Liitiumakutööstuse terminoloogia ja selgitus: 1. osa

Dec 10, 2024 Jäta sõnum

640

 

 

Liitiumioon aku:See on akutüüp, mis kasutab positiivsete ja negatiivsete elektroodide aktiivsete materjalidena materjale, mis võivad läbida liitiumioonide sisestamise/ekstraheerimise reaktsioonid, ning orgaanilisi elektrolüüte või liitiumisooli sisaldavaid polümeerelektrolüüte. See on sekundaarne aku (st laetav aku), mille toimimine sõltub peamiselt liitiumioonide liikumisest positiivse ja negatiivse elektroodi vahel.

 

 

Lahter:viitab põhiseadmele ja -üksusele, mis muundab keemilise energia otse elektrienergiaks, mida tuntakse ka akuelemendina. See on aku põhikomponent, mis toodab sisemiste keemiliste reaktsioonide kaudu elektrienergiat.

 

 

Liitiumelement:Akutüüp, mis kasutab positiivse/negatiivse elektroodi materjalina liitiummetalli või liitiumisulamit ja mittevesilahust. Nende hulgas on liitiumioonakud (LIB) kõige laialdasemalt kasutatavad. Need ei sisalda metallilist liitiumi, kuid kasutavad positiivse elektroodi materjalidena liitiumisulami metallioksiide ja negatiivse elektroodi materjalidena grafiiti ning saavutavad liitiumioonide transpordi mittevesielektrolüütide kaudu.

 

 

Esmane rakk:Seade, mis genereerib redoksreaktsioonide kaudu elektrivoolu, mis muundab keemilise energia elektrienergiaks, kasutades ära elektroodide potentsiaalide erinevust elektroodide vahel.

 

 

Sekundaarne lahter:Elektrokeemiline seade, mis suudab salvestada keemilist energiat ja vabastada vajadusel elektrienergiat. See muundab laadimise ajal elektrienergia keemiliseks energiaks ja salvestab selle ning seejärel muundab keemilise energia elektrienergiaks tühjenemise ajal väljundiks.

 

 

Kütuseelement:Seade, mis muundab kütuse ja oksüdeerija (tavaliselt hapniku) keemilise energia elektrokeemiliste reaktsioonide kaudu otse elektrienergiaks. Seda muundusprotsessi ei piira Carnot' tsükkel, seetõttu on sellel kõrge energia muundamise efektiivsus.

 

 

Leelisrakk:Aku, mis kasutab elektrienergia tootmiseks keemilist reaktsiooni tsingi ja mangaandioksiidi vahel. See võib olla esmane või sekundaarne aku. Seda tüüpi akude peamine omadus on see, et selle elektrolüüt on leeliseline, kasutades elektrolüüdina tavaliselt kaaliumhüdroksiidi (KOH) vesilahust, millest tuleneb ka nimi "leelispatarei".

 

 

Kuiv rakk:tuntud ka kui primaaraku, on pingepatarei tüüp, mis kasutab alalisvoolu tekitamiseks teatud absorbenti (nt saepuru või želatiini), et muuta selle sisu pastaks, mis ei voola üle.

 

 

Tahke elektrolüüdi element:See on akutüüp, mis kasutab traditsiooniliste vedelate elektrolüütide asemel tahkeid elektrolüüte. Tahkestumise astme järgi võib tahkisakud jagada pool-tahkepatareideks ja kõikideks pooljuhtakudeks. Pooltahke akud vähendavad vedelas olekus akude baasil kasutatava elektrolüüdi kogust ja suurendavad komposiitelektrolüütide kasutamist; Kõik pooljuhtakud kõrvaldavad täielikult algse elektrolüüdi ja kasutavad tahkeid elektrolüüte, mille positiivsed ja negatiivsed elektroodid on eraldatud õhukese kilega.

 

 

Kõik tahkis-laetavad liitiumioonakud:Nagu nimigi viitab, viitab see liitiumioonakule, milles elektroodid (positiivsed ja negatiivsed elektroodid) ja elektrolüüt on mõlemad tahkes olekus. Seda tüüpi aku koosneb kolmest osast: positiivse elektroodi materjalist, tahkest elektrolüüdist ja negatiivse elektroodi materjalist ning ei sisalda vedelaid komponente. Positiivne elektrood on tavaliselt valmistatud liitiummetallist või liitiumioonühenditest, negatiivne elektrood aga süsinikmaterjalidest või liitiumtitanaatsooladest. Tahked elektrolüüdid koosnevad anorgaanilistest tahketest materjalidest, nagu oksiidid, sulfiidid või fosfaadid.

