A lithium{0}}batiri ionjẹ batiri ti o gba agbara ti o nlo awọn ohun elo meji ti o lagbara lati fi sii pada ati deintercarating ions lithium bi awọn amọna rere ati odi, lẹsẹsẹ. Lakoko gbigba agbara, awọn ọta litiumu ninu elekiturodu rere ionize sinu awọn ions lithium ati awọn elekitironi ọfẹ.
Awọn ions lithium wọnyi lẹhinna jade lọ si elekiturodu odi ati ki o darapọ pẹlu awọn elekitironi ọfẹ nibẹ lati ṣe awọn ọta litiumu. Lọna miiran, nigba itusilẹ, litiumu awọn ọta ni odi elekiturodu reionize sinu lithium ions ati free elekitironi, ati ki o recombine ni rere elekiturodu lati dagba lithium atomu lẹẹkansi. Nítorí náà, jákèjádò gbogbo agbára ìtújáde -, lithium máa ń wà ní ọ̀nà ionic nígbà gbogbo kò sì sí nínú fọ́ọ̀mù lithium onírin, ìdí nìyí tí a fi ń pe irú batiri yìí ní batiri lithium{3} ion. Da lori awọn oniruuru oniru, awọn batiri lithium{5}} ti o wọpọ julọ lori ọja ni awọn sẹẹli apo, awọn sẹẹli iyipo, ati awọn sẹẹli bọtini. Ohun elo elekiturodu rere ti awọn batiri lithium{7}} maa n jẹ litiumu{8}}ọlọrọ, bii LiCoO2, LiFePO4, LiNiO, ati LiMnzO2. Ohun elo elekiturodu odi ti awọn batiri lithium{12}} jẹ orisun pupọ julọ lori graphite. Nipa elekitiroti, awọn ojutu ti awọn iyọ lithium kan pato (bii LiPF6, LiASF6, ati LiCIO4) tituka ninu awọn olomi Organic ni a lo ni gbogbogbo. Awọn nkanmimu Organic wọnyi le jẹ carbonate ethylene (EC) tabi diethyl carbonate (DEC), ati bẹbẹ lọ. Nigbati batiri ba wa ni idiyele{19}}yiyi itusilẹ, awọn ions lithium ṣe ṣilọ sẹhin ati siwaju laarin awọn elekitirodu rere ati odi. Ilana yii jẹ apejuwe lọna apẹẹrẹ bi “batiri alaga didara,” bi a ṣe han ninu aworan atọka ni isalẹ.
Gbigba awọn batiri lithium{0} ion pẹlu lithium cobalt oxide (LiCoO2) bi elekitirodu rere ati graphite bi elekiturodu odi bi apẹẹrẹ, ikosile elekitirodi rẹ jẹ: (-) CI LiPF(EC+ DEC) / LiCoO2(+).
Idahun elekitirodu to dara:
Idahun elekiturodu odi: 5.2
Idahun gbogbogbo: 5.3
Ni pataki, batiri lithium{0} ion le wo bi ẹrọ kan ti o da lori awọn iyatọ ninu ifọkansi lithium{1}}. Lakoko gbigba agbara, awọn ions lithium jẹ itusilẹ lati inu ohun elo elekiturodu rere, kọja nipasẹ elekitiroti, ati fi sii sinu ohun elo elekitrodu odi, ṣiṣe litiumu elekiturodu odi jẹ ọlọrọ lakoko ti elekiturodu rere jo lithium- talaka. Nigbakanna, lati ṣetọju iwọntunwọnsi idiyele ti gbogbo eto, awọn elekitironi ti o baamu wa ni ipese si erogba - elekiturodu odi orisun nipasẹ iyika ita. Lọna miiran, lakoko itusilẹ, awọn ions lithium yi lọ lati inu elekiturodu odi si elekiturodu rere, nfa elekiturodu rere di lithium ọlọrọ-. Ni deede, lakoko idiyele deede {{10} awọn iyipo itusilẹ, awọn ions lithium leralera fi sii ati