锂离子电池的秘密武器材料大揭秘
导语:正极材料在锂离子电池中占有较高比例(正负极材料的质量比例为3:1~4:1),因此正极材料的性能将很大程度地影响电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。锂离子电池由以下部件组成:正极、负极、电解质、电解质盐、胶粘剂、隔膜、正極引线、負極引线、中间端子绝缘材料安全阀,PTC端子,負極集流體,正極集流體導電劑和電池壳。
正極材料
正極材料是含锂的過渡金属氧化物,如LiCoO2和LiFePO4等,以及導電聚合物如聚乙炔、三氟乙烯聚合物等;嵌锂化合物是锂離子電池重要組成部分。選擇適當的活性物質對提高能量密度和功率密度至關重要。
負極材料
負極材料主要是碳基、高分子的硅基或矽酸根結構以及新型合金等,可以大量儲存鍵離子的碳素材料。此外,研究與開發具有高度相關性的嵌入式鍵離子介面為了提升儲能效率至關重要。
電解質
電解質是一種含有溶液形式或固態形式之鋰鹽,這些溶液可使用多種類型,有機溶劑或無機固態,以實現離子的傳輸並維持充放電過程中的穩定性。在選擇時候需要考慮其應用於特定溫度範圍內是否具備良好的熱穩定性。
膠粘劑
膠粘劑主要由含氟聚合物、二丙橡膠及其他特殊配方製成,它們提供了活動粉末與集流體間強力的黏附力,並且在充放電過程中保持這一點以避免活性粉末從集流體上脫落。這樣可以確保長期循環能力並降低系統成本。
隔膜
隔膜通常由多孔性聚烯烃或無纖布製成,它們阻止兩個積層之間進行不必要交互作用,並防止反應產生的氣泡影響到整個系統。通過精心設計和製作隔膜,可以實現更高效能與更長壽命的一次充放電循環。
正溫度系數端子供線器(PTC)
PTC終端使用的是導通狀填料與複合塑料制成,其工作原理是在正常運行時具有較低阻抗,但當溫度達到120℃左右時會突然增加阻抗,大幅減少流量。如果温度下降,那么 PTC 终点会再次变小,从而使得储存过程变得更加安全与可靠。
7-8 繞磁帶/片 (Negative and Positive Current Collectors)
負/正磁帶一般採用銅箔(10μm~20μm厚)或者不鏽鋼網,用於將電子從積層轉移到外部連接元件上去,而銅箔因其優異的導熱性能而常被選取作為主動元件之一,在超級計算機中的散熱技術中扮演著不可替代角色。
9-10 导电剂 & 电池壳
导电剂通过改善电子传输速度来优化整个系统,并确保能够有效转移钦离子。而铝箔作为一种轻质且耐腐蚀性的金属板,被广泛用于制造各种类型的小型电子设备,如笔记本电脑、小型机器人等,因为它们既强大又经济实惠。这两种技术都是现代科技发展不可或缺的一部分,他们共同构成了我们生活中的许多便利设施。