Sele ya Betri ke Eng?
Sebopego sa Sele
Betri e tee, yeo gape e tsebjago bjalo ka "sele", ke yuniti ye nnyane ya tshepedišo ya betri. E bopilwe kudu ka cathode (Cathode Electrode), anode (Anode Electrode), electrolyte (Electrolyte), separator (Separator), le nyeoe (Case), bjalo ka ge go bontšhitšwe go Seswantšho 7-1.
Letlakala la eleketrode la sele ya lithium-ion le ka arolwa ka magoro bjalo ka sedirišwa se se kopanego, kudu seo se bopilwego ka dikarolo tše nne:
1)Active lintho tse bonahalang dikarolwana hore intercalate kapa deintercalate lithium ions; dikarolwana tša cathode di fa mohlodi wa lithium, mola dikarolwana tša anode di amogela di-ion tša lithium.
2)The conductive mohato (khabone gel mohato) thehoa ke motsoako oa conductive moemeli le jwale mokgoboketši, le binder sebeletsa e bonding mosebetsi; go tlotša go swara dielektherone ka mokgoboketši wa bjale le moemedi wa go swara.
3)Pores tlala ka electrolyte, tse sebeletsa e le dikanale bakeng sa lithium-ion lipalangoang ka hare ho lakane eleketrode.
4)Mokgoboketši wa bjale.
Nakong ya tshepedišo ya electrochemical, go tlotša ga eleketrode kudu go akaretša ditshepedišo tše 4 tše di latelago:
1)Dinamelwa tša elektrone.
2)Dinamelwa tša ion.
3)Charge phapanyetsano ka electrolyte / electrode dikarolwana segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo, ke gore, karabelo electrochemical.
4)Diffusion ya lithium ions ka hare ho mohato tiileng. Ka microstructure ya letlakala la eleketrode, bogolo bja dikarolwana le kabo di ama tsela ya phatlalatšo ya lithium-ion le lefelo le le itšego la bokagodimo bja karabelo ya electrochemical; pore boholo le kabo ama tshebetso ya dipalangwang ya electrolyte; porosity ama palo ya lintho tse bonahalang mafolofolo le itseng holim'a sebaka sa karabelo electrochemical. Dika tše ka moka tša microstructural mafelelong di tutuetša tshepedišo ya betri.
Sebopego sa Cathode
Cathode ya sele e bopilwe kudu ka didirišwa tša cathode tše bjalo ka LiCoO2, moemedi wa go swara, setlama (PVDF), le mokgoboketši wa bjale (foil ya aluminiamo), bjalo ka ge go bontšhitšwe go Seswantšho 7-2.
Bakeng sa dibetri tša lithium-ion, mokgoboketši wa mohlagase wa cathode gantši ke foil ya aluminiamo gomme mokgoboketši wa mohlagase wa anode kefoil ya koporo. Go netefatša go tsepama ga mokgoboketši wa bjale ka gare ga betri, bohlweki bja bobedi bo swanetše go ba ka godimo ga 98%. Mabaka ao ka ona dibetri tša lithium-ion di šomišago foil ya aluminiamo bakeng sa cathode le foil ya koporo bakeng sa anode ke dintlha tše 3 tše di latelago:
1) Koporo le aluminium na le conductivity motlakase molemo, sebopeho bonolo, le theko tlaase. Molao wa motheo wa go šoma wa betri ya lithium-ion ke sedirišwa sa electrochemical seo se fetošago maatla a dikhemikhale go ba maatla a mohlagase. Mo tshepedišong ye, go nyakega sedirišwa sa go fetišetša maatla a dikhemikhale go maatla a mohlagase, ao a nyakago sedirišwa seo se swarago. Gare ga didirišwa tše di tlwaelegilego, ditšhipi di na le conductivity ye kaone ya mohlagase, gomme gare ga ditšhipi, koporo le aluminiamo di fa bobedi conductivity ye botse kudu le theko ya fase kudu ka mokgwa wa foil ya koporo le foil ya aluminiamo. Ka dibetri tša lithium-ion, go na le kudu mekgwa ye mebedi ya go šoma: go sotha le go kgoboketša. Ge go bapetšwa le go kgoboketša, go sotha go nyaka gore matlakala a dielektrode ao a šomišwago go lokišetša betri gore a be le go fetofetoga mo go itšego go kgonthiša gore matlakala a dielektrode ga a brittle goba go robega nakong ya go sotha. Gare ga didirišwa tša tšhipi, difoile tša koporo le aluminiamo di boleta, difoile tša koporo/aluminium tše thata kudu di a tura, difoile tša koporo le aluminiamo di theko ya fase kudu, gomme methopo ya koporo le aluminiamo e gona ka bontši lefaseng ka bophara.
