باتری لیتیوم یونی:این نوعی باتری است که از موادی استفاده می کند که می توانند تحت واکنش های وارد کردن / استخراج یون لیتیوم به عنوان مواد فعال الکترود مثبت و منفی قرار گیرند و از الکترولیت های آلی یا الکترولیت های پلیمری حاوی نمک های لیتیوم استفاده می کنند. این یک باتری ثانویه (یعنی باتری قابل شارژ) است که عمدتاً برای عملکرد به حرکت یون های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی متکی است.
سلول:به دستگاه و واحد اصلی اطلاق می شود که مستقیماً انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که به عنوان سلول باتری نیز شناخته می شود. این جزء اصلی است که باتری را می سازد و انرژی الکتریکی را از طریق واکنش های شیمیایی داخلی تولید می کند.
سلول لیتیومی:نوعی باتری که از فلز لیتیوم یا آلیاژ لیتیوم به عنوان ماده الکترود مثبت/منفی و محلول الکترولیت غیرآبی استفاده می کند. در میان آنها، باتری های لیتیوم یونی (LIB) بیشترین استفاده را دارند. آنها حاوی لیتیوم فلزی نیستند، اما از اکسیدهای فلزی آلیاژی لیتیوم به عنوان مواد الکترود مثبت و گرافیت به عنوان مواد الکترود منفی استفاده می کنند و از طریق الکترولیت های غیرآبی انتقال یون لیتیوم را انجام می دهند.
سلول اولیه:دستگاهی که جریان الکتریکی را از طریق واکنش های ردوکس تولید می کند که با استفاده از اختلاف پتانسیل الکترود بین الکترودها، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
سلول ثانویه:دستگاه الکتروشیمیایی که می تواند انرژی شیمیایی را ذخیره کرده و در صورت لزوم انرژی الکتریکی را آزاد کند. انرژی الکتریکی را در هنگام شارژ به انرژی شیمیایی تبدیل می کند و آن را ذخیره می کند و سپس انرژی شیمیایی را در هنگام تخلیه برای خروجی به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
پیل سوختی:دستگاهی که مستقیماً انرژی شیمیایی سوخت و اکسیدان (معمولاً اکسیژن) را از طریق واکنش های الکتروشیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. این فرآیند تبدیل توسط چرخه کارنو محدود نمی شود، بنابراین دارای راندمان تبدیل انرژی بالایی است.
سلول قلیایی:باتری که از واکنش شیمیایی بین روی و دی اکسید منگنز برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می کند. این می تواند یک باتری اولیه یا ثانویه باشد. مشخصه اصلی این نوع باتری ها قلیایی بودن الکترولیت آن است که معمولاً از محلول آبی هیدروکسید پتاسیم (KOH) به عنوان الکترولیت استفاده می کند و از این رو "باتری قلیایی" نامیده می شود.
سلول خشک:همچنین به عنوان باتری اولیه شناخته می شود، نوعی باتری ولتایی است که از یک جاذب خاص (مانند خاک اره یا ژلاتین) استفاده می کند تا محتویات آن به خمیری تبدیل شود که سرریز نشود تا جریان مستقیم تولید کند.
سلول الکترولیت جامد:این نوعی باتری است که از الکترولیت های جامد به جای الکترولیت های مایع سنتی استفاده می کند. با توجه به درجه انجماد، باتری های حالت جامد را می توان به باتری های نیمه جامد و تمام باتری های حالت جامد تقسیم کرد. باتری های حالت نیمه جامد میزان الکترولیت مورد استفاده بر اساس باتری های حالت مایع را کاهش می دهند و استفاده از الکترولیت های کامپوزیت را افزایش می دهند. تمام باتری های حالت جامد الکترولیت اصلی را کاملا حذف می کنند و از الکترولیت های جامد استفاده می کنند که الکترودهای مثبت و منفی توسط لایه های نازک از هم جدا می شوند.
باتری لیتیوم یون قابل شارژ تمام حالت جامد:همانطور که از نام آن پیداست، به باتری لیتیوم یونی اشاره دارد که در آن الکترودها (الکترودهای مثبت و منفی) و الکترولیت هر دو در حالت جامد هستند. این نوع باتری از سه قسمت ماده الکترود مثبت، الکترولیت جامد و ماده الکترود منفی تشکیل شده است و فاقد اجزای مایع است. الکترود مثبت معمولاً از فلز لیتیوم یا ترکیبات لیتیوم یونی ساخته می شود، در حالی که الکترود منفی از مواد کربنی یا نمک های لیتیوم تیتانات ساخته شده است. الکترولیت های جامد از مواد جامد معدنی مانند اکسیدها، سولفیدها یا فسفات ها تشکیل شده اند.