 

 

Geelpolümeer laetav liitiumioonaku:see on omamoodi liitiumioonaku, mis kasutab ioonide juhtivuskeskkonnana geelpolümeer-elektrolüüti. Seda tüüpi akud on struktuurilt sarnased vedelatele liitiumioonakudele, kuid peamine erinevus seisneb elektrolüüdis. Geelpolümeerelektrolüüt koosneb polümeeri ja soola segust ning võib ioonjuhtivuse parandamiseks lisada plastifikaatoreid ja muid lisandeid. Elektrolüüt võib olla "kuiv" või "kolloidne", millest enamik on polümeer-geelelektrolüüdid.

 

 

Pooltahkis liitium-ioonaku:viitab akule, milles üks elektrood ei sisalda vedelat elektrolüüti ja teine ​​elektrood sisaldab vedelat elektrolüüti või kus tahke elektrolüüdi mass või maht ühes elemendis moodustab poole elektrolüüdi kogumassist või mahust elemendis. Seda tüüpi akud ühendavad endas mõningaid vedel- ja tahkisakude omadusi, säilitades vedelate akude kõrge ioonjuhtivuse, omades samas ka tahkisakude kõrget ohutust ja struktuurset stabiilsust.

 

 

Mündi Li ioonelement:tuntud ka kui liitiumioon-mündielement või nööppatarei, on väikeste välismõõtmetega, suure läbimõõduga ja õhukese paksusega aku tüüp. Tööpõhimõte põhineb liitiumioonide pöörataval sisestamisel ja ekstraheerimisel positiivse ja negatiivse elektroodi vahele. Laadimise ajal deinterkaleeritakse liitiumioonid positiivse elektroodi materjalist, liiguvad läbi elektrolüüdi negatiivsele elektroodile ja sisestatakse negatiivse elektroodi materjali; Tühjenemise ajal eralduvad liitiumioonid negatiivselt elektroodilt ja naasevad elektrolüüdi kaudu positiivsele elektroodile, samal ajal kui elektronid voolavad negatiivselt elektroodilt positiivsele elektroodile läbi välise vooluringi, tekitades elektrienergiat.

 

 

Tarretisrull:Tarretisrull on torukujuline struktuur, mida kasutatakse rullmaterjalide toetamiseks ja kaitsmiseks, tavaliselt silindrilise või koonilise kujuga.

 

 

Rakk saab:Aku olulise komponendina kasutatakse seda peamiselt aku sees oleva elektrolüüdi ja elektroodide pakendamiseks ja kaitsmiseks.

 

 

Lahtri kaas:See on spetsiaalselt akudele mõeldud kate, mille põhiülesanne on kaitsta aku sisemist struktuuri ja vooluringe, välistada välistegurite, nagu tolm, niiskus või muud saasteained, sattumist akusse ja seeläbi mõjutada aku normaalset tööd. . Tavaliselt paigaldatakse see aku peale või küljele, et tagada selle sisemine tihendus- või lukustusmehhanism.

 

 

Kaane tihendussegu:Keemiline aine või segu, mida kasutatakse spetsiaalselt aku korpuse ava sulgemiseks. Selle põhifunktsioonid hõlmavad aku sisemuse kaitsmist, tihendamist ja aku ohutuse suurendamist.

 

 

Elektrood:See on eksperimentaalne seade, mida kasutatakse elektriliste signaalide tuvastamiseks, elektrilise stimulatsiooni läbiviimiseks ja närvirakkude aktiivsuse registreerimiseks. Seda kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, nagu biotehnoloogia, meditsiiniseadmed, elektroonikatooted ja autod. Vastavalt nende erinevatele funktsioonidele ja kasutusviisidele saab elektroodilehti jagada erinevat tüüpi, nagu salvestuselektroodid, elektrilise stimulatsiooni elektroodid, võrdluselektroodid, maanduselektroodid jne. Lisaks saab elektroodilehti vastavalt erinevatele materjalidele ja kasutusviisidele jaguneb veel eri tüüpideks, nagu isekleepuvad elektroodilehed, silikoonelektroodilehed, juhtivad elektroodilehed, lausriidest elektroodilehed jne.

 

 

Positiivne elektrood:tähistab tavaliselt suure potentsiaaliga elektroodi, mis sisaldab aktiivseid aineid, mis läbivad tühjenemise ajal redutseerimisreaktsiooni. See on liitiumioonakude põhikomponent, mida kasutatakse liitiumioonide hoidmiseks ja vabastamiseks.

