Nyckelkomponenter i litiumbatterier

• Kärnkomponenterna i ett litiumbatteri består huvudsakligen av följande fyra delar:

1. Positiv elektrod (katod):Litiummetalloxidmaterial såsom litiumkoboltoxid (LICOO ₂), litiumjärnfosfat (LifePo ₄) eller ternära material (såsom NCM: litium nickelkobolt manganoxid) används vanligtvis .
2. Negativ elektrod (anod):Grafit (kolmaterial) används vanligtvis, och litiumjoner är inbäddade mellan grafitskikten under laddning .
3. elektrolyt:En organisk lösning som innehåller litiumsalter (såsom lipf ₆) som ett medium för litiumjonmigration .
4. Membran:Porös polymerfilm (såsom polyeten/polypropen) som gör det möjligt för litiumjoner att passera men förhindrar direkt elektronflöde, vilket förhindrar kortkrets .

• Nyckelegenskaper

1. Hög energitäthet:Litium har en liten atomvikt, hög oxidationsminskningspotential och kan lagra en stor mängd energi per enhetsmassa/volym .
2. Ingen minneseffekt:kan laddas och släppas när som helst utan att påverka kapacitet .
3. Låg självutsläppshastighet:Den månatliga självutsläppshastigheten är cirka 12%, vilket är bättre än nickelvätebatterier .
4. Cycle Life:Vanligtvis 500 till 2000 laddningscykler (beroende på material och design) .

• Säkerhet och utmaningar

1. Risk för termisk runawa:

Överladdning, hög temperatur eller fysisk skada kan orsaka elektrolytnedbrytning, membranbrott, kortslutning eller till och med eld (såsom litiumkoboltoxidbatterier) .
2. Förbättringsriktning:

(1) Använd mer stabila positiva elektrodmaterial (såsom litiumjärnfosfat LifePo ₄) .

(2) Optimera elektrolyter (såsom fasta elektrolyter) .

(3) Lägg till skyddskretsar (BMS, Battery Management System) .

• Sammanfattning:

Lithium batteries achieve the conversion of electrical and chemical energy through the reversible migration of lithium ions between the positive and negative electrodes. Its high energy density and long cycle life make it a core energy technology for portable electronic devices, electric vehicles, and energy storage systems. Future development directions include improving safety (such as solid-state batteries), reducing costs, and increasing energy densitet .