2)Koporo le aluminium foils le tsona ba batlang e tsitsitseng moyeng. Aluminium e arabela gabonolo ka dikhemikhale le oksitšene moyeng go bopa filimi ya oxide ye e kitimago ka godimo, e thibela karabelo ye nngwe ya aluminiamo. Filimi ye ya oxide ya koporo/aluminium e fana gape ka khuetšo ye e itšego ya tšhireletšo go aluminiamo ka gare ga electrolyte. Koporo ka boyona e tsepame moyeng gomme ge e le gabotse ga e dire dikarabelo tša dikhemikhale moyeng o omilego.
3)Bokgoni bja cathode le anode bja dibetri tša lithium-ion bo laola gore foil ya aluminiamo e šomišwa go cathode le foil ya koporo bakeng sa anode, gomme di ka se bušetšwe morago. Bokgoni bja cathode bo godimo, gomme foil ya koporo e oxidized gabonolo ka bokgoni bjo bo phagamego, mola aluminiamo e na le bokgoni bjo bo phagamego bja oxidation le filimi ya oxide ye e kitimago godimo ga legato la yona la godimo, yeo gape e fago tšhireletšo ye botse ya aluminiamo ya ka gare.
Ka gare ga lattice ya kristale ya aluminiamo ya tšhipi, koporo le aluminiamo di na le bogolo bjo bo swanago le Li gomme di ka bopa gabonolo metswako ya magareng ga tšhipi le Li go swana le LiAl. Li le Al ba ke ke ba bopa feela motsoako le formula ya lik'hemik'hale LiAl, empa a ka boela a bopa Li2Al4,Li3Al2,Li1Al le Li2Al motsoako magato aa. Dikarolo tše tša motswako di ja palo ye kgolo ya Li gomme di senya sebopego le sebopego sa Al ka boyona, ka fao e ka se šomišwe bjalo ka mokgoboketši wa mohlagase wa anode wa dibetri tša lithium-ion; mola Cu e feta go phatlalala mo gonyenyane kudu nakong ya go tšhollwa ga betri-gomme e boloka go tsepama ga sebopego le ga dikhemikhale tša mohlagase, e dira gore e lokele bjalo ka mokgoboketši wa mohlagase wa anode bakeng sa dibetri tša lithium-ion. Bakeng sa foil ya koporo ka 3.5V, motlakase wa polarization o thoma go oketšega kudu gomme o hlatloga ka mothalo, ka oxidation ye e gateletšwego, e laetša gore Cu le yona e thoma go qhibidiga ka gare ga betri; mola bakeng sa aluminiamo foil ho pholletsa le eohle polarization bokgoni fapaneng, polarization jwale ke e nyenyane le tsitsitseng, ho se na ditiragalo tše di lego molaleng tša go tšhungwa tšeo di hlokometšwego, go boloka go tsepama ga electrochemical. Ka ge palo ya go phatlalala ya Al ka gare ga mohuta wa bokgoni bja cathode bja dibetri tša lithium-ion e le ye nnyane kudu gomme go tsepama ga electrochemical go ka hlokomelwa, e loketše bjalo ka mokgoboketši wa bjale wa cathode bakeng sa dibetri tša lithium-ion.
