ส่วนประกอบทั้งสี่ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ส่วนประกอบทั้งสี่ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ผู้นำด้านเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนจำนวนมากกำลังดิ้นรนเพื่อออกเครื่องดูดฝุ่นแบบแท่งไร้สาย

หลายคนชื่นชอบเครื่องนี้เพราะเบาพอสำหรับเด็กเล็กก็ใช้ได้ในขณะที่ยังมีแรงดูดที่ดีเยี่ยม

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำให้สามารถสร้างเครื่องดูดฝุ่นไร้สายได้ ส่วนใหญ่

ความหนาแน่นของพลังงานสูงแต่เป็นแบตเตอรี่ Li-ion ที่เบา มีประสิทธิภาพมากกว่าและมีความจุสูงกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป

มักใช้ในหลากหลายสาขา รวมถึงเครื่องมือไฟฟ้า ระบบจัดเก็บพลังงาน เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก และอุปกรณ์ไอที

เช่นเดียวกับรถยนต์ไฟฟ้า

วันนี้เรามาตรวจสอบแบตเตอรี่ Li-ion จากบนลงล่างกัน

แคโทด แอโนด อิเล็กโทรไลต์ และแบตเตอรี่ Li-ion ประกอบด้วยส่วนประกอบสี่ส่วน

ตัวคั่น

แคโทด แอโนด อิเล็กโทรไลต์ และตัวแยกเป็นองค์ประกอบสำคัญสี่ประการของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

แบตเตอรี่ Li-ion ต้องการส่วนประกอบแต่ละชิ้นและทุกชิ้นเนื่องจากไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีหนึ่งในนั้น

"แคโทด" ของแบตเตอรี่ Li-ion มีอิทธิพลต่อความจุและแรงดันไฟฟ้า

ลิเธียมในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนผ่านกระบวนการทางเคมีเพื่อผลิตพลังงาน

ด้วยเหตุนี้ ลิเธียมจึงถูกเติมเข้าไปในแบตเตอรี่โดยธรรมชาติ และบริเวณที่ลิเธียมตั้งอยู่นั้นเรียกว่า "แคโทด"

ลิเธียมออกไซด์ถูกใช้สำหรับแคโทดเนื่องจากลิเธียมในรูปแบบองค์ประกอบซึ่งประกอบด้วยลิเธียมและออกซิเจนไม่เสถียร

คำว่า "สารออกฤทธิ์" หมายถึงสารเช่นลิเธียมออกไซด์ที่ขัดขวางปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่จริง

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ลิเธียมออกไซด์ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ในแคโทดของแบตเตอรี่ Li-ion

อลูมิเนียมฟอยล์บาง ๆ ที่ใช้รองรับโครงเคลือบของแคโทดอาจมองเห็นได้หากคุณมองที่แคโทดอย่างใกล้ชิด

โดยใช้ส่วนผสมของสารออกฤทธิ์ สารเติมแต่งนำไฟฟ้า และสารยึดเกาะ

ลิเธียมไอออนมีอยู่ในสารออกฤทธิ์ และมีการเติมสารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้า

นอกจากนี้ สารยึดเกาะยังทำหน้าที่เป็นกาวเพื่อช่วยในการยึดเกาะที่เหมาะสมของสารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและวัสดุที่ออกฤทธิ์กับพื้นผิวอลูมิเนียม

คุณสมบัติของแบตเตอรี่ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากแคโทด

เนื่องจากประเภทวัสดุที่ใช้งานของแคโทดจะส่งผลต่อแรงดันและความจุของแบตเตอรี่

ความจุจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณของลิเธียมที่มีอยู่ และแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามขนาดของความต่างศักย์ระหว่างแคโทดและแอโนด

ขึ้นอยู่กับชนิด ความต่างศักย์ระหว่างแอโนดและแคโทดมักจะเล็กน้อยสำหรับแอโนด และค่อนข้างสำคัญสำหรับแคโทด

ด้วยเหตุนี้ แคโทดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

"แอโนด" ส่งอิเล็กตรอนไปตามเส้นลวด

ซับสเตรตขั้วแอโนดหุ้มด้วยวัสดุแอกทีฟ เช่นเดียวกับแคโทด

หน้าที่ของสารออกฤทธิ์ของแอโนดคือยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านวงจรภายนอก

ลิเธียมไอออนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดสามารถดูดซับหรือปล่อยกลับได้ในขณะที่ทำเช่นนั้น

