prijenos iona litija kroz nevodene elektrolite.

 

 

Primarna ćelija:Uređaj koji generira električnu struju putem redoks reakcija, koji pretvara kemijsku energiju u električnu energiju korištenjem razlike potencijala između elektroda.

 

 

Sekundarna ćelija:Elektrokemijski uređaj koji može pohraniti kemijsku energiju i osloboditi električnu energiju kada je to potrebno. Pretvara električnu energiju u kemijsku tijekom punjenja i pohranjuje je, a zatim pretvara kemijsku energiju u električnu tijekom pražnjenja za izlaz.

 

 

Goriva ćelija:Uređaj koji izravno pretvara kemijsku energiju goriva i oksidansa (obično kisika) u električnu energiju putem elektrokemijskih reakcija. Ovaj proces pretvorbe nije ograničen Carnotovim ciklusom, stoga ima visoku učinkovitost pretvorbe energije.

 

 

Alkalna ćelija:Baterija koja koristi kemijsku reakciju između cinka i mangan dioksida za stvaranje električne energije. Može biti primarna ili sekundarna baterija. Glavna karakteristika ovog tipa baterije je da je njen elektrolit alkalni, obično kao elektrolit koristi vodenu otopinu kalijevog hidroksida (KOH), otuda i naziv "alkalna baterija".

 

 

Suha ćelija:također poznata kao primarna baterija, vrsta je voltažne baterije koja koristi određeni apsorbent (kao što je piljevina ili želatina) kako bi svoj sadržaj pretvorila u pastu koja se neće prelijevati, kako bi se stvorila istosmjerna struja.

 

 

Ćelija s čvrstim elektrolitom:To je vrsta baterije koja koristi čvrste elektrolite umjesto tradicionalnih tekućih elektrolita. Prema stupnju skrućivanja, solid-state baterije se mogu podijeliti na polukrute baterije i sve solid state baterije. Baterije u polučvrstom stanju smanjuju količinu elektrolita koji se koristi na temelju baterija u tekućem stanju i povećavaju upotrebu kompozitnih elektrolita; Sve krute baterije potpuno eliminiraju izvorni elektrolit i koriste krute elektrolite, s pozitivnim i negativnim elektrodama odvojenim tankim filmovima.

 

 

Potpuno solid state punjiva litij-ionska baterija:Kao što naziv sugerira, odnosi se na litij-ionsku bateriju u kojoj su elektrode (pozitivna i negativna elektroda) i elektrolit u čvrstom stanju. Ova vrsta baterije sastoji se od tri dijela: materijala pozitivne elektrode, čvrstog elektrolita i materijala negativne elektrode i ne sadrži nikakve tekuće komponente. Pozitivna elektroda obično je izrađena od metalnog litija ili litij-ionskih spojeva, dok je negativna elektroda izrađena od ugljikovih materijala ili soli litij-titanata. Čvrsti elektroliti sastoje se od anorganskih čvrstih materijala kao što su oksidi, sulfidi ili fosfati.

 

 

Gel polimer punjiva litij-ionska baterija:to je vrsta litij-ionske baterije koja koristi gel polimerni elektrolit kao medij za vodljivost iona. Ovaj tip baterije strukturno je sličan tekućim litij-ionskim baterijama, no glavna je razlika u elektrolitu. Gel polimerni elektrolit sastoji se od mješavine polimera i soli i može dodati plastifikatore i druge aditive za poboljšanje ionske vodljivosti. Elektrolit može biti "suhi" ili "koloidni", od kojih su većina polimerni gel elektroliti.

 

 

Polu solid state Li-ion baterija:odnosi se na bateriju u kojoj jedna elektroda ne sadrži tekući elektrolit, a druga elektroda sadrži tekući elektrolit, ili gdje masa ili volumen krutog elektrolita u jednoj ćeliji čini polovicu ukupne mase ili volumena elektrolita u ćeliji. Ova vrsta baterije kombinira neke od karakteristika tekućih i čvrstih baterija, zadržavajući visoku ionsku vodljivost tekućih baterija, dok također posjeduje visoku sigurnost i strukturnu stabilnost solid-state baterija.