باتری لیتیوم یونی قابل شارژ پلیمری ژل:این یک نوع باتری لیتیوم یونی است که از الکترولیت پلیمری ژل به عنوان رسانه هدایت یونی استفاده می کند. این نوع باتری از نظر ساختاری شبیه باتری های لیتیوم یون مایع است، اما تفاوت اصلی در الکترولیت است. الکترولیت پلیمری ژل از مخلوطی از پلیمر و نمک تشکیل شده است و ممکن است نرم کننده ها و سایر مواد افزودنی را برای بهبود هدایت یونی اضافه کند. الکترولیت می تواند "خشک" یا "کلوئیدی" باشد که اکثر آنها الکترولیت های ژل پلیمری هستند.
باتری لیتیوم یونی نیمه جامد:به باتری اطلاق می شود که در آن یک الکترود حاوی الکترولیت مایع نیست و الکترود دیگر حاوی الکترولیت مایع است، یا در آن جرم یا حجم الکترولیت جامد در یک سلول واحد نیمی از جرم یا حجم کل الکترولیت در سلول را تشکیل می دهد. این نوع باتری برخی از ویژگیهای باتریهای حالت جامد و مایع را ترکیب میکند و رسانایی یونی بالای باتریهای مایع را حفظ میکند و در عین حال از ایمنی و پایداری ساختاری بالایی در باتریهای حالت جامد برخوردار است.
سلول یون لیتیوم سکه:باتری سکه ای لیتیوم یونی یا باتری دکمه ای نیز شناخته می شود، نوعی باتری با ابعاد خارجی کوچک، قطر زیاد و ضخامت نازک. اصل کار بر اساس وارد کردن و استخراج برگشت پذیر یون های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی است. در طول شارژ، یون های لیتیوم از مواد الکترود مثبت جدا می شوند، از طریق الکترولیت به سمت الکترود منفی حرکت می کنند و در ماده الکترود منفی جاسازی می شوند. در هنگام تخلیه، یون های لیتیوم از الکترود منفی آزاد می شوند و از طریق الکترولیت به الکترود مثبت باز می گردند، در حالی که الکترون ها از طریق یک مدار خارجی از الکترود منفی به الکترود مثبت جریان می یابند و انرژی الکتریکی تولید می کنند.
ژله رول:رول ژله ای یک ساختار لوله ای است که برای حمایت و محافظت از مواد نورد شده، معمولا به شکل استوانه ای یا مخروطی استفاده می شود.
سلول می تواند:به عنوان یک جزء مهم باتری، عمدتا برای بسته بندی و محافظت از الکترولیت و الکترودهای داخل باتری استفاده می شود.
درب سلول:پوششی است که به طور خاص برای باتری ها طراحی شده است که وظیفه اصلی آن محافظت از ساختار داخلی و مدارهای باتری، جلوگیری از ورود عوامل خارجی مانند گرد و غبار، رطوبت یا سایر آلاینده ها به داخل باتری و در نتیجه بر عملکرد طبیعی باتری است. . معمولاً در قسمت بالایی یا کناری باتری نصب می شود تا از مکانیزم آب بندی یا قفل داخلی آن اطمینان حاصل شود.
ترکیب آب بندی درب:یک ماده یا مخلوط شیمیایی که به طور خاص برای مهر و موم کردن دهانه محفظه باتری استفاده می شود. عملکردهای اصلی آن شامل محافظت از داخل باتری، تامین آب بندی و افزایش ایمنی باتری است.
الکترود:این یک تجهیزات آزمایشی است که برای تشخیص سیگنال های الکتریکی، انجام تحریک الکتریکی و ثبت فعالیت سلول های عصبی استفاده می شود. به طور گسترده ای در زمینه های مختلف مانند بیوتکنولوژی، تجهیزات پزشکی، محصولات الکترونیکی و خودرو استفاده می شود. ورق های الکترود با توجه به کارکردها و روش های مختلف استفاده از آنها به انواع مختلفی از جمله الکترودهای ضبط، الکترودهای تحریک الکتریکی، الکترودهای مرجع، الکترودهای زمین و غیره تقسیم می شوند. بیشتر به انواع مختلفی مانند ورق های الکترود خود چسب، ورق های الکترود سیلیکونی، ورق های الکترود رسانا، ورق های الکترود غیر بافته و غیره تقسیم می شود.
الکترود مثبت:معمولاً به یک الکترود با پتانسیل بالا اشاره دارد که حاوی مواد فعالی است که در حین تخلیه تحت واکنش های کاهش قرار می گیرند. این یک جزء کلیدی است که در باتریهای لیتیوم یون برای ذخیره و آزادسازی یونهای لیتیوم استفاده میشود.