 

 

Negatiivne elektrood:tähistab tavaliselt suure potentsiaaliga elektroodi, mis sisaldab aktiivseid aineid, mis läbivad tühjenemise ajal redutseerimisreaktsiooni. Akus on negatiivne elektrood madalama potentsiaaliga ots. Tühjenemise ajal vabastab negatiivne elektrood elektrone ja võtab positiivselt elektroodilt vastu liitiumioone.

 

 

641

 

Raudliitiumfosfaat:See on liitiumioonakude elektroodimaterjal keemilise valemiga LiFePO4 (LFP). Selle eelisteks on kõrge energiatihedus, kõrge ohutus ja pikk kasutusiga.

 

 

Nikkel-koobalt mangaan:Nikkel-koobaltmangaan on liitiumioonakude jaoks mõeldud kolmekomponentsete positiivsete elektroodide materjal keemilise valemiga LiNixCoyMn1-x-yO2. Suurema erivõimsusega ja madalama hinnaga kui positiivse elektroodi materjalid. Liitiumkoobaltoksiid on üks enim kasutatavaid akumaterjale, kuid koobaltiressursid muutuvad üha napimaks, kallimaks ning liitiumkoobaltoksiidpatareide kasutamisel on oht turvalisusele.

 

 

Grafiit negatiivse elektroodi materjal:Tänu oma suurepärasele juhtivusele ja keemilisele stabiilsusele on sellest saanud liitium-ioonakudes üheks kõige sagedamini kasutatavaks negatiivse elektroodi materjaliks. See võib pööratavalt sisestada ja eemaldada liitiumioone, saavutades seeläbi elektrienergia salvestamise ja vabastamise laadimis- ja tühjendusprotsessi ajal. Grafiidi kristallstruktuur on stabiilne, suure molekulaarvahega, mis sobib liitiumioonide sisestamise ja eemaldamisega. Samal ajal annab selle suur eripind suure elektrokeemilise reaktsioonipinna, mis aitab parandada akude energiatihedust ja võimsustihedust.

 

 

Kõva süsinik:Kõva süsinik on süsinik, mis ei grafitiseeru pärast töötlemist kõrgel temperatuuril ja selle sisemine kristallide paigutus on häiritud suurte kihtide vahedega. See ainulaadne struktuur võimaldab kõva süsinikuga negatiivsel elektroodil salvestada rohkem laengut samal mahul, parandades seeläbi aku energiatihedust ja vastupidavust.

 

 

Pehme süsinik:Termin "amorfne süsinik" viitab amorfsele süsinikule, mida saab grafitiseerida kõrgel temperatuuril (tavaliselt üle 2500 kraadi). Pehmetel süsinikmaterjalidel on madalam kristallilisus (st grafitiseerumisaste) ja suurem pöörduv erivõimsus, üldiselt suurem kui 300 mAh/g. Lisaks on pehme süsiniku materjalidel ka hea ühilduvus elektrolüütidega, mis aitab parandada akude tsükli stabiilsust.

 

 

Vahekaart:See on akus olev metalljuht, mis juhib elemendi seest välja positiivsed ja negatiivsed elektroodid. Selle kuju sarnaneb "kõrvaga", sellest ka nimi. Ji'er koosneb tavaliselt metallribast ja kummiribast. Metallriba kasutatakse juhtivuse tagamiseks, kummiriba aga mängib rolli tihendamisel ja ühendamisel.

 

 

Sideaine:Tuntud ka kui liim või sideaine, on aine, mis suudab füüsikaliste või keemiliste reaktsioonide kaudu omavahel tihedalt ühendada kaks või enam materjali. Segu, mis koosneb tavaliselt mitmest komponendist, sealhulgas, kuid mitte ainult, alusmaterjalidest.

 

 

Lahusti:Akukvaliteediga lahusti viitab kõrge puhtusastmega orgaanilistele ühenditele, mida kasutatakse akude elektrolüütide lahuste valmistamiseks. Elektrolüütide kandjana võivad lahustid lahustada elektrolüütide sooli ja soodustada ioonide juhtivust aku positiivse ja negatiivse elektroodi vahel, tagades seeläbi aku normaalse töö ja jõudluse.

