Thành phần pin lithium-ion

Thành phần và tái chế pin lithium-ion

Cácpin lithium-ionbao gồm chất điện phân, chất phân tách, cực âm và cực dương và vỏ.

Chất điện phântrong pin lithium-ion có thể là gel hoặc polymer hoặc hỗn hợp gel và polymer.

Chất điện phân trong pin Li-ion đóng vai trò là phương tiện vận chuyển các ion trong pin.Nó thường bao gồm muối lithium và dung môi hữu cơ.Chất điện phân đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển ion giữa các điện cực dương và âm của pin lithium-ion, đảm bảo pin có thể đạt được điện áp cao và mật độ năng lượng cao.Chất điện phân thường bao gồm các dung môi hữu cơ có độ tinh khiết cao, muối điện phân lithium và các chất phụ gia cần thiết được kết hợp cẩn thận theo tỷ lệ cụ thể trong các điều kiện cụ thể.

Vật liệu catotcác loại pin lithium-ion:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Vật liệu làm cực âm chiếm hơn 30% chi phí của toàn bộ pin.

Cực dươngcủa pin lithium-ion chứa

Sau đó, cực dương của pin lithium-ion chiếm khoảng 5-10% chi phí của toàn bộ pin.Vật liệu làm cực dương gốc carbon là vật liệu làm cực dương được sử dụng phổ biến cho pin lithium-ion.So với cực dương lithium kim loại truyền thống, nó có độ an toàn và ổn định cao hơn.Vật liệu làm cực dương gốc carbon chủ yếu được làm từ than chì tự nhiên và nhân tạo, sợi carbon và các vật liệu khác.Trong số đó, than chì là vật liệu chính, có diện tích bề mặt riêng và độ dẫn điện cao, vật liệu cacbon cũng có tính ổn định hóa học và khả năng tái chế tốt.Tuy nhiên, công suất của vật liệu điện cực âm gốc carbon tương đối thấp, không thể đáp ứng yêu cầu của một số ứng dụng về công suất cao hơn.Vì vậy, hiện nay có một số nghiên cứu về vật liệu cacbon và vật liệu composite mới với hy vọng nâng cao hơn nữa công suất và vòng đời của vật liệu điện cực âm gốc cacbon.

Nó vẫn có vật liệu điện cực âm silicon-carbon.Vật liệu silicon (Si): So với các điện cực âm carbon truyền thống, các điện cực âm silicon có công suất riêng và mật độ năng lượng cao hơn.Tuy nhiên, do tốc độ giãn nở lớn của vật liệu silicon nên dễ gây ra hiện tượng giãn nở thể tích của điện cực, từ đó rút ngắn tuổi thọ của pin.

Dải phân cáchcủa pin lithium-ion là một phần quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn của pin.Chức năng chính của thiết bị phân tách là tách các điện cực dương và âm, đồng thời, nó còn có thể tạo thành kênh chuyển động của ion và duy trì chất điện phân cần thiết.Hiệu suất và các thông số liên quan của bộ tách pin lithium-ion được giới thiệu như sau:

1. Độ ổn định hóa học: Màng ngăn phải có độ ổn định hóa học tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn và chống lão hóa tốt trong điều kiện dung môi hữu cơ và có thể duy trì hiệu suất ổn định trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao và độ ẩm cao.

2. Độ bền cơ học: Dải phân cách phải có đủ độ bền cơ học và độ đàn hồi để đảm bảo đủ độ bền kéo và khả năng chống mài mòn để tránh hư hỏng trong quá trình lắp ráp hoặc sử dụng.

3. Độ dẫn ion: Trong hệ thống điện phân hữu cơ, độ dẫn ion thấp hơn hệ thống điện phân nước nên thiết bị phân tách phải có đặc tính điện trở thấp và độ dẫn ion cao.Đồng thời, để giảm điện trở, độ dày của dải phân cách phải càng mỏng càng tốt để diện tích điện cực càng lớn càng tốt.

4. Độ ổn định nhiệt: Khi xảy ra các bất thường hoặc hư hỏng như sạc quá mức, xả quá mức, đoản mạch trong quá trình hoạt động của pin, thiết bị phân tách phải có độ ổn định nhiệt tốt.Ở nhiệt độ nhất định, màng ngăn sẽ mềm hoặc tan chảy, từ đó chặn mạch bên trong của pin và ngăn ngừa tai nạn về an toàn pin.

5. Cấu trúc lỗ làm ướt và có thể kiểm soát đủ: Cấu trúc lỗ rỗng và lớp phủ bề mặt của thiết bị phân tách phải có đủ khả năng kiểm soát độ ướt để đảm bảo thiết bị phân tách, từ đó cải thiện công suất và tuổi thọ của pin.Nói chung, màng xốp vi mô polyetylen (PP) và vảy polyetylen (PE) là những vật liệu màng phổ biến hiện nay và giá thành tương đối rẻ.Nhưng có những vật liệu tách pin lithium-ion khác, chẳng hạn như polyester, có hiệu suất tốt nhưng giá thành tương đối cao.