الکترود منفی:معمولاً به یک الکترود با پتانسیل بالا اشاره دارد که حاوی مواد فعالی است که در حین تخلیه تحت واکنش های کاهش قرار می گیرند. در باتری، الکترود منفی انتهایی است که پتانسیل کمتری دارد. در هنگام تخلیه، الکترود منفی الکترون آزاد می کند و یون لیتیوم را از الکترود مثبت می پذیرد.
لیتیوم فسفات آهن:این یک ماده الکترود برای باتری های لیتیوم یونی با فرمول شیمیایی LiFePO4 (LFP) است. دارای مزایای چگالی انرژی بالا، ایمنی بالا و طول عمر طولانی است.
نیکل کبالت منگنز:نیکل کبالت منگنز یک ماده الکترود مثبت سه تایی کلیدی برای باتریهای لیتیوم یونی با فرمول شیمیایی LiNixCoyMn1-x-yO2 است. ظرفیت ویژه بالاتر و هزینه کمتر نسبت به مواد الکترود واحد مثبت. اکسید لیتیوم کبالت یکی از پرمصرف ترین مواد باتری است، اما منابع کبالت به طور فزاینده ای کمیاب و گران می شوند و خطرات ایمنی در استفاده از باتری های اکسید کبالت لیتیوم وجود دارد.
مواد الکترود منفی گرافیت:به دلیل رسانایی عالی و پایداری شیمیایی، به یکی از متداول ترین مواد الکترود منفی در باتری های لیتیوم یونی تبدیل شده است. این می تواند به طور برگشت پذیر یون های لیتیوم را وارد و حذف کند، در نتیجه به ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی در طول فرآیند شارژ و دشارژ دست می یابد. ساختار کریستالی گرافیت پایدار است، با فاصله مولکولی بزرگ که با درج و جداسازی یون لیتیوم سازگار است. در عین حال، سطح ویژه بزرگ آن یک سطح واکنش الکتروشیمیایی بزرگ را فراهم می کند که به بهبود چگالی انرژی و چگالی توان باتری ها کمک می کند.
کربن سخت:کربن سخت، کربنی است که پس از عملیات حرارتی بالا گرافیتیزه نمی شود و آرایش کریستالی داخلی آن با فاصله بین لایه های بزرگ به هم می خورد. این ساختار منحصر به فرد به الکترود کربن منفی سخت اجازه می دهد تا بار بیشتری را در همان حجم ذخیره کند و در نتیجه چگالی انرژی و استقامت باتری را بهبود بخشد.
کربن نرم:به کربن آمورف اطلاق می شود که می تواند تحت شرایط دمای بالا (معمولاً بیشتر از 2500 درجه) گرافیت شود. مواد کربن نرم دارای تبلور کمتر (یعنی درجه گرافیتی شدن) و ظرفیت ویژه برگشت پذیر بالاتر، عموماً بیشتر از 300 میلی آمپر بر گرم هستند. علاوه بر این، مواد کربن نرم نیز سازگاری خوبی با الکترولیت ها دارند که به بهبود پایداری چرخه باتری ها کمک می کند.
برگه:این یک هادی فلزی در باتری است که الکترودهای مثبت و منفی را از داخل سلول خارج می کند. شکل آن شبیه به "گوش" است، از این رو نام آن است. Ji'er معمولا از یک نوار فلزی و یک نوار لاستیکی تشکیل شده است. نوار فلزی برای هدایت استفاده می شود، در حالی که نوار لاستیکی در آب بندی و اتصال نقش دارد.
کلاسور:همچنین به عنوان یک چسب یا عامل پیوند نیز شناخته می شود، ماده ای است که می تواند دو یا چند ماده را از طریق واکنش های فیزیکی یا شیمیایی محکم به یکدیگر متصل کند. مخلوطی که معمولاً از اجزای متعددی تشکیل شده است که شامل مواد پایه میشود اما محدود به آن نمیشود.
حلال:حلال درجه باتری به ترکیبات آلی با خلوص بالا اشاره دارد که برای تهیه محلول های الکترولیت در باتری ها استفاده می شود. حلال ها به عنوان حامل الکترولیت ها می توانند نمک های الکترولیت را حل کرده و هدایت یونی بین الکترودهای مثبت و منفی باتری را افزایش دهند و در نتیجه عملکرد و عملکرد طبیعی باتری را تضمین کنند.