 

 

Coin Li ion ćelija:također poznata kao litij-ionska dugmasta baterija ili gumbasta baterija, vrsta je baterije malih vanjskih dimenzija, velikog promjera i male debljine. Princip rada temelji se na reverzibilnom umetanju i izvlačenju litijevih iona između pozitivne i negativne elektrode. Tijekom punjenja, litijevi ioni se deinterkaliraju iz materijala pozitivne elektrode, prelaze na negativnu elektrodu kroz elektrolit i ugrađuju se u materijal negativne elektrode; Tijekom pražnjenja, litijevi ioni se oslobađaju iz negativne elektrode i vraćaju se na pozitivnu elektrodu kroz elektrolit, dok elektroni teku od negativne elektrode do pozitivne elektrode kroz vanjski krug, generirajući električnu energiju.

 

 

Žele rolada:Jelly rola je cjevasta struktura koja se koristi za podupiranje i zaštitu smotanih materijala, obično cilindričnog ili konusnog oblika.

 

 

Ćelija može:Kao važna komponenta baterije, uglavnom se koristi za pakiranje i zaštitu elektrolita i elektroda unutar baterije.

 

 

Poklopac ćelije:To je poklopac dizajniran posebno za baterije, čija je glavna funkcija zaštititi unutarnju strukturu i strujne krugove baterije, spriječiti vanjski čimbenici poput prašine, vlage ili drugih zagađivača da uđu u bateriju i na taj način utjecati na normalan rad baterije. . Obično se postavlja na gornju ili bočnu stranu baterije kako bi se osiguralo njeno unutarnje brtvljenje ili mehanizam za zaključavanje.

 

 

Masa za brtvljenje poklopca:Kemijska tvar ili smjesa koja se posebno koristi za brtvljenje otvora kućišta baterije. Njegove glavne funkcije uključuju zaštitu unutrašnjosti baterije, osiguravanje brtvljenja i povećanje sigurnosti baterije.

 

 

Elektroda:To je eksperimentalna oprema koja se koristi za otkrivanje električnih signala, izvođenje električne stimulacije i snimanje aktivnosti živčanih stanica. Naširoko se koristi u raznim područjima kao što su biotehnologija, medicinska oprema, elektronički proizvodi i automobili. Prema njihovim različitim funkcijama i metodama uporabe, listovi elektroda mogu se podijeliti u različite vrste, kao što su elektrode za snimanje, elektrode za električnu stimulaciju, referentne elektrode, elektrode za uzemljenje itd. Osim toga, prema različitim materijalima i uporabi, listovi elektroda mogu biti dalje se dijele na različite vrste kao što su samoljepljive ploče elektrode, silikonske ploče elektrode, vodljive ploče elektrode, netkane ploče elektrode itd.

 

 

Pozitivna elektroda:obično se odnosi na elektrodu s visokim potencijalom koja sadrži aktivne tvari koje prolaze redukcijske reakcije tijekom pražnjenja. To je ključna komponenta koja se koristi u litij-ionskim baterijama za skladištenje i otpuštanje litijevih iona.

 

 

Negativna elektroda:obično se odnosi na elektrodu s visokim potencijalom koja sadrži aktivne tvari koje prolaze redukcijske reakcije tijekom pražnjenja. U bateriji, negativna elektroda je kraj s nižim potencijalom. Tijekom pražnjenja, negativna elektroda oslobađa elektrone i prihvaća ione litija s pozitivne elektrode.

 

 

641

 

Željezni litij fosfat:To je elektrodni materijal za litij-ionske baterije, s kemijskom formulom LiFePO4 (LFP). Ima prednosti visoke gustoće energije, visoke sigurnosti i dugog vijeka trajanja.