yọ jade laarin awọn ohun elo erogba ti o fẹlẹfẹlẹ ati awọn oxides. Ilana yii ni akọkọ farahan bi awọn ayipada ninu aye interlayer ati pe ko ṣe idalọwọduro eto ipilẹ kristali ti awọn ohun elo naa. Nítorí náà, láti ojú ìwòye ìyípadà, kẹ́míkà ń yí padà nínú batiri lithium{13}} ion ni a kà sí ìlànà ìparọ́dà tí ó dára gan-an. Batiri lithium{15} ion ni awọn paati ipilẹ mẹrin ninu: elekitirodu, elekitiroti, iyapa ati casing. Awọn elekitirodu naa jẹ paati pataki ti batiri lithium{17}}, ti o ni awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ, awọn aṣoju adaṣe, awọn ohun-ọṣọ, ati awọn olugba lọwọlọwọ. Awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ (tabi awọn ohun elo elekiturodu) jẹ awọn ohun elo elekiturodu ni lithium{19}} awọn batiri ion ti o tu agbara itanna silẹ nipasẹ awọn aati elekitirodu lakoko gbigba agbara ati gbigba agbara. Wọn pinnu iṣẹ ṣiṣe elekitiroki ati awọn abuda ipilẹ ti awọn batiri lithium{21}}. Awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ pẹlu awọn ohun elo elekiturodu rere ati awọn ohun elo elekiturodu odi. Awọn ohun elo elekiturodu to dara jẹ pataki awọn agbo ogun onilu lulú pẹlu awọn agbara ti o ga pupọ (i ibatan si awọn amọna irin lithium), gẹgẹbi LiCoO₂, LiMnO₄, LiNi₁-x-Co:MnyO₂, LiCo:Ni{{26}O₂, ati LiFe
Awọn ohun elo elekiturodu odi pẹlu awọn ohun elo erogba, awọn ohun elo alloy, ati awọn ohun elo afẹfẹ irin. Lọwọlọwọ, awọn ohun elo elekiturodu rere akọkọ ati odi fun awọn batiri lithium{1} ion ti a lo lọpọlọpọ ni awọn ohun elo to ṣee gbe jẹ LiCoO₂ ati graphite, lẹsẹsẹ. Ni afikun, awọn aṣoju oniwadi (gẹgẹbi acetylene dudu) ni a maa n ṣafikun lakoko iṣelọpọ elekiturodu lati mu imudara awọn ohun elo elekiturodu rere ati odi lati dara dara si awọn iwulo ohun elo ti o wulo ti awọn batiri lithium{3}}. Lati rii daju pe granular rere ati awọn ohun elo elekiturodu odi ati awọn aṣoju ifọrọwanilẹ ni ifaramọ ṣinṣin si olugba lọwọlọwọ, amọpọ kan ni igbagbogbo ṣafikun. Awọn alasopọ to wọpọ jẹ tito lẹtọ bi epo{6}}orisun ati omi{7}. Epo -Awọn ohun mimu ti o da lori pataki pẹlu polyvinylidene fluoride (PVDF) ati polytetrafluoroethylene (PTFE), nigba ti omi{10} orisun omi jẹ nipataki carboxymethyl cellulose/styrene{11}}butadiene roba (CMC/SBR). Iṣẹ akọkọ ti olugba lọwọlọwọ ni lati ṣe awọn elekitironi lati ohun elo ti nṣiṣe lọwọ ati pinpin lọwọlọwọ ni deede, lakoko ti o tun ṣe atilẹyin ohun elo ti nṣiṣe lọwọ. Awọn olugba lọwọlọwọ ni gbogbo igba nilo lati ni agbara ẹrọ ti o ga, iduroṣinṣin kemikali to dara, ati adaṣe giga. Awọn ti isiyi-odè fun awọn rere elekiturodu ni aluminiomu bankanje, ati awọn ti isiyi-odè fun awọn odi elekiturodu ni Ejò bankanje.
