Litio-ioizko bateriaren konposizioa

Litio-ioizko bateriaren osaera eta birziklapena

Thelitio-ioizko bateriaeletrolitoak, bereizleak, katodoak eta anodoak eta kaxa osatzen dute.

Elektrolitoalitio-ioizko bateria batean gel bat edo polimero bat izan daiteke, edo gel eta polimeroaren nahasketa bat.

Li-ioi baterietako elektrolitoak baterian ioiak garraiatzeko bitarteko gisa jokatzen du.Normalean litio-gatzez eta disolbatzaile organikoz osatuta dago.Elektrolitoak funtsezko zeregina du litio-ioizko bateria baten elektrodo positibo eta negatiboen arteko ioi-garraioan, bateriak tentsio altua eta energia-dentsitate handia lor dezakeela bermatuz.Elektrolitoa, oro har, purutasun handiko disolbatzaile organikoz, litio-elektrolito-gatzez eta beharrezko gehigarriz osatuta dago proportzio zehatzetan baldintza zehatzetan.

Katodoaren materialaLitio-ioizko bateria motak:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Katodoaren materialak bateria osoaren % 30etik gorako kostuak ditu.

Anodoalitio-ioizko bateriak dauka

Ondoren, litio-ioizko bateriaren anodoak bateria osoaren ehuneko 5-10 inguru ditu.Karbonoan oinarritutako anodo-materialak litio-ioizko baterietarako anodo-materiala da.Metalezko litio anodo tradizionalarekin alderatuta, segurtasun eta egonkortasun handiagoak ditu.Karbonoan oinarritutako anodoko materialak grafito natural eta artifizialetatik, karbono-zuntzetatik eta beste material batzuetatik datoz batez ere.Horien artean, grafitoa da material nagusia, azalera espezifiko handia eta eroankortasun elektrikoa duena, eta karbonozko materialek ere egonkortasun kimiko eta birziklagarritasun ona dute.Hala ere, karbonoan oinarritutako elektrodo negatiboko materialen ahalmena nahiko baxua da, eta horrek ezin ditu bete gaitasun handiagoa lortzeko aplikazio batzuen eskakizunak.Hori dela eta, gaur egun karbonozko material berriei eta material konposatuei buruzko ikerketa batzuk daude, karbonoan oinarritutako elektrodo negatiboen materialen ahalmena eta ziklo-bizitza gehiago hobetzeko asmoz.

Oraindik ere silizio-karbono elektrodo negatibo materiala du.Siliziozko (Si) materiala: karbonozko elektrodo negatibo tradizionalekin alderatuta, siliziozko elektrodo negatiboek gaitasun espezifiko eta energia dentsitate handiagoa dute.Hala ere, siliziozko materialaren hedapen-tasa handia dela eta, erraza da elektrodoaren bolumenaren hedapena eragitea, bateriaren iraupena laburtuz.

Bereizlealitio-ioizko bateria baten zati garrantzitsua da bateriaren errendimendua eta segurtasuna bermatzeko.Bereizgailuaren funtzio nagusia elektrodo positiboak eta negatiboak bereiztea da, eta, aldi berean, ioien mugimendurako kanal bat ere sor dezake eta beharrezko elektrolitoa mantentzea.Litio-ioizko bateriaren bereizgailuaren errendimendua eta erlazionatutako parametroak honela sartzen dira:

1. Egonkortasun kimikoa: diafragmak egonkortasun kimiko bikaina izan behar du, korrosioarekiko erresistentzia ona eta zahartzearen erresistentzia disolbatzaile organikoen baldintzetan, eta errendimendu egonkorra mantendu dezake baldintza gogorretan, hala nola tenperatura altua eta hezetasun handia.

2. Erresistentzia mekanikoa: bereizleak erresistentzia mekaniko eta elastikotasun nahikoa izan behar ditu trakzio erresistentzia eta higadura erresistentzia nahikoa bermatzeko muntaian edo erabileran kalteak saihesteko.

3. Eroankortasun ionikoa: Elektrolito-sistema organikoaren azpian, eroankortasun ionikoa elektrolito-sistema urtsuarena baino txikiagoa da, beraz, bereizleak erresistentzia baxua eta eroankortasun ioniko handiko ezaugarriak izan behar ditu.Aldi berean, erresistentzia murrizteko, bereizgailuaren lodiera ahalik eta meheena izan behar da elektrodoaren eremua ahalik eta handiena izan dadin.

4. Egonkortasun termikoa: bateriaren funtzionamenduan zehar gehiegizko karga, deskarga eta zirkuitulaburra bezalako anomaliak edo hutsegiteak gertatzen direnean, bereizgailuak egonkortasun termiko ona izan behar du.Tenperatura jakin batean, diafragma leundu edo urtu egin behar da, horrela bateriaren barne-zirkuitua blokeatu eta bateriaren segurtasun-istripuak saihestuz.

5. Nahikoa bustitzea eta kontrola daitekeen poro-egitura: bereizgailuaren poro-egiturak eta gainazaleko estaldurak hezetzeko kontrolagarritasun nahikoa izan behar dute bereizlea bermatzeko, horrela bateriaren potentzia eta ziklo-bizitza hobetuz.Oro har, polietilenozko maluta (PP) eta polietilenozko maluta (PE) diafragma mikroporotsuak diafragma ohikoak dira gaur egun, eta prezioa nahiko merkea da.Baina badira litio-ioizko bateria bereizleen beste material batzuk, hala nola poliesterra, errendimendu ona dutenak, baina prezioa nahiko altua da.