Komposisi baterai lithium-ion

Komposisi dan daur ulang baterai lithium-ion

Itubaterai ion lithiumterdiri dari elektrolit, pemisah, katoda dan anoda dan casing.

Elektrolitdalam baterai litium-ion dapat berupa gel atau polimer, atau campuran gel dan polimer.

Elektrolit pada baterai Li-ion berperan sebagai media pengangkutan ion-ion di dalam baterai.Biasanya terdiri dari garam litium dan pelarut organik.Elektrolit memainkan peran penting dalam pengangkutan ion antara elektroda positif dan negatif baterai lithium-ion, memastikan bahwa baterai dapat mencapai tegangan tinggi dan kepadatan energi yang tinggi.Elektrolit umumnya terdiri dari pelarut organik dengan kemurnian tinggi, garam elektrolit litium, dan bahan tambahan yang diperlukan, digabungkan secara hati-hati dalam proporsi tertentu dalam kondisi tertentu.

Bahan katodajenis baterai lithium-ion:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• NCM
• NCA

 Bahan katoda menyumbang lebih dari 30% biaya keseluruhan baterai.

Anodadari baterai lithium-ion mengandung

Kemudian anoda baterai lithium-ion terdiri dari sekitar 5-10 persen biaya keseluruhan baterai.Bahan anoda berbasis karbon merupakan bahan anoda yang umum digunakan untuk baterai lithium-ion.Dibandingkan dengan anoda litium logam tradisional, ia memiliki keamanan dan stabilitas yang lebih tinggi.Bahan anoda berbasis karbon terutama berasal dari grafit alami dan buatan, serat karbon dan bahan lainnya.Diantaranya, grafit merupakan bahan utama yang memiliki luas permukaan spesifik dan konduktivitas listrik yang tinggi, serta bahan karbon juga memiliki stabilitas kimia dan kemampuan daur ulang yang baik.Namun, kapasitas bahan elektroda negatif berbasis karbon relatif rendah, sehingga tidak dapat memenuhi persyaratan beberapa aplikasi untuk kapasitas yang lebih tinggi.Oleh karena itu, saat ini terdapat beberapa penelitian mengenai material karbon baru dan material komposit, dengan harapan dapat lebih meningkatkan kapasitas dan siklus hidup material elektroda negatif berbasis karbon.

Masih memiliki bahan elektroda negatif silikon-karbon.Bahan silikon (Si): Dibandingkan dengan elektroda negatif karbon tradisional, elektroda negatif silikon memiliki kapasitas spesifik dan kepadatan energi yang lebih tinggi.Namun, karena laju pemuaian bahan silikon yang besar, mudah menyebabkan pemuaian volume elektroda, sehingga memperpendek umur baterai.

Pemisahbaterai litium-ion merupakan bagian penting untuk memastikan kinerja dan keamanan baterai.Fungsi utama pemisah adalah untuk memisahkan elektroda positif dan negatif, dan pada saat yang sama juga dapat membentuk saluran untuk pergerakan ion dan menjaga elektrolit yang diperlukan.Kinerja dan parameter terkait pemisah baterai lithium-ion diperkenalkan sebagai berikut:

1. Stabilitas kimia: Diafragma harus memiliki stabilitas kimia yang sangat baik, ketahanan korosi yang baik dan ketahanan penuaan dalam kondisi pelarut organik, dan dapat mempertahankan kinerja yang stabil dalam kondisi yang keras seperti suhu tinggi dan kelembaban tinggi.

2. Kekuatan mekanis: Pemisah harus memiliki kekuatan mekanik dan elastisitas yang cukup untuk memastikan kekuatan tarik dan ketahanan aus yang cukup untuk mencegah kerusakan selama perakitan atau penggunaan.

3. Konduktivitas ionik: Pada sistem elektrolit organik, konduktivitas ionik lebih rendah dibandingkan dengan sistem elektrolit berair, sehingga pemisah harus memiliki karakteristik resistansi rendah dan konduktivitas ionik tinggi.Pada saat yang sama, untuk mengurangi resistensi, ketebalan pemisah harus setipis mungkin untuk membuat area elektroda seluas mungkin.

4. Stabilitas termal: Jika terjadi kelainan atau kegagalan seperti pengisian daya berlebih, pelepasan muatan berlebih, dan korsleting selama pengoperasian baterai, pemisah harus memiliki stabilitas termal yang baik.Pada suhu tertentu, diafragma akan melunak atau meleleh, sehingga menghalangi sirkuit internal baterai dan mencegah kecelakaan keselamatan baterai.

5. Pembasahan yang cukup dan struktur pori yang dapat dikontrol: Struktur pori dan lapisan permukaan pemisah harus memiliki kemampuan pengendalian pembasahan yang cukup untuk memastikan pemisah, sehingga meningkatkan daya dan siklus hidup baterai.Secara umum, diafragma mikropori polietilen serpihan (PP) dan serpihan polietilen (PE) merupakan bahan diafragma yang umum saat ini, dan harganya relatif murah.Namun ada bahan pemisah baterai lithium-ion lainnya, seperti poliester, yang memiliki performa bagus, namun harganya relatif mahal.