Komponen Bateri Litium

Bateri litium terutamanya terdiri daripada empat komponen teras: bahan elektrod positif, bahan elektrod negatif, elektrolit dan pemisah. Bahan elektrod positif adalah penentu utama prestasi bateri litium. Bahan elektrod positif biasa termasuk litium kobalt oksida (LiCoO₂), litium mangan oksida (LiMn₂O₄), litium besi fosfat (LiFePO₄), dan bahan terner (seperti NCM dan NCA). Litium besi fosfat digunakan secara meluas dalam penyimpanan tenaga dan aplikasi kuasa kerana keselamatannya yang tinggi, hayat kitaran yang panjang dan kos yang rendah. Bahan ternary, bagaimanapun, mendominasi elektronik pengguna dan kenderaan elektrik kerana ketumpatan tenaga yang tinggi. Bahan elektrod negatif biasanya grafit, termasuk grafit semula jadi dan sintetik. Anod grafit menawarkan kos rendah dan kestabilan kitaran yang sangat baik, tetapi kapasiti teorinya adalah terhad (kira-kira 372 mAh/g). Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, bahan anod berasaskan silikon-telah menjadi tempat liputan penyelidikan kerana kapasiti teorinya yang tinggi (kira-kira 4200 mAh/g), tetapi mereka menghadapi cabaran dalam menangani pengembangan volum. Elektrolit ialah medium di mana ion litium berhijrah antara elektrod positif dan negatif. Ia biasanya terdiri daripada pelarut organik (seperti etilena karbonat atau dimetil karbonat), garam litium (seperti litium heksafluorofosfat (LiPF₆), dan bahan tambahan. Prestasi elektrolit secara langsung memberi kesan kepada kecekapan pengecasan dan nyahcas bateri, hayat kitaran dan keselamatan. Contohnya,-elektrolit bateri voltan tinggi boleh meningkatkan ketumpatan, tetapi kestabilan mesti dipertimbangkan. Fungsi utama pemisah adalah untuk memisahkan elektrod positif dan negatif, menghalang litar pintas sambil membenarkan ion litium melaluinya. Pada masa ini, pemisah arus perdana ialah membran polietilena mikroporous (PE) atau polipropilena (PP), selalunya disalut dengan lapisan seramik atau polimer untuk meningkatkan kestabilan haba dan kekuatan mekanikal. Pemisah itu keliangan, ketebalan, dan pengecutan haba adalah parameter utama. Tambahan pula, proses pembuatan bateri litium meletakkan permintaan yang sangat tinggi pada nisbah dan ketulenan komponen. Sebagai contoh, nisbah doping ion logam dalam bahan elektrod positif mesti dikawal dengan tepat, dan kandungan air dalam elektrolit mestilah di bawah 20 ppm; jika tidak, tindak balas sampingan akan berlaku, mengurangkan prestasi bateri.