A ליטהיום -יאָן באַטאַרייעאיז אַ קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע וואָס ניצט צוויי מאַטעריאַלס וואָס קענען ריווערסאַבאַל ינסערטינג און דיינטערקאַלייטינג ליטהיום ייאַנז ווי די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז, ריספּעקטיוולי. בעשאַס טשאַרדזשינג, ליטהיום אַטאָמס אין די positive ילעקטראָוד ייאַנז אין ליטהיום ייאַנז און פריי עלעקטראָנס.
די ליטהיום ייאַנז דעמאָלט מייגרייט צו די נעגאַטיוו ילעקטראָוד און פאַרבינדן מיט די פריי עלעקטראָנס דאָרט צו פאָרעם ליטהיום אַטאָמס. קאָנווערסעלי, בעשאַס אָפּזאָגן, ליטהיום אַטאָמס ביי די נעגאַטיוו ילעקטראָוד רעיאָניזירן אין ליטהיום ייאַנז און פריי עלעקטראָנס, און דעמאָלט ריקאָמבינע אין די positive ילעקטראָוד צו פאָרעם ליטהיום אַטאָמס ווידער. דעריבער, איבער די גאנצע אָפּצאָל - אָפּזאָגן ציקל, ליטהיום שטענדיק יגזיסץ אין ייאַניק פאָרעם און קיינמאָל אין מעטאַלליק ליטהיום פאָרעם, וואָס איז וואָס די טיפּ פון באַטאַרייע איז גערופן אַ ליטהיום - יאָן באַטאַרייע. באַזירט אויף פאַרשידענע דיזיינז, די מערסט פּראָסט ליטהיום-יאָן באַטעריז אויף די מאַרק זענען טאַש סעלז, סילינדריקאַל סעלז און קנעפּל סעלז. די positive ילעקטראָוד מאַטעריאַל פון ליטהיום {{7} יאָן באַטעריז איז יוזשאַוואַלי אַ ליטהיום - רייַך קאַמפּאַונד, אַזאַ ווי LiCoO2, LiFePO4, LiNiO און LiMnzO2. דער נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל פון ליטהיום-יאָן באַטעריז איז מערסטנס באזירט אויף גראַפייט. וועגן די עלעקטראָליטע, סאַלושאַנז פון ספּעציפיש ליטהיום סאָלץ (אַזאַ ווי LiPF6, LiASF6 און LiCIO4) צעלאָזן אין אָרגאַניק סאָלוואַנץ זענען בכלל געניצט. די אָרגאַניק סאָלוואַנץ קענען זיין עטאַלין קאַרבאַנייט (EC) אָדער דיעטהיל קאַרבאַנייט (DEC), אאז"ו ו. דער פּראָצעס איז פיגוראַטיוועלי דיסקרייבד ווי אַ "ראַקינג שטול באַטאַרייע," ווי געוויזן אין די דיאַגראַמע אונטן.
גענומען ליטהיום-יאָן באַטעריז מיט ליטהיום קאָבאַלט אַקסייד (LiCoO2) ווי די positive ילעקטראָוד און גראַפייט ווי די נעגאַטיוו ילעקטראָוד ווי אַ ביישפּיל, זייַן עלעקטראָטשעמיקאַל אויסדרוק איז: (-)CI LiPF(EC+ DEC) / LiCoO2(+).
