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注意了!锂离子电池的这四个组件缺一不可!

锂离子电池主要由四个主要部件组成:阴极,阳极,电解质和保护板。锂离子电池的每个组件都是必不可少的,因为当缺少其中一个组件时它无法正常工作。

格氏电池

锂离子电池的四个组成部分
▶阴极决定锂离子电池的容量和电压

锂离子电池通过锂的化学反应发电。这就是为什么锂被插入电池并且锂的空间被称为“阴极”的原因。然而,由于锂以元素形式不稳定,锂和氧的组合,氧化锂用于阴极。与氧化锂一样介入实际电池的电极反应的材料称为“活性材料”。换句话说,在锂离子电池的阴极中,使用氧化锂作为活性材料。 如果仔细观察阴极,您会发现一个薄铝箔用于固定阴极涂层的框架,使用由活性材料,导电添加剂和粘合剂组成的化合物。活性材料含有锂离子,添加导电添加剂以增加导电性;粘合剂起粘合的作用,有助于活性材料和导电添加剂在铝基材上良好地固定。阴极在确定电池特性方面起着重要作用,因为电池的容量和电压是由用于阴极的活性材料类型决定的。锂含量越高,容量越大; 阴极和阳极之间的电位差越大,电压越高。阳极的电位差很小,取决于它们的类型,但对于阴极,电位差通常相对较高。因此,阴极在确定电池电压方面起着重要作用。

▶阳极通过电线发送电子

与阴极一样,阳极基板也涂有活性材料。阳极的活性材料起到使电流流过外部电路的作用,同时允许从阴极释放的锂离子的可逆吸收/发射。当电池正在充电时,  锂离子存储在阳极而不是阴极中。此时,当导线将阴极连接到阳极(放电状态)时,锂离子通过电解质自然地流回阴极  ,并且与锂离子分离的电子(e-)沿着导线发电。对于使用具有稳定结构的阳极石墨,并且阳极基板涂覆有活性材料,导电添加剂和粘合剂。由于石墨的最佳品质,如结构稳定性,低电化学反应性,在储存大量锂离子和价格的条件下,该材料被认为适合用于阳极。

 

▶电解质仅允许离子移动

当解释关于阴极和阳极时,提到锂离子穿过电解质,电子穿过电线。这是在电池中使用电力的关键。如果离子流过电解液,我们不仅不能用电,还会危及安全。电解质是起重要作用的成分。它用作能够仅在阴极和阳极之间移动锂离子的介质。对于电解质,主要使用具有高离子传导性的材料,使得锂离子容易来回移动。 电解质由盐,溶剂和添加剂组成。溶解盐是锂离子移动的通道,溶剂是用于溶解盐的有机液体,并且为了特定目的添加少量添加剂。 以这种方式产生的电解质仅允许离子移动到电极并且不允许电子通过。另外,锂离子的移动速度取决于电解质类型。因此,只能使用满足严格条件的电解质。

▶保护板,阴极和阳极之间的绝对屏障

虽然阴极和阳极决定了电池的基本性能,但电解质和保护板决定了电池的安全性。  隔板用作物理屏障,保持阴极和阳极分开。它可以防止电子直接流动,并且只能让离子通过内部微孔。因此,它必须满足所有物理和电化学条件。

到目前为止,我们已经研究了决定锂离子电池性能的四个主要组成部分。目前,行业内一直在加强新材料的研发,以提高电池性能,同时不断继续努力提高现有材料和核心技术的性能。通过高容量/高效率的锂离子电池创新,相信这将丰富全世界人类的生活  。

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