I quattro componenti di una batteria agli ioni di litio
Molti colossi degli elettrodomestici si stanno attualmente affrettando a rilasciare aspirapolvere senza filo.
Molte persone adorano questo apparecchio poiché è abbastanza leggero da poter essere utilizzato anche da un bambino pur avendo un'eccellente forza di aspirazione.
Le batterie agli ioni di litio hanno reso possibile la creazione di aspirapolvere senza fili, in gran parte.
Alta densità di energia pur essendo leggere Le batterie agli ioni di litio sono più efficienti e hanno una capacità maggiore rispetto alle batterie convenzionali.
sono spesso utilizzati in una varietà di campi, tra cui utensili elettrici, sistemi di accumulo di energia, piccoli elettrodomestici e apparecchiature IT.
così come le auto elettriche.
Oggi esaminiamo le batterie agli ioni di litio dall'alto verso il basso.
Il catodo, l'anodo, l'elettrolita e la batteria agli ioni di litio sono costituiti da quattro componenti.
Separatore
Catodo, anodo, elettrolita e separatore sono i quattro componenti essenziali di una batteria agli ioni di litio.
Una batteria agli ioni di litio necessita di tutti i componenti poiché non può funzionare se uno di essi è assente.
Il "catodo" di una batteria agli ioni di litio ne influenza la capacità e la tensione.
Il litio in una batteria agli ioni di litio subisce processi chimici per produrre energia.
Per questo motivo, il litio viene introdotto naturalmente nella batteria e l'area in cui si trova il litio è nota come "catodo".
L'ossido di litio viene utilizzato per i catodi perché il litio nella sua forma elementare, che consiste di litio e ossigeno, è instabile.
Il termine "materiale attivo" si riferisce a una sostanza come l'ossido di litio che blocca la reazione dell'elettrodo della batteria reale.
In altre parole, l'ossido di litio funge da componente attivo nel catodo di una batteria agli ioni di litio.
Un sottile foglio di alluminio utilizzato per sostenere il telaio rivestito del catodo può essere visto se si guarda da vicino il catodo.
utilizzando una miscela di una sostanza attiva, un additivo conduttivo e un legante.
Gli ioni di litio sono presenti nella sostanza attiva e viene aggiunto un additivo conduttivo per migliorare la conduttività;
Inoltre, il legante funge da adesivo per favorire l'appropriata adesione dell'additivo conduttivo e del materiale attivo al substrato di alluminio.
Le proprietà della batteria sono fortemente influenzate dal catodo.
perché il tipo di materiale attivo del catodo influisce sulla tensione e sulla capacità della batteria.
La capacità aumenta con la quantità di litio presente e la tensione aumenta con l'entità della differenza di potenziale tra il catodo e l'anodo.
A seconda del tipo, la differenza di potenziale tra anodi e catodi è tipicamente minore per gli anodi e piuttosto significativa per i catodi.
Di conseguenza, il catodo è fondamentale per determinare la tensione della batteria.
"Anodo" trasmette elettroni lungo un filo.
Il substrato dell'anodo è ricoperto di materiale attivo, proprio come il catodo.
La funzione della sostanza attiva dell'anodo è quella di consentire il passaggio della corrente elettrica attraverso il circuito esterno.
Gli ioni di litio emessi dal catodo possono essere assorbiti o rilasciati in modo reversibile mentre lo fanno.
Gli ioni di litio vengono mantenuti nell'anodo, non nel catodo, quando la batteria viene caricata.
Quando il catodo e l'anodo sono ora collegati da un filo conduttore (in una condizione di scarica),
L'elettrolita consente naturalmente agli ioni di litio di ritornare al catodo,
e gli elettroni separati degli ioni di litio (e-) scorrono lungo il filo mentre producono energia.
Uso di grafite a struttura stabile per anodi e rivestimento di materiale attivo sul substrato dell'anodo
un legante e un additivo conduttivo.
Le caratteristiche ideali della grafite, vale a dire la sua stabilità strutturale e la bassa reattività elettrochimica,
Si ritiene che il materiale sia appropriato per l'uso come anodo data la sua convenienza e capacità di immagazzinare grandi quantità di ioni di litio.
"Elettrolita" consente esclusivamente la mobilità ionica.
Si diceva che gli ioni di litio fluissero attraverso l'elettrolita mentre si discuteva di catodo e anodo.
e il filo è pieno di elettroni.
Questo è essenziale per consentire a una batteria di consumare energia.
Non potremo utilizzare l'elettricità e la nostra sicurezza sarà in pericolo se gli ioni passano attraverso l'elettrolito.
L'elemento che svolge questa funzione cruciale è l'elettrolita.
Agisce come il condotto che consente solo agli ioni di litio di viaggiare avanti e indietro tra il catodo e l'anodo.
I materiali ad alta conduttività ionica sono utilizzati principalmente per l'elettrolita in modo che gli ioni di litio possano viaggiare avanti e indietro facilmente.
Ci sono sali, solventi e additivi nell'elettrolita.
Gli ioni di litio fluiscono attraverso i sali, che vengono disciolti in liquidi organici chiamati solventi.
e per determinati obiettivi, gli additivi sono introdotti in quantità limitate.
Questo metodo di produzione dell'elettrolita impedisce il passaggio degli elettroni e consente solo agli ioni di fluire verso gli elettrodi.
Inoltre, il tipo di elettrolita influisce sulla velocità con cui gli ioni di litio migrano.
Pertanto, possono essere utilizzati solo elettroliti che aderiscono a severi requisiti.
"Separatore", la partizione impermeabile che separa catodo e anodo
L'elettrolita e il separatore definiscono la sicurezza di una batteria, mentre il catodo e l'anodo determinano le prestazioni fondamentali di una batteria.
Il separatore tiene separati il catodo e l'anodo fungendo da barriera fisica.
Con attenzione consente solo agli ioni di passare attraverso il minuscolo foro interno, ostacolando il passaggio diretto degli elettroni.
Deve quindi soddisfare tutti i requisiti fisici ed elettrochimici.
Gli odierni separatori di resine sintetiche, quali polietilene (PE) e polipropilene (PP), sono disponibili in commercio.
Finora abbiamo esaminato i quattro fattori chiave che influenzano il buon funzionamento delle batterie agli ioni di litio.
Attualmente, Samsung SDI sta intensificando la ricerca e lo sviluppo di nuovi materiali per migliorare le prestazioni della batteria.
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Attraverso lo sviluppo di batterie agli ioni di litio ad alta capacità e ad alta efficienza,
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