Sastāvslitija akumulators

Litija bateriju materiālu sastāvā galvenokārt ietilpst pozitīvo elektrodu materiāli, negatīvo elektrodu materiāli, separatori, elektrolīti un korpusi.

1. Starp pozitīvo elektrodu materiāliem visbiežāk tiek izmantoti litija kobaltāts, litija manganāts, litija dzelzs fosfāts un trīskāršie materiāli (niķeļa, kobalta un mangāna polimēri). Pozitīvo elektrodu materiāls veido lielu daļu (pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālu masas attiecība ir 3:1–4:1), jo pozitīvo elektrodu materiāla veiktspēja tieši ietekmē litija jonu akumulatora veiktspēju, un tā izmaksas tieši nosaka akumulatora izmaksas.
2. Starp negatīvo elektrodu materiāliem dabīgais grafīts un mākslīgais grafīts pašlaik ir galvenie negatīvo elektrodu materiāli. Pētījumos izmantotie anoda materiāli ietver nitrīdus, poliasparagīnskābi, alvas bāzes oksīdus, alvas sakausējumus, nanoanoda materiālus un citus starpmetāliskus savienojumus. Kā viens no četriem galvenajiem litija akumulatoru materiāliem, negatīvo elektrodu materiāliem ir svarīga loma akumulatoru ietilpības un cikla veiktspējas uzlabošanā, un tie ir litija akumulatoru nozares vidusposma pamatā.
3. Tirgū orientētie diafragmu materiāli galvenokārt ir poliolefīna diafragmas, kas galvenokārt ir izgatavotas no polietilēna un polipropilēna. Litija akumulatora separatora struktūrā separators ir viena no galvenajām iekšējām sastāvdaļām. Separatora veiktspēja nosaka akumulatora saskarnes struktūru un iekšējo pretestību, kas tieši ietekmē akumulatora ietilpību, ciklu un drošības rādītājus. Separatoram ar izcilu veiktspēju ir svarīga loma akumulatora vispārējās veiktspējas uzlabošanā.
4. Elektrolīts parasti ir izgatavots no augstas tīrības pakāpes organiskajiem šķīdinātājiem, elektrolīta litija sāļiem, nepieciešamajām piedevām un citām izejvielām noteiktā proporcijā un noteiktos apstākļos. Elektrolīts veic jonu vadīšanas lomu starp litija akumulatora pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem, kas garantē litija jonu akumulatora augstu spriegumu un augstu īpatnējo enerģiju.
5. Akumulatora korpuss: sadalīts tērauda korpusā, alumīnija korpusā, niķelētā dzelzs korpusā (cilindriskām baterijām), alumīnija-plastmasas plēvē (mīkstais iepakojums) utt., kā arī akumulatora vāciņā, kas ir arī akumulatora pozitīvais un negatīvais spaile.
6. Akumulatora darbības princips
7. Kad akumulators tiek uzlādēts, uz akumulatora pozitīvā elektroda rodas litija joni, un šie ģenerētie litija joni caur elektrolītu pārvietojas uz negatīvo elektrodu. Negatīvā elektroda oglekļa struktūrai ir daudz poru, un litija joni, kas sasniedz negatīvo elektrodu, ir iestrādāti oglekļa slāņa mikroporās. Jo vairāk litija jonu ir iestrādāti, jo lielāka būs uzlādes kapacitāte. Kad akumulators izlādējas, negatīvā elektroda oglekļa slānī iestrādātie litija joni iziet ārā un atgriežas pie pozitīvā elektroda. Jo vairāk litija jonu atgriežas pie pozitīvā elektroda, jo lielāka ir izlādes kapacitāte. Vispārīgi runājot, izlādes kapacitāte attiecas uz izlādes kapacitāti. Litija akumulatora uzlādes un izlādes procesā litija joni pārvietojas no pozitīvā elektroda uz negatīvo elektrodu. Salīdzinot litija akumulatora attēlu ar šūpuļkrēslu, šūpuļkrēsla divi gali ir akumulatora pozitīvais un negatīvais elektrods, un litija joni ir kā sportisti, kas skrien uz priekšu un atpakaļ starp šūpuļkrēsla diviem galiem. Tāpēc litija baterijas sauc arī par šūpuļkrēsla baterijām.