Iṣe ti elekitiroti ni lati ṣe awọn ions litiumu laarin awọn amọna rere ati odi. Yiyan elekitiroti ṣe ipinnu pataki ilana iṣẹ batiri ati pe o ni ipa lori agbara rẹ pato, iṣẹ aabo, iṣẹ ṣiṣe yipo, iṣẹ oṣuwọn, iṣẹ iwọn otutu kekere{{1}, ati iṣẹ ibi ipamọ. Lọwọlọwọ, awọn batiri lithium ti o wa ni iṣowo{3} ion ni pataki lo awọn ọna ṣiṣe elekitiroti ti kii ṣe{4}, eyiti o pẹlu awọn nkan ti ara ẹni ati awọn iyọ lithium oniwadi. Epo Organic jẹ paati akọkọ ti elekitiroti ati pe o ni ibatan pẹkipẹki si iṣẹ rẹ; o jẹ deede adalu awọn nkan ti o wa ni erupe ile gẹgẹbi ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ati methyl ethyl carbonate. Iyọ litiumu conductive n pese awọn ions litiumu ti a gbe laarin awọn amọna rere ati odi ati pe o jẹ ti eleto tabi awọn anions Organic ati awọn ions litiumu. Lọwọlọwọ, iyo lithium conductive ti o wa ni iṣowo akọkọ jẹ LiPF6. Ni akoko tuntun, lati mu iṣẹ ṣiṣe elekitiroki ti lithium{9}} awọn batiri ion dara sii ati lati ṣaṣeyọri awọn iṣẹ akanṣe kan, awọn afikun iṣẹ ṣiṣe, gẹgẹbi awọn idaduro ina, nigbagbogbo ni afikun si elekitiroti.
Ninu apẹrẹ batiri lithium{0} ion, oluyapa wa laarin awọn elekitirodu rere ati odi, ati pe iṣẹ akọkọ rẹ ni lati ṣe idiwọ olubasọrọ taara laarin awọn amọna meji, nitorinaa yago fun awọn iyika kukuru. Ni igbakanna, eto microporous alailẹgbẹ ti ohun elo yii ngbanilaaye awọn ions litiumu lati kọja larọwọto.The separator yoo kan nko ipa pataki ninu awọn batiri ipamọ agbara, ọmọ aye, ati ki o ìwò ailewu; nitoribẹẹ, lilo iyapa didara to ga- le ṣe ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe elekitirokẹmika lapapọ ti batiri naa ni pataki. Lọ́wọ́lọ́wọ́ báyìí, àwọn oríṣi ìyàsọ́tọ̀ tí a ń lò ní ọjà lọ́jà ga{5}} fíìmù alágbára tí wọ́n fi polyolefin ṣe, pẹ̀lú àwọn ọjà aláfẹ́fẹ́ tí a ṣe ti polypropylene àti polyethylene, pẹ̀lú àwọn ọjà tí a ṣe nípasẹ̀ copolymerization ti propylene ati ethylene tabi lilo polyethylene homopolymer nikan. Lilo ti kii -olumulo olomi ni litiumu{8}} batiri ion nyorisi si litiumu kekere{9}}iwadi ion, nitorinaa nilo agbegbe elekiturodu nla kan. Síwájú sí i, lílo ẹ̀ka ọgbẹ́ kan - ọgbẹ́ lákòókò ìpéjọpọ̀ bátìrì túmọ̀ sí pé iṣẹ́ bátìrì gbára lé kì í ṣe àwọn amọ̀nàmọ́ra fúnra wọn nìkan ṣùgbọ́n bákannáà lórí àwọn ohun ìdènà tí a ń lò nínú ṣíṣe iṣẹ́ batiri. Awọn abuda wọnyi gbọdọ rii daju isokan ati ailewu ti awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ lakoko iṣelọpọ elekiturodu, ni imunadoko awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ si olugba lọwọlọwọ, dẹrọ iṣelọpọ ti fiimu aabo SEI (13} clecttrolyte interphase ti o lagbara) lori anode graphite, ṣetọju iduroṣinṣin igbona ti o to lakoko gbigbe, ati ni imunadoko nipasẹ elekitiroti.
Apoti ita jẹ apoti ti batiri lithium{0}}. Awọn kasulu ti o wọpọ pẹlu awọn kapa irin, awọn kapa alumini, ati aluminiomu awọn kapapọ pilasitik. Ni deede, a nilo casing lati koju awọn ayipada ninu iwọn otutu giga ati kekere ati ipata lati elekitiroti.