 

 

Juhtiv aine:Juhtiv aine, mis on lisatud elektroodi valmistamise ajal, et tagada elektroodi hea laadimis- ja tühjendusjõudlus. See mängib rolli mikrovoolude kogumisel toimeainete vahel ning toimeainete ja voolukollektorite vahel, vähendades elektroodide kontakttakistust, kiirendades elektronide liikumiskiirust ja parandades tõhusalt liitiumioonide migratsioonikiirust elektroodide materjalides, parandades seeläbi laadimist ja elektroodide tühjenemise efektiivsus.

 

 

Lisand:Liitiumaku lisandeid saab nende funktsioonide ja mõjude järgi liigitada erinevat tüüpi, sealhulgas peamiselt kilet moodustavaid lisandeid, funktsionaalseid lisandeid, ohutuslisandeid jne.

 

  • Kilet moodustav lisand

 

Definitsioon:Seda kasutatakse peamiselt stabiilse ja tiheda tahke elektrolüütmembraani (SEI) moodustamiseks elektroodide pinnal, et vältida otsest kontakti elektroodide ja elektrolüütide vahel, vältides seeläbi akude sisemisi lühiseid.

 

Levinud tüübid:nagu etüleenkarbonaat (EC), propüleenkarbonaat (PC) jne.

 

  • Funktsionaalsed lisandid

 

Definitsioon:Peamiselt kasutatakse akude teatud jõudluse parandamiseks, näiteks aku mahu suurendamiseks, aku laadimise ja tühjenemise tõhususe parandamiseks ning aku töötsükli pikendamiseks.

 

Levinud tüübid:hõlmavad pindaktiivseid aineid, reoloogilisi aineid, osakeste suurendajaid, märgavaid ja dispergeerivaid aineid jne.

 

  • Ohutuslisandid

 

Definitsioon:Peamiselt kasutatakse akude, näiteks leegiaeglustite, plahvatuskindlate ainete jne ohutusnäitajate parandamiseks.

 

Levinud tüübid:nagu LiAlO2, LiBOB, LiPF6 jne.

 

 

Vaskfoolium:Liitiumakude vaskfoolium on metallist vaskfoolium, mis on toodetud elektrolüüsi teel ja pinda töödeldud vase toorainega. Paksus on tavaliselt alla 18 mikroni ja kõige sagedamini kasutatav vaskfoolium on alla 12 mikroni. See toimib nii negatiivsete elektroodide aktiivsete materjalide kandjana kui ka voolukollektorina negatiivsete elektroodide elektronide kogumiseks ja juhtimiseks liitiumioonakudes, millel on märkimisväärne mõju negatiivsete elektroodide tootmisprotsessile ja liitium-ioonakude elektrokeemilisele jõudlusele.

 

 

Alumiiniumfoolium:Liitiumioonaku alumiiniumfoolium viitab liitiumioonakude positiivse elektroodi fooliumile, mis on modifitseerimata positiivse elektroodi foolium paksusega umbes 0,01 mm, tuntud ka kui voolukollektori alumiiniumfoolium. Voolukollektor on liitiumakude üks põhikomponente, mille põhiülesanne on koguda aku aktiivmaterjali poolt tekitatud voolu, et moodustada suurem vooluväljund väljapoole, nõudes samas piisavat kontakti aktiivse materjaliga. . Liitiumpatareides kasutatakse alumiiniumfooliumi sageli positiivse elektroodi voolukollektorina selle suurepärase juhtivuse, plastilisuse ja korrosioonikindluse tõttu.

 

 

Alumise tihendi isolaator:Nagu nimigi ütleb, on see liitiumaku põhjas asuv tihend. Seda kasutatakse peamiselt aku sees olevate tühimike täitmiseks, mis on põhjustatud komponentide suuruse ja materjali erinevusest, parandades aku kokkusurutavust ja ohutust. Täpsemalt, liitiumaku põhjatihendite funktsioonid hõlmavad peamiselt tihendamist, isoleerimist, fikseerimist ja löögi summutamist.

 

 

Lint:See on laialdaselt kasutatav survetundlik lint liitiumaku elementide vahepealses tootmisprotsessis, nagu mähis/lamineerimine, kesta keevitamine ja tihendamine. Selle põhiülesanne on liitiumaku komponentide isoleerimine, kinnitamine ja erinevate aku sees olevate osade kaitsmine.

 

 

Keskmine tihvt:See on liitiumaku sees oluline komponent, mis asub aku keskel, mida kasutatakse aku positiivsete ja negatiivsete pooluste ühendamiseks ning voolu ülekandekanalina. Selle peamised funktsioonid hõlmavad voolu ülekandmist, struktuuritoetust ja soojusjuhtimist.

Küsi pakkumist