Una batería de iones de litio consta de los siguientes componentes: electrodo positivo, electrodo negativo, electrolito, sal electrolítica, adhesivo, separador, cable de electrodo positivo, cable de electrodo negativo, terminal central, material aislante, válvula de seguridad, terminal de coeficiente de temperatura positivo (terminal PTC), colector de corriente de electrodo negativo, colector de corriente de electrodo positivo, agente conductor y caja de batería.

Material del electrodo positivo:

Los materiales de electrodos positivos son óxidos y fosfos de metales de transición que contienen litio, como LiCoO2 y LiFePO4, así como polímeros conductores como poliacetileno, poliestireno, politeciofeno, polipirrol y compuestos activos de politioéter, entre otros. Los materiales de electrodos positivos compuestos intercalados de litio son componentes vitales de las baterías de iones de litio.

Los materiales de electrodos positivos constituyen una parte importante de las baterías de iones de litio, y la relación de masa de los materiales de electrodos positivos y negativos suele oscilar entre 3:1 y 4:1. Por lo tanto, el rendimiento de los materiales de electrodos positivos afecta en gran medida el rendimiento general de la batería, y su costo afecta directamente el costo total de la batería.

Materiales de electrodos negativos:

Los materiales de electrodos negativos suelen ser materiales a base de carbono, nitruros, materiales a base de silicio, materiales a base de estaño, nuevas aleaciones y más. La principal diferencia entre las baterías de iones de litio y las baterías de litio secundarias es que las primeras utilizan compuestos de intercalación de litio como material de electrodo negativo en lugar de litio metálico. Por lo tanto, la investigación y el desarrollo de baterías de iones de litio giran en gran medida en torno al estudio de los compuestos de intercalación de electrodos negativos.

Electrólito:

El electrolito es una solución orgánica, un polímero o un sólido inorgánico que contiene sales de litio. Desempeña un papel crucial en la batería al facilitar el transporte de iones y la conducción de corriente eléctrica entre los electrodos positivo y negativo. Seleccionar el electrolito adecuado es clave para lograr una alta densidad de energía, una alta densidad de potencia, un ciclo de vida prolongado y un buen rendimiento de seguridad en las baterías de iones de litio.

Materiales adhesivos:

Los materiales adhesivos para baterías de iones de litio pueden incluir polímeros fluorados, caucho de etileno-propileno, materiales a base de carbono, geles a base de silicona y polímeros reticulados por radiación. Estos adhesivos sirven principalmente para adherir materiales activos, permitiendo que los materiales activos se adhieran al colector de corriente y facilitando el recubrimiento en forma de lechada durante la producción. También pueden ayudar a mitigar la expansión del electrodo de carbono negativo a medida que intercala el litio durante los procesos de carga y descarga.

Material del separador:

Los materiales separadores para baterías de iones de litio pueden incluir poliolefinas porosas, telas no tejidas de poliamida y más. La función del separador en una batería de iones de litio es separar físicamente los materiales de los electrodos positivos y negativos, al tiempo que permite el transporte de iones de litio. La calidad del separador afecta significativamente el rendimiento y la capacidad de seguridad de la batería.

Terminal de coeficiente de temperatura positivo (PTC)

Un terminal de coeficiente de temperatura positivo (PTC), también conocido como termistor PTC, es un material compuesto hecho de rellenos conductores y polímeros. Los terminales PTC se utilizan para evitar una corriente excesiva en una batería. A temperaturas normales, los terminales PTC tienen baja resistencia. Sin embargo, cuando la temperatura alcanza alrededor de 120 ° C, su resistencia aumenta repentinamente, lo que hace que la corriente caiga rápidamente. Cuando la temperatura disminuye, la resistencia del terminal PTC vuelve a la normalidad, lo que permite operaciones regulares de carga y descarga.

Colector de corriente de electrodo negativo:

Los materiales del colector de corriente de electrodo negativo incluyen láminas de cobre, mallas de cobre, mallas de acero inoxidable y otras mallas metálicas. Por lo general, la lámina de cobre (10 μm-20 μm de espesor) se utiliza como material colector de corriente de electrodo negativo en baterías de iones de litio. Hay tres especificaciones técnicas clave para la lámina de cobre utilizada en el colector de corriente de electrodo negativo: (1) Espesor (8 μm-12 μm); (2) Resistencia a la tracción (>30 kg / mm²); (3) Elongación (>5%).

Colector de corriente de electrodo positivo

Los materiales del colector de corriente de electrodo positivo incluyen papel de aluminio y, por lo general, el papel de aluminio (20 μm de grosor) se utiliza como material de colector de corriente de electrodo positivo.

Agente conductor:

Debido a la baja conductividad eléctrica de los materiales activos, los agentes conductores, como el grafito, el negro de humo, el negro de acetileno y el carbono coloidal, se agregan comúnmente para acelerar la transferencia de electrones y mejorar la tasa de migración de iones de litio dentro del material del electrodo.

Estuche de la batería:

La carcasa de la batería suele estar hecha de materiales como acero o aluminio.