Llaga ya oxide godimo ga bokagodimo bja koporo/aluminium ke ya di-semiconductor gomme e sepetša dielektherone; ge e ba legato la oxide le le koto kudu, impedance ke e kgolo; mola legato la oksaete ya aluminiamo godimo ga aluminiamo e le sedirišwa sa go thibela mohlagase gomme e ka se kgone go sepetša mohlagase, eupša ka ge e le ye sesane kudu, go fetišwa ga dielektherone go fihlelelwa ka khuetšo ya go dira dithanele; ge e ba legato la oxide le le koto, go swara ga koporo/aluminium foil ga go fokola goba gaešita le go thibela go thibela go tsena ga moya. Ka kakaretšo, foile ya koporo/aluminium e swanetše go hlwekišwa go tšwa go legato la oxide pele ga tšhomišo go tloša oli ka lehlakoreng le lengwe le dillaga tše koto tša oxide ka go le lengwe. Bokgoni bja cathode bo godimo, gomme legato la oxide la aluminiamo le kitima kudu, leo le ka thibelago oxidation ya mokgoboketši wa bjale. Dikarolo tša oxide tša koporo/nikele bj.bj.di lokologile kudu, di thibela gabonolo mokgoboketši wa bjale le go fa tshepedišo ye kaone ya betri. Ka nako ye e swanago, bokgoni bja anode bja dibetri tša lithium-ion bo fase, gomme koporo/nikele e tla dira dikarabelo tša oxidation, ka dikarabelo tša oxidation/copper/de-lithiation tšeo di diregago godimo ga koporo/nikele, mola aluminiamo e feta go LiAl alloying ka bokgoni bjo bo phagamego.
Mokgoboketši wa bjale o nyaka sebopego se se hlwekilego. Ditšhila ka Al di tla dira gore filimi ya godimo e se be ye e kitimago kudu gomme ya hlola tšhilafalo ya pitting, gomme le go feta, tshenyo ya filimi ya godimo e lebiša go bopeng ga motswako wa LiAl.
Mokgoboketši wa bjale o nyaka sebopego se se hlwekilego. Ditšhila ka go Al di tla dira gore filimi ya godimo e se be ye e kitimago kudu, go lebiša go tšhilafalo ya pitting, gomme se sebe le go feta, tshenyo ya filimi ya godimo e feleletša ka go bopša ga motswako wa LiAl.
Bakeng sa dibetri tša lithium-ion, foil ya aluminiamo ya cathode e fokoditšwe go tloga go 16μm go ya go 14μm, ka morago go ya go 12μm, gomme bjale foil ya aluminiamo ya 10μm e šetše e le tšweletšong ya bontši, ka tše dingwe di bile di šomiša 8μm; bakeng sa foil ya koporo ya anode, ka lebaka la go fetofetoga ga yona mo go kaone ka tlhago, botenya bja yona bo fokoditšwe go tšwa go 12μm ya peleng go ya go 10μm, ke moka go ya go 8μm, gomme ga bjale karolo ye kgolo ya dibetri e tšweletšwa ka bontši- ka go šomiša 6μm, mola batšweletši ba bangwe ba hlabolla 5μm/4μm tšeo gape di ka bago le kgonagalo ya go šomišwa. Ka ge dibetri tša lithium-ion di na le dinyakwa tša bohlweki bjo bo phagamego bakeng sa foil ya koporo yeo e šomišitšwego, segokanyipalo sa dilo tše di bonagalago motheong se maemong a swanago. Ge botenya bjo bo lego ka fase ga tlhabollo bo fokotšega, segokanyipalo sa lefelo se a fokotšega ka fao, gomme boima bja betri ka tlhago bo ba bofefo le go ba bofefo, e lego seo se fihlelelago nyakego ya dibetri tša lithium-ion.