 

 

nikal kobalt mangan:Nikal kobalt mangan ključni je trojni materijal pozitivne elektrode za litij-ionske baterije, s kemijskom formulom LiNixCoyMn1-x-yO2. Imaju veći specifični kapacitet i nižu cijenu od pojedinačnih materijala pozitivne elektrode. Litij kobalt oksid jedan je od najčešće korištenih materijala za baterije, ali resursi kobalta postaju sve oskudniji, skuplji, a korištenje litij kobalt oksid baterija predstavlja sigurnosne opasnosti.

 

 

Materijal grafitne negativne elektrode:Zbog svoje izvrsne vodljivosti i kemijske stabilnosti, postao je jedan od najčešće korištenih materijala za negativne elektrode u litij-ionskim baterijama. Može reverzibilno umetati i uklanjati litijeve ione, čime se postiže skladištenje i oslobađanje električne energije tijekom procesa punjenja i pražnjenja. Kristalna struktura grafita je stabilna, s velikim molekulskim razmakom koji je kompatibilan s umetanjem i skidanjem litijevih iona. U isto vrijeme, njegova velika specifična površina osigurava veliku elektrokemijsku reakcijsku površinu, što pomaže u poboljšanju gustoće energije i gustoće snage baterija.

 

 

Tvrdi ugljik:Tvrdi ugljik je ugljik koji ne grafitizira nakon obrade na visokoj temperaturi, a njegov unutarnji raspored kristala je poremećen s velikim međuslojnim razmacima. Ova jedinstvena struktura omogućuje tvrdoj ugljičnoj negativnoj elektrodi da pohrani više naboja pri istom volumenu, čime se poboljšava gustoća energije i izdržljivost baterije.

 

 

Meki ugljik:odnosi se na amorfni ugljik koji se može grafitizirati pod uvjetima visoke temperature (obično iznad 2500 stupnjeva). Meki ugljični materijali imaju nižu kristalnost (tj. stupanj grafitizacije) i veći reverzibilni specifični kapacitet, općenito veći od 300 mAh/g. Osim toga, materijali od mekog ugljika također imaju dobru kompatibilnost s elektrolitima, što pomaže u poboljšanju ciklične stabilnosti baterija.

 

 

Kartica:To je metalni vodič u bateriji koji izvodi pozitivne i negativne elektrode iz unutrašnjosti ćelije. Njegov oblik je sličan "uhu", otuda i naziv. Ji'er se obično sastoji od metalne trake i gumene trake. Metalna traka služi za vodljivost, dok gumena traka ima ulogu brtvljenja i spajanja.

 

 

Vezivo:Poznato i kao ljepilo ili sredstvo za spajanje, tvar je koja može čvrsto povezati dva ili više materijala putem fizičkih ili kemijskih reakcija. Mješavina koja se obično sastoji od više komponenti, uključujući, ali ne ograničavajući se na osnovne materijale.

 

 

Otapalo:Otapalo za baterije odnosi se na organske spojeve visoke čistoće koji se koriste za pripremu otopina elektrolita u baterijama. Kao nosač za elektrolite, otapala mogu otopiti soli elektrolita i pospješiti vodljivost iona između pozitivne i negativne elektrode baterije, čime se osigurava normalan rad i performanse baterije.

 

 

Provodno sredstvo:Vodljiva tvar koja se dodaje tijekom izrade elektrode kako bi se osiguralo dobro punjenje i pražnjenje elektrode. Ima ulogu u skupljanju mikrostruja između aktivnih tvari i između aktivnih tvari i kolektora struje, smanjujući kontaktni otpor elektroda, ubrzavajući brzinu kretanja elektrona i učinkovito poboljšavajući brzinu migracije litijevih iona u materijalima elektroda, čime se poboljšava naelektrisanje i učinkovitost pražnjenja elektroda.