عامل رسانا:یک ماده رسانا اضافه شده در طول ساخت الکترود برای اطمینان از عملکرد خوب شارژ و تخلیه الکترود. در جمعآوری ریز جریانها بین مواد فعال و بین مواد فعال و کلکتورهای جریان، کاهش مقاومت تماس الکترودها، سرعت بخشیدن به سرعت حرکت الکترونها و به طور موثر بهبود نرخ مهاجرت یونهای لیتیوم در مواد الکترود، و در نتیجه بهبود شارژ و بهبود نقش دارد. راندمان تخلیه الکترودها
افزودنی:افزودنیهای باتری لیتیومی را میتوان بر اساس عملکرد و اثراتشان به انواع مختلفی طبقهبندی کرد که عمدتاً شامل افزودنیهای تشکیل دهنده فیلم، افزودنیهای کاربردی، افزودنیهای ایمنی و غیره میشود.
- افزودنی تشکیل فیلم
تعریف:این عمدتا برای تشکیل یک غشای الکترولیت جامد پایدار و متراکم (SEI) روی سطح الکترودها استفاده می شود تا از تماس مستقیم بین الکترودها و الکترولیت ها جلوگیری کند، در نتیجه از اتصال کوتاه داخلی در باتری ها جلوگیری می کند.
انواع رایج:مانند اتیلن کربنات (EC)، کربنات پروپیلن (PC) و غیره.
- افزودنی های کاربردی
تعریف:عمدتاً برای بهبود عملکرد خاصی از باتری ها مانند افزایش ظرفیت باتری، بهبود کارایی شارژ و تخلیه باتری و افزایش عمر چرخه باتری استفاده می شود.
انواع رایج:شامل سورفکتانت ها، عوامل رئولوژیکی، تقویت کننده های ذرات، عوامل مرطوب کننده و پراکنده کننده و غیره است.
- افزودنی های ایمنی
تعریف:عمدتاً برای بهبود عملکرد ایمنی باتری ها مانند بازدارنده های شعله، عوامل ضد انفجار و غیره استفاده می شود.
انواع رایج:مانند LiAlO2، LiBOB، LiPF6 و غیره.
فویل مسی:فویل مس برای باتری های لیتیومی یک فویل مس فلزی است که توسط الکترولیز تولید می شود و سطح با مواد خام مسی تصفیه می شود. ضخامت معمولاً زیر 18 میکرون است و متداول ترین فویل مسی زیر 12 میکرون است. این هم به عنوان حامل برای مواد فعال الکترود منفی و هم به عنوان یک جمع کننده جریان برای جمع آوری و هدایت الکترود منفی در باتری های لیتیوم یون عمل می کند که تأثیر قابل توجهی بر فرآیند تولید الکترود منفی و عملکرد الکتروشیمیایی باتری های لیتیوم یونی دارد.
فویل آلومینیومی:فویل آلومینیومی باتری لیتیوم یونی به فویل الکترود مثبت باتریهای لیتیوم یونی گفته میشود که یک فویل الکترود مثبت اصلاح نشده با ضخامت حدود 0.01 میلیمتر است که به عنوان فویل آلومینیوم کلکتور جریان نیز شناخته میشود. کلکتور جریان یکی از اجزای اصلی باتریهای لیتیومی است که وظیفه اصلی آن جمعآوری جریان تولید شده توسط ماده فعال باتری به منظور ایجاد جریان خروجی بزرگتر به خارج است و در عین حال نیاز به تماس کافی با ماده فعال دارد. . در باتری های لیتیومی، فویل آلومینیومی به دلیل رسانایی عالی، شکل پذیری و مقاومت در برابر خوردگی، اغلب به عنوان جمع کننده جریان الکترود مثبت استفاده می شود.
عایق واشر پایین:همانطور که از نام آن پیداست، یک واشر است که در پایین یک باتری لیتیومی قرار دارد. عمدتاً برای پر کردن شکاف های داخل باتری ناشی از تفاوت در اندازه و مواد بین اجزاء استفاده می شود و تراکم پذیری و عملکرد ایمنی باتری را بهبود می بخشد. به طور خاص، عملکرد واشرهای پایین باتری لیتیوم عمدتاً شامل آب بندی، جداسازی، تثبیت و جذب ضربه است.
نوار:این یک نوار حساس به فشار است که به طور گسترده ای در فرآیند تولید میانی سلول های باتری لیتیومی مانند سیم پیچی/لمینیت، جوش پوسته و آب بندی استفاده می شود. عملکرد اصلی آن عایق بندی، تعمیر اجزای باتری لیتیومی و محافظت از قسمت های مختلف داخل باتری است.
پین مرکزی:این یک جزء مهم در داخل باتری لیتیومی است که در مرکز باتری قرار دارد و برای اتصال قطب های مثبت و منفی باتری و به عنوان کانالی برای انتقال جریان استفاده می شود. عملکردهای اصلی آن شامل انتقال جریان، پشتیبانی ساختاری و مدیریت حرارتی است.