اجزای باتری لیتیومی

باتری‌های لیتیومی عمدتاً از چهار جزء اصلی تشکیل شده‌اند: ماده الکترود مثبت، ماده الکترود منفی، الکترولیت و جداکننده. ماده الکترود مثبت یک عامل کلیدی در عملکرد باتری لیتیومی است. مواد الکترود مثبت رایج عبارتند از اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO2)، اکسید لیتیوم منگنز (LiMn2O4)، فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) و مواد سه تایی (مانند NCM و NCA). فسفات آهن لیتیوم به دلیل ایمنی بالا، عمر چرخه طولانی و هزینه کم به طور گسترده در ذخیره سازی انرژی و کاربردهای انرژی استفاده می شود. با این حال، مواد سه‌گانه به دلیل چگالی انرژی بالا، بر وسایل نقلیه الکترونیکی مصرفی و الکتریکی غالب هستند. ماده الکترود منفی معمولاً گرافیت است که شامل گرافیت طبیعی و مصنوعی می‌شود. آندهای گرافیت کم هزینه و پایداری سیکل عالی را ارائه می دهند، اما ظرفیت تئوری آنها محدود است (تقریباً 372 میلی آمپر ساعت بر گرم). در سال‌های اخیر، مواد آند مبتنی بر سیلیکون به دلیل ظرفیت تئوری بالا (تقریباً 4200 میلی‌آمپرساعت بر گرم) به کانون تحقیقاتی تبدیل شده‌اند، اما در رسیدگی به افزایش حجم با چالش‌هایی مواجه هستند. الکترولیت محیطی است که یون های لیتیوم از طریق آن بین الکترودهای مثبت و منفی مهاجرت می کنند. معمولاً از یک حلال آلی (مانند کربنات اتیلن یا دی متیل کربنات)، نمک لیتیوم (مانند هگزافلوئورو فسفات لیتیوم (LiPF6) و مواد افزودنی تشکیل شده است. عملکرد الکترولیت مستقیماً بر راندمان شارژ و دشارژ باتری تأثیر می‌گذارد. عملکرد اصلی جداکننده جداسازی الکترودهای مثبت و منفی است و در عین حال به یون های لیتیوم اجازه عبور می دهد انقباض پارامترهای کلیدی هستند.