 

 

Aditiv:Aditivi za litijeve baterije mogu se klasificirati u različite vrste na temelju njihovih funkcija i učinaka, uglavnom uključujući aditive za stvaranje filma, funkcionalne aditive, sigurnosne aditive itd.

 

  • Aditiv za stvaranje filma

 

Definicija:Uglavnom se koristi za stvaranje stabilne i guste čvrste elektrolitske membrane (SEI) na površini elektroda kako bi se spriječio izravan kontakt između elektroda i elektrolita, čime se izbjegavaju unutarnji kratki spojevi u baterijama.

 

Uobičajene vrste:kao što su etilen karbonat (EC), propilen karbonat (PC) itd.

 

  • Funkcionalni aditivi

 

Definicija:Uglavnom se koristi za poboljšanje određenih performansi baterija, kao što je povećanje kapaciteta baterije, poboljšanje učinkovitosti punjenja i pražnjenja baterije i produljenje vijeka trajanja baterije.

 

Uobičajene vrste:uključuju površinski aktivne tvari, reološka sredstva, pojačivače čestica, sredstva za vlaženje i disperziju, itd.

 

  • Sigurnosni dodaci

 

Definicija:Uglavnom se koristi za poboljšanje sigurnosnih performansi baterija, kao što su usporivači plamena, sredstva za zaštitu od eksplozije itd.

 

Uobičajene vrste:kao što su LiAlO2, LiBOB, LiPF6 itd.

 

 

Bakrena folija:Bakrena folija za litijeve baterije je metalna bakrena folija proizvedena elektrolizom i površinski obrađena bakrenim sirovinama. Debljina je obično ispod 18 mikrona, a najčešće se koristi bakrena folija ispod 12 mikrona. Služi i kao nosač za aktivne materijale negativne elektrode i kolektor struje za prikupljanje elektrona negativne elektrode i provođenje u litij-ionskim baterijama, što ima značajan utjecaj na proces proizvodnje negativne elektrode i elektrokemijsku izvedbu litij-ionskih baterija.

 

 

Aluminijska folija:Aluminijska folija za litij-ionsku bateriju odnosi se na foliju pozitivne elektrode litij-ionske baterije, koja je nemodificirana folija pozitivne elektrode debljine oko 0.01 mm, također poznata kao aluminijska folija za sakupljanje struje. Sakupljač struje je jedna od ključnih komponenti litijevih baterija, čija je glavna funkcija prikupljanje struje koju stvara aktivni materijal baterije kako bi se stvorio veći izlaz struje prema van, dok je također potreban dovoljan kontakt s aktivnim materijalom . U litijevim baterijama, aluminijska folija se često koristi kao kolektor struje pozitivne elektrode zbog svoje izvrsne vodljivosti, duktilnosti i otpornosti na koroziju.

 

 

Izolator donje brtve:Kao što ime sugerira, radi se o brtvilu koje se nalazi na dnu litijske baterije. Uglavnom se koristi za popunjavanje praznina unutar baterije uzrokovanih razlikama u veličini i materijalu između komponenti, poboljšavajući kompresibilnost i sigurnosne performanse baterije. Konkretno, funkcije donjih brtvi litijskih baterija uglavnom uključuju brtvljenje, izolaciju, pričvršćivanje i apsorpciju udara.

 

 

Traka:To je široko korištena traka osjetljiva na pritisak u međuprocesu proizvodnje ćelija litijskih baterija, kao što je namatanje/laminiranje, zavarivanje ljuske i brtvljenje. Njegova glavna funkcija je izolacija, pričvršćivanje komponenti litijske baterije i zaštita različitih dijelova unutar baterije.

 

 

Središnja igla:To je važna komponenta unutar litijske baterije, smještena u središtu baterije, koristi se za spajanje pozitivnih i negativnih polova baterije i služi kao kanal za prijenos struje. Njegove glavne funkcije uključuju prijenos struje, strukturnu potporu i upravljanje toplinom.

Pošaljite upit