리튬이온 배터리 구성

리튬이온 배터리의 구성 및 재활용

그만큼리튬 이온 배터리전해질, 분리막, 음극, 양극 및 케이스로 구성됩니다.

전해질리튬 이온 배터리에는 젤이나 폴리머, 또는 젤과 폴리머의 혼합물이 있을 수 있습니다.

리튬 이온 배터리의 전해질은 배터리 내 이온 이동을 위한 매개체 역할을 합니다.일반적으로 리튬염과 유기용매로 구성됩니다.전해질은 리튬 이온 배터리의 양극과 음극 사이의 이온 전달에 핵심적인 역할을 하여 배터리가 고전압 및 고에너지 밀도를 달성할 수 있도록 보장합니다.전해질은 일반적으로 고순도 유기 용매, 리튬 전해질 염 및 필요한 첨가제가 특정 조건에서 특정 비율로 조심스럽게 결합되어 구성됩니다.

음극재리튬 이온 배터리의 종류:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• 엔씨엠
• NCA

 양극재는 배터리 전체 원가의 30% 이상을 차지한다.

양극리튬 이온 배터리 중

그러면 리튬 이온 배터리의 양극은 전체 배터리 비용의 약 5~10%로 구성됩니다.탄소계 음극재는 리튬이온 배터리에 흔히 사용되는 음극재이다.전통적인 금속 리튬 양극과 비교하여 안전성과 안정성이 더 높습니다.탄소 기반 음극 소재는 주로 천연 및 인조 흑연, 탄소 섬유 및 기타 소재로 구성됩니다.그 중 흑연이 주재료로 비표면적과 전기전도도가 높고, 탄소재료 역시 화학적 안정성과 재활용성이 좋다.그러나 탄소 기반 음극 재료의 용량은 상대적으로 낮기 때문에 더 높은 용량에 대한 일부 응용 분야의 요구 사항을 충족할 수 없습니다.따라서 현재 탄소 기반 음극 소재의 용량 및 수명을 더욱 향상시키기 위해 새로운 탄소 소재 및 복합 소재에 대한 연구가 진행되고 있습니다.

여전히 실리콘-탄소 음극 소재가 남아 있습니다.실리콘(Si) 소재: 기존 탄소 음극에 비해 실리콘 음극은 비용량과 에너지 밀도가 더 높습니다.그러나 실리콘 소재는 팽창률이 크기 때문에 전극의 부피 팽창을 일으키기 쉽고, 이로 인해 전지의 수명이 단축된다.

구분 기호리튬이온 배터리의 핵심은 배터리 성능과 안전성을 확보하는 중요한 부분입니다.분리막의 주요 기능은 양극과 음극을 분리하는 동시에 이온 이동을 위한 채널을 형성하고 필요한 전해질을 유지하는 역할도 합니다.리튬이온 배터리 분리막의 성능 및 관련 매개 변수는 다음과 같이 소개됩니다.

1. 화학적 안정성: 다이어프램은 유기용제 조건에서 우수한 화학적 안정성, 우수한 내식성 및 내노화성을 가져야 하며, 고온 다습 등 가혹한 조건에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.

2. 기계적 강도 : 세퍼레이터는 충분한 기계적 강도와 탄성을 가지고 있어야 조립이나 사용 시 파손을 방지할 수 있도록 충분한 인장강도와 내마모성을 확보할 수 있어야 한다.

3. 이온 전도도: 유기 전해질 시스템에서는 이온 전도도가 수성 전해질 시스템보다 낮으므로 분리막은 낮은 저항과 높은 이온 전도도의 특성을 가져야 합니다.동시에 저항을 줄이기 위해서는 분리막의 두께를 최대한 얇게 하여 전극 면적을 최대한 크게 만들어야 한다.

4. 열적 안정성: 배터리 작동 중 과충전, 과방전, 단락 등의 이상이나 고장이 발생하는 경우 분리막은 열적 안정성이 좋아야 합니다.특정 온도에서는 다이어프램이 부드러워지거나 녹아 배터리 내부 회로를 막아 배터리 안전사고를 예방해야 한다.

5. 충분한 습윤성 및 제어 가능한 기공 구조: 분리막의 기공 구조 및 표면 코팅은 분리막을 보장하기 위해 충분한 습윤 제어성을 가져야 하며 이를 통해 배터리의 전력 및 사이클 수명을 향상시킵니다.일반적으로 폴리에틸렌 플레이크(PP) 및 폴리에틸렌 플레이크(PE) 미세 다공성 다이어프램은 현재 일반적인 다이어프램 재료이며 가격이 상대적으로 저렴합니다.그러나 폴리에스테르와 같은 다른 리튬 이온 배터리 분리막 재료는 성능이 좋지만 가격이 상대적으로 높습니다.