positive ילעקטראָוד אָפּרוף:
נעגאַטיוו ילעקטראָוד אָפּרוף: 5.2
קוילעלדיק אָפּרוף: 5.3
אין עסאַנס, אַ ליטהיום-יאָן באַטאַרייע קענען זיין וויוד ווי אַ מיטל וואָס אַפּערייץ באזירט אויף דיפעראַנסיז אין ליטהיום-יאָן קאַנסאַנטריישאַן. בעשאַס טשאַרדזשינג, ליטהיום ייאַנז זענען באפרייט פון די positive ילעקטראָוד מאַטעריאַל, פאָרן דורך די עלעקטראָליטע און עמבעד אין די נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַל, מאכן די נעגאַטיוו ילעקטראָוד ליטהיום - רייַך בשעת די positive ילעקטראָוד לעפיערעך ליטהיום - נעבעך. סיימאַלטייניאַסלי, צו האַלטן די אָפּצאָל וואָג פון די גאנצע סיסטעם, קאָראַספּאַנדינג עלעקטראָנס זענען סאַפּלייד צו די טשאַד - באזירט נעגאַטיוו ילעקטראָוד דורך אַ פונדרויסנדיק קרייַז. קאָנווערסעלי, בעשאַס אָפּזאָגן, ליטהיום ייאַנז מייגרייט פון די נעגאַטיוו ילעקטראָוד צו די positive ילעקטראָוד, וואָס געפֿירט די positive ילעקטראָוד צו ווערן ליטהיום -רייך. נאָרמאַללי, בעשאַס נאָרמאַל אָפּצאָל{10}} אָפּזאָגן סייקאַלז, ליטהיום ייאַנז ריפּיטידלי ימבעד און עקסטראַקט צווישן די לייערד טשאַד מאַטעריאַלס און אַקסיידז. דער פּראָצעס בפֿרט מאַנאַפעסץ ווי ענדערונגען אין ינטערלייער ספּייסינג און טוט נישט צעשטערן די יקערדיק קריסטאַל סטרוקטור פון די מאַטעריאַלס. דעריבער, פֿון דער פּערספּעקטיוו פון ריווערסאַבילאַטי פון אָפּרוף, די כעמישער ענדערונגען אין אַ ליטהיום - יאָן באַטאַרייע זענען געהאלטן אַ העכסט ידעאַל ריווערסאַבאַל פּראָצעס. א ליטהיום -יאָן באַטאַרייע קאַמפּרייזיז פיר יקערדיק קאַמפּאָונאַנץ: ילעקטראָודז, עלעקטראָליטע, סעפּאַראַטאָר, און קייסינג. די ילעקטראָודז זענען די האַרץ קאָמפּאָנענט פון אַ ליטהיום-יאָן באַטאַרייע, קאַנסיסטינג פון אַקטיוו מאַטעריאַלס, קאַנדאַקטיוו אגענטן, בינדערס און קראַנט קאַלעקטערז. אַקטיוו מאַטעריאַלס (אָדער ילעקטראָוד מאַטעריאַלס) זענען די ילעקטראָוד מאַטעריאַלס אין ליטהיום - יאָן באַטעריז וואָס מעלדונג עלעקטריקאַל ענערגיע דורך עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז בעשאַס טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשינג. זיי באַשטימען די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג און יקערדיק קעראַקטעריסטיקס פון ליטהיום -יאָן באַטעריז. אַקטיוו מאַטעריאַלס אַרייַננעמען positive ילעקטראָוד מאַטעריאַלס און נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס. Positive ילעקטראָוד מאַטעריאַלס זענען דער הויפּט פּאַודערד קאָמפּאָסיטע מעטאַל קאַמפּאַונדז מיט לעפיערעך הויך פּאָטענציעלז (רעלאַטיוו צו ליטהיום מעטאַל ילעקטראָודז), אַזאַ ווי LiCoO₂, LiMnO₄, LiNi₁-x-Co:MnyO₂, LiCo:Ni-O₂ און LiFePO.
נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס אַרייַננעמען טשאַד מאַטעריאַלס, צומיש מאַטעריאַלס און מעטאַל אַקסייד מאַטעריאַלס. דערווייַל, די הויפּט positive און נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס פֿאַר ליטהיום {{1} יאָן באַטעריז וויידלי געניצט אין פּאָרטאַטיוו דעוויסעס זענען LiCoO₂ און גראַפייט, ריספּעקטיוולי. אין אַדישאַן, קאַנדאַקטיוו אגענטן (אַזאַ ווי אַסעטאַלין שוואַרץ) זענען יוזשאַוואַלי צוגעגעבן בעשאַס ילעקטראָוד פאַבריקיישאַן צו פֿאַרבעסערן די קאַנדאַקטיוואַטי פון די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס צו בעסער טרעפן די פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן באדערפענישן פון ליטהיום - יאָן באַטעריז. צו ענשור אַז די גראַניאַלער positive און נעגאַטיוו ילעקטראָוד מאַטעריאַלס און קאַנדאַקטיוו אגענטן אַדכיר פעסט צו די קראַנט קאַלעקטער, אַ בינדער איז טיפּיקלי צוגעגעבן. פּראָסט בינדערס זענען קלאַסאַפייד ווי ייל-באזירט און וואַסער-באזירט. אָיל{{9}-באזירט בינדערס אַרייַננעמען דער הויפּט פּאָליווינילידענין פלאָרייד (פּוודף) און פּאָליטעטראַפלואָראָטהילן (PTFE), בשעת וואַסער{{10}-באזירט בינדערז זענען דער הויפּט קאַרבאָקסימעטהיל סעליאַלאָוס/סטירענע-בוטאַדיענע גומע (קמק/סבר). די הויפּט פֿונקציע פון די קראַנט קאַלעקטער איז צו פירן עלעקטראָנס פון די אַקטיוו מאַטעריאַל און פאַרשפּרייטן די קראַנט יוואַנלי, און אויך שטיצן די אַקטיוו מאַטעריאַל. קראַנט קאַלעקטערז זענען בכלל פארלאנגט צו האָבן הויך מעטשאַניקאַל שטאַרקייַט, גוט כעמישער פעסטקייַט און הויך קאַנדאַקטיוואַטי. די קראַנט קאַלעקטער פֿאַר די positive ילעקטראָוד איז אַלומינום שטער, און די קראַנט קאַלעקטער פֿאַר די נעגאַטיוו ילעקטראָוד איז קופּער שטער.
די ראָלע פון די עלעקטראָליטע איז צו פירן ליטהיום ייאַנז צווישן די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז. די ברירה פון עלעקטראָליטע דיטערמאַנז לאַרגעלי די אַרבעט פּרינציפּ פון די באַטאַרייע און אַפעקץ זייַן ספּעציפיש ענערגיע, זיכערקייַט פאָרשטעלונג, ציקל פאָרשטעלונג, קורס פאָרשטעלונג, נידעריק -טעמפּעראַטור פאָרשטעלונג און סטאָרידזש פאָרשטעלונג. דערווייַל, קאמערשעל בנימצא ליטהיום {{3} יאָן באַטעריז נוצן דער הויפּט ניט- ייקוויאַס עלעקטראָליטע סיסטעמען, וואָס אַרייַננעמען אָרגאַניק סאָלוואַנץ און קאַנדאַקטיוו ליטהיום סאָלץ. דער אָרגאַניק סאַלוואַנט איז דער הויפּט קאָמפּאָנענט פון די עלעקטראָליטע און איז ענג שייַכות צו זייַן פאָרשטעלונג; עס איז טיפּיקלי אַ געמיש פון אָרגאַניק סאָלוואַנץ אַזאַ ווי עטאַלין קאַרבאַנייט, פּראָפּילענע קאַרבאַנייט, דימעטהיל קאַרבאַנייט און מעטהיל עטאַל קאַרבאַנייט. די קאַנדאַקטיוו ליטהיום זאַלץ גיט די ליטהיום ייאַנז וואָס זענען טראַנספּאָרטאַד צווישן די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז און איז קאַמפּאָוזד פון ינאָרגאַניק אָדער אָרגאַניק אַניאָנס און ליטהיום ייאַנז. דערווייַל, די הויפּט קאַמערשאַלי בנימצא קאַנדאַקטיוו ליטהיום זאַלץ איז LiPF6. אין די נייַע תקופה, צו פֿאַרבעסערן די עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון ליטהיום - יאָן באַטעריז און דערגרייכן זיכער ספּעציעל פאַנגקשאַנז, פאַנגקשאַנאַל אַדאַטיווז, אַזאַ ווי פלאַם ריטאַרדאַנץ, זענען אָפט צוגעגעבן צו די עלעקטראָליטע.