ลิเธียมไอออนจะถูกเก็บไว้ในขั้วบวก ไม่ใช่ขั้วลบ เมื่อชาร์จแบตเตอรี่

เมื่อแคโทดและแอโนดเชื่อมต่อกันด้วยสายตัวนำ (ในสภาวะดิสชาร์จ)

อิเล็กโทรไลต์ช่วยให้ลิเธียมไอออนกลับสู่แคโทดได้ตามธรรมชาติ

และอิเล็กตรอนที่แยกจากกันของลิเธียมไอออน (e-) จะไหลลงมาตามเส้นลวดในขณะที่ผลิตพลังงาน

การใช้กราไฟต์ที่มีโครงสร้างเสถียรสำหรับแอโนดและการเคลือบวัสดุแอกทีฟบนซับสเตรตแอโนด

สารยึดเกาะและสารเติมแต่งที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

คุณลักษณะในอุดมคติของกราไฟต์ ได้แก่ ความเสถียรของโครงสร้างและปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีต่ำ

วัสดุนี้คิดว่าเหมาะสมสำหรับใช้เป็นแอโนดเนื่องจากราคาย่อมเยาและความสามารถในการจัดเก็บลิเธียมไอออนจำนวนมาก

"อิเล็กโทรไลต์" อนุญาตให้อิออนเคลื่อนที่ได้เท่านั้น

กล่าวกันว่าลิเธียมไอออนไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ในขณะที่พูดถึงแคโทดและแอโนด

และลวดเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน

นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปล่อยให้แบตเตอรี่ใช้พลังงาน

เราจะไม่สามารถใช้ไฟฟ้าได้และความปลอดภัยของเราจะตกอยู่ในอันตรายหากไอออนผ่านอิเล็กโทรไลต์

องค์ประกอบที่ทำหน้าที่สำคัญนี้คืออิเล็กโทรไลต์

ทำหน้าที่เป็นท่อร้อยสายที่ช่วยให้ลิเธียมไอออนเดินทางไปมาระหว่างแคโทดและแอโนดเท่านั้น

วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าไอออนสูงใช้สำหรับอิเล็กโทรไลต์เป็นหลัก เพื่อให้ลิเธียมไอออนสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างง่ายดาย

มีเกลือ ตัวทำละลาย และสารเติมแต่งอยู่ในอิเล็กโทรไลต์

ลิเธียมไอออนไหลผ่านเกลือซึ่งละลายในของเหลวอินทรีย์ที่เรียกว่าตัวทำละลาย

และสำหรับวัตถุประสงค์บางอย่าง สารเติมแต่งจะถูกนำมาใช้ในปริมาณที่จำกัด

วิธีการทำอิเล็กโทรไลต์นี้ป้องกันอิเล็กตรอนไม่ให้ผ่านและอนุญาตให้ไอออนไหลไปที่อิเล็กโทรดเท่านั้น

นอกจากนี้ ชนิดของอิเล็กโทรไลต์ยังส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนอย่างรวดเร็ว

ดังนั้นจึงสามารถใช้เฉพาะอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดเท่านั้น

"Separator" พาร์ติชันที่แยกแคโทดและแอโนดผ่านไม่ได้

อิเล็กโทรไลต์และตัวคั่นกำหนดความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ในขณะที่แคโทดและแอโนดกำหนดประสิทธิภาพพื้นฐานของแบตเตอรี่

Separator แยกแคโทดและแอโนดออกจากกันโดยทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางทางกายภาพ

มันช่วยให้ไอออนผ่านรูเล็ก ๆ ภายในอย่างระมัดระวังในขณะที่ขัดขวางการผ่านโดยตรงของอิเล็กตรอน

ดังนั้นจึงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางกายภาพและเคมีไฟฟ้าทั้งหมด

ตัวแยกเรซินสังเคราะห์ในปัจจุบัน เช่น โพลิเอทิลีน (PE) และโพลิโพรพิลีน (PP) มีจำหน่ายทั่วไป

เราได้ตรวจสอบปัจจัยสำคัญ 4 ประการที่ส่งผลต่อการทำงานของแบตเตอรี่ Li-ion ได้ดีเพียงใด

ปัจจุบัน Samsung SDI กำลังยกระดับการวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

ในขณะที่ยังคงพยายามอย่างแน่วแน่ในการปรับปรุงการทำงานของวัสดุและเทคโนโลยีที่สำคัญในปัจจุบัน

ด้วยการพัฒนาแบตเตอรี่ Li-ion ความจุสูงและประสิทธิภาพสูง

Samsung SDI ต้องการเป็นผู้นำในการพัฒนาแบตเตอรี่ที่จะปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้คนทั่วโลก