Bakeng sa bakgoboketši ba bjale, go tlaleletša go botenya bja bona le boima bjo bo amago dibetri tša lithium-ion, dithoto tša godimo tša mokgoboketši wa bjale le tšona di na le khuetšo ye kgolo go tšweletšo ya dibetri le tshepedišo. Kudu-kudu bakeng sa mokgoboketši wa bjale wa anode, ka lebaka la diphošo tša theknolotši ya go lokišetša, difoile tša koporo mmarakeng ke kudu-kudu mehuta ya makgwakgwa a mahlakore a tee-, a makgwakgwa a mahlakore a mabedi, le a makgwakgwa a mahlakore a mabedi. Sebopego se sa mahlakore a mabedi-a sa lekalekanego se tla lebiša go kganetšo ya kgokagano ya go se lekalekane ya go tlotša ga anode ka mahlakoreng ka bobedi, ka go realo se thibela go lokollwa ga bokgoni bja anode ka go swana ka mahlakoreng ka bobedi; ka nako e swanago, asymmetry ka mahlakoreng ka bobedi e tla hlola gape le maatla a go kgomarela ao a sa dumelelanego a go tlotša ga anode, go feletša ka bophelo bjo bo sa lekalekanego kudu bja tefo-go ntšha modikologo wa go tlotša ga anode ka mahlakoreng ka bobedi, yeo ka morago e akgofišago go bola ga bokgoni bja betri.
The cathode tlhamo ya sele e le 'ngoe ke senotlolo konokono theknoloji ea sele. Ka tlase ke mohlala:
1) LiCoO2 (10μm): 96,0%.
2)Moemedi wa go swara (Carbon ECP): 2.0%.
3)Binder (PVDF 761): 2.0% ya go tlama.
4)Adhesion mohlohleletši (NMP): Karolelano ya boima bja dilo tše di tiilego e ka ba 810:1496.
Ditšhireletšo tša go hlama cathode:
1) Cathode slurry viscosity taolo ka 6000cP (1cP=1 mPa · s) (mocheso 25 tekanyo ).
2)Boima bja NMP bo swanetše go beakanywa ka tshwanelo go fihlelela tlhokego ya viscosity.
3)Ela hloko khethehileng tšusumetso ea mocheso le mongobo ka viscosity.
Cathode thepa lithium cobalt oxide: Cathode lintho tse bonahalang mafolofolo, lithium ion mohloli, fana ka lithium mohloli bakeng sa leshala. Selo seo e sego -polar, sebopego se se sa swanego, bogolo bja dikarolwana D50 ka kakaretšo 6-8μm, diteng tša monola Ka fase goba go lekana le 0.2%, gantši alkaline, pH 10-11.
Cathode thepa lithium manganese oxide: Non-polar ntho, sebopeho sa kamehla, dikarolwana boholo D50 ka kakaretso 5-7μm, diteng tsa monola Ka tlase ho kapa lekana le 0.2%, hangata fokola alkaline, pH ho pota 8.
Moemedi wa go swara: Ketane-go swana le selo, diteng tša monola<1%, particle size generally 1~5um.Superconductive carbon black with excellent conductivity is usually used, such as KetjenblackCarbon ECP and ECP600JD. lts function is to improve the conductivity of the cathode material,compensate for the electronic conductivity of the cathode active material; increase the electrolyteabsorption of the cathode sheet, expand the reaction interface, and reduce polarization.
Binder (PVDF): Selo seo e sego -polar, go swana le ketane-, boima bja dimolekule bjo bo tlogago go 300000 go ya go3000000; boima bja dimolekule bo a fokotšega ka morago ga go monya meetse, e lego seo se feleletšago ka go kgomarela mo go fokolago. lt isused ho tlama lithium cobalt oxide, moemeli conductive, le aluminium foil kapa aluminium letlooeng togethelAdhesion mohlophisi (NMP): Fokola polar mokelikeli, sebediswa ho qhibiliha / ruruha PVDF le simultaneouslydilute le slurry.
Mokgoboketši wa bjale (thepo ya cathode): E dirilwe ka foil ya aluminiamo goba hlobolisa ya aluminiamo.
Sebopego sa Anode
Sebopego sa anode ya sele se na le dilo tša graphite, moemedi wa go swara, sethibela (CMC), setlama (SBR), le mokgoboketši wa bjale (foil ya koporo), bjalo ka ge go bontšhitšwe go Seswantšho 7-3.
Tlhamo ya anode ya sele e tee gape ke ye nngwe ya theknolotši ya motheo ya bohlokwa ya sele, ka tlwaelo ka tsela ye e latelago:
1)Anode thepa (graphite): 94.5%.