אין ליטהיום {{0} יאָן באַטאַרייע פּלאַן, די סעפּאַראַטאָר איז ליגן צווישן די positive און נעגאַטיוו ילעקטראָודז, און זייַן הויפּט פֿונקציע איז צו פאַרמייַדן דירעקט קאָנטאַקט צווישן די צוויי ילעקטראָודז, אַזוי ויסמיידן קורץ סערקאַץ. סיימאַלטייניאַסלי, די יינציק מיקראָפּאָראַס סטרוקטור פון דעם מאַטעריאַל אַלאַוז ליטהיום ייאַנז צו פאָרן דורך פרילי. די סעפּאַראַטאָר פיעסעס אַ קריטיש ראָלע אין די סטאָרידזש קאַפּאַציטעט פון די באַטאַרייע, ציקל לעבן און קוילעלדיק זיכערקייַט; דעריבער, ניצן אַ הויך-קוואַליטעט סעפּאַראַטאָר קענען באטייטיק פֿאַרבעסערן די קוילעלדיק עלעקטראָטשעמיקאַל פאָרשטעלונג פון די באַטאַרייע. דערווייַל, די מערסט וויידלי געוויינט סעפּאַראַטאָר טייפּס אויף די מאַרק זענען הויך - שטאַרקייט פילמס געמאכט פון פּאָליאָלעפינס, אַרייַנגערעכנט פּאָרעז פּראָדוקטן געמאכט פון פּאַליפּראָופּאַלין און פּאַליעטאַלין, ווי געזונט ווי פּראָדוקטן מאַניאַפאַקטשערד דורך קאָופּאָלימעריזיישאַן פון פּראָפּילענע און עטאַלין אָדער ניצן פּאַליעטאַלין האָמאָפּאָלימער אַליין. די נוצן פון ניט{- ייקוויאַס סאָלוואַנץ אין ליטהיום -יאָן באַטעריז פירט צו נידעריקער ליטהיום{{9} יאָן קאַנדאַקטיוואַטי, אַזוי ריקוויירינג אַ גרויס ילעקטראָוד געגנט. דערצו, די נוצן פון אַ ספּיראַליש ווונד סטרוקטור בעשאַס באַטאַרייע פֿאַרזאַמלונג מיטל אַז באַטאַרייע פאָרשטעלונג דעפּענדס ניט בלויז אויף די ילעקטראָודז זיך אָבער אויך אויף די בינדערס געניצט אין באַטאַרייע מאַנופאַקטורינג. די בינדערס מוזן ענשור די יונאַפאָרמאַטי און זיכערקייט פון די אַקטיוו מאַטעריאַלס בעשאַס ילעקטראָוד פאַבריקיישאַן, יפעקטיוולי בונד די אַקטיוו מאַטעריאַלס צו די קראַנט קאַלעקטער, פאַסילאַטייט די פאָרמירונג פון אַ פּראַטעקטיוו SEI (האַרט {{{{{{.}}) קלעטראָליטע ינטערפאַסע) פילם אויף די גראַפיטע אַנאָוד, האַלטן גענוג טערמאַל פעסטקייַט בעשאַס דרייינג, און זיין יפעקטיוולי וועטיד דורך די עלעקטראָליטע.
די ויסווייניקסט קייסינג איז דער קאַנטיינער פון אַ ליטהיום-יאָן באַטאַרייע. קאַמאַנלי געניצט קאַסינגס אַרייַננעמען שטאָל קאַסינגס, אַלומינום קאַסינגס, און אַלומינום - פּלאַסטיק קאַמפּאַזאַט קאַסינגס. טיפּיקאַללי, די קייסינג איז פארלאנגט צו וויטסטאַנד ענדערונגען אין הויך און נידעריק טעמפּעראַטורעס און קעראָוזשאַן פון די עלעקטראָליטע.