2)Moemedi wa go swara (Carbon ECP): 1.0% (Ketjenblack).
3)Binder (styrene - butadiene rabara latex, SBR): 2.25%.
4)Sethickener (khaboksimethyl selulose, CMC): 2.25%.
5)Metsi: Karolelano ya boima bja dilo tše di tiilego ke 1600:1417.5.
Ditšhireletšo tša go hlama anode:
1)Anode slurry viscosity taolo ka 5000-6000cP (mocheso 25 tekanyo ).
2)Boima bja meetse bo swanetše go beakanywa ka tshwanelo go fihlelela tlhokego ya viscosity.
3)Ela hloko khethehileng tšusumetso ea mocheso le mongobo ka viscosity.
Graphite: Didirišwa tše di šomago tša anode, e lego selo se segolo seo se bopago karabelo ya anode, kudu-kudu se arotšwe ka magoro a mabedi a magolo: graphite ya tlhago le graphite ya maitirelo. Selo seo e sego -polar, se šilafatšwago gabonolo ke dilo tšeo e sego -polar, se phatlalatšwa gabonolo ka gare ga dilo tšeo e sego -polar; ga go bonolo go monya meetse, e bile ga go bonolo go a phatlalatša ka meetseng. Graphite ye e šilafetšego, ka morago ga go phatlalatšwa ka meetseng, e na le tshekamelo ya go re-agglomerate. Bogolo bja dikarolwana tša kakaretšo D50 bo dikologa 20μm. Dibopego tša dikarolwana di fapafapane ebile bontši ga se tša ka mehla, kudukudu ke tša nkgokolo, tša go phatloga, tša tlhale, bj.bj.
Mešomo ya moemedi conductive:
1)Ntlafatsa conductivity ya lakane la anode le compensate bakeng sa conductivity elektronike ya lintho tse bonahalang mafolofolo anode.
2)Increase karabelo botebo le tshebediso ya sekhahla.
3)Thibela moloko wa dendrites.
4)Utilize mokelikeli-monya bokgoni ba thepa conductive ho eketsa segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo karabelo le ho fokotsa polarization (ka eketswa kapa ha ho ea ka graphite dikarolwana boholo kabo).
Ditlaleletšo: Fokotša dikarabelo tše di sa fetogego, oketša maatla a kgokagano le viscosity ya slurry, le go thibela sedimentation ya slurry.
Thickener/anti-settling agent (CMC): Motswako wa dimolekule wa godimo, wo o qhibidigago gabonolo ka meetseng le disolvent tša polar.
Isopropanol: Selo se se fokolago sa polar; ka morago ga go tlaleletša, e ka fokotša polarity ya tharollo ya binder, ya kaonafatša go sepelelana magareng ga graphite le tharollo ya binder; e na le phello e matla ya go tloša mafofa; habonolo catalyzes sefapano - kgokagano ya binder marangrang le ntlafatsa bonding matla.
Ethanol: Selo se se fokolago sa polar; ka morago ga go tlaleletša, e ka fokotša polarity ya tharollo ya binder, ya kaonafatša go sepelelana magareng ga graphite le tharollo ya binder; e na le phello e matla ya go tloša mafofa; habonolo catalyzes linear sefapano - kgokagano ya binder le ntlafatsa bonding matla (mesebetsi ea isopropanol le ethanol ha e le hantle e tšoana; ha boima - hlahisa, mabaka a ditjeo a ka nkoa ho khetha e leng ho eketsa).
Water-based binder (SBR): E kgokaganya graphite, moemedi wa go swara, ditlaleletšo, le foil ya koporo goba letlooa la koporo mmogo; linear ketane emulsion molek'hule, ka ho fetisisa qhibilihang ka metsi le polar solvents.
Meetse a deionized (goba meetse a distilled): Diluent, e okeditšwe ka palo ye e swanetšego, e ka fetoša go seela ga slurry.
Anode tab: E entsoe ka koporo foil kapa koporo hlobolisa.
