Uma bateria de íons de lítio é um tipo comum de bateria recarregável amplamente utilizada em dispositivos móveis, veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. É composto por vários materiais de bateria, cada um com funções específicas. Aqui está uma visão geral dos principais materiais de bateria envolvidos:
Materiais do ânodo:
Grafite: O grafite é o material anódico mais comum, capaz de intercalar íons de lítio durante os ciclos de carga e descarga. No entanto, sua densidade de armazenamento de energia é relativamente baixa.
Silício: O silício oferece maior densidade de armazenamento de energia, mas sua tendência a se expandir e contrair durante o ciclo pode levar a danos estruturais na bateria. A pesquisa está em andamento para melhorar a estabilidade dos materiais de silício.
Materiais do cátodo:
Fosfato de ferro e lítio (LiFePO4): LiFePO4 é um material catódico seguro e estável com um ciclo de vida mais longo, embora com densidade de armazenamento de energia relativamente menor.
Óxido de manganês de lítio (LiMn2O4): LiMn2O4 possui boa estabilidade térmica e ciclo de vida, tornando-o adequado para aplicações de alta potência, como ferramentas elétricas.
Óxido de lítio-cobalto (LiCoO2): O LiCoO2 se destaca na densidade de armazenamento de energia, mas devido ao seu alto custo e impacto ambiental, a pesquisa está se concentrando na redução ou substituição do uso de cobalto.
Níquel Cobalto Manganês (NCM) e Níquel Cobalto Alumínio (NCA): Esses materiais mistos atingem um equilíbrio entre densidade de armazenamento de energia, ciclo de vida e segurança, encontrando uso extensivo em veículos elétricos e muito mais.
Eletrólito:
Eletrólito de polímero: Em algumas baterias de polímero de íons de lítio, os eletrólitos de polímero são usados como uma alternativa aos eletrólitos líquidos tradicionais para aumentar a segurança e a flexibilidade.
Eletrólito líquido: Eletrólitos líquidos comuns são soluções orgânicas contendo sais de lítio, facilitando a transferência de íons de lítio entre o ânodo e o cátodo.
Eletrólito de estado sólido: Funciona na forma sólida para facilitar a transferência de cargas entre os eletrodos positivo e negativo. Os eletrólitos de estado sólido devem possuir alta condutividade iônica e baixa condutividade eletrônica. O eletrólito de estado sólido geralmente pode ser categorizado em eletrólitos sólidos inorgânicos, eletrólitos de polímeros sólidos e eletrólitos sólidos compostos inorgânicos-orgânicos.
Separador:
Os separadores evitam curtos-circuitos entre os eletrodos positivo e negativo, permitindo a transferência de íons de lítio dentro do eletrólito.
Colecionadores atuais:
Os coletores de corrente contêm folha de cobre, folha de alumínio, abas, etc., eles guiam o fluxo de eletricidade dos eletrodos para o circuito externo.
Caso:
A caixa da bateria é dividida em prismática, cilíndrica e bolsa de acordo com o tipo de embalagem; De acordo com o material, existem aço, alumínio, filme moldado de alumínio, etc. Sua principal função é embalar os materiais da bateria juntos; inibir a polarização da bateria, reduzir o efeito térmico e melhorar o desempenho da taxa; reduzir significativamente a resistência interna da bateria e reduzir significativamente o aumento da resistência interna dinâmica durante o processo de configuração; melhorar a adesão entre o material ativo e o coletor de corrente e reduzir o custo de fabricação das abas
Aditivos eletrolíticos:
Os aditivos eletrolíticos melhoram o desempenho e a estabilidade da bateria, como melhorar a vida útil do ciclo e suprimir a polarização.
Fita:
A fita também é um material auxiliar indispensável no material da bateria, principalmente para colagem, isolamento, proteção e outras funções. Os tipos são: fita de fixação final, fita HMA, película protetora, película protetora PET, película protetora, filme de liberação de reposição de lítio, fita de gravação de código, fita de expansão, fita de inchaço, película protetora EV, adesivo de envasamento de PU, adesivo estrutural de bateria de energia, adesivo de liberação UV, filme de liberação UV, etc.
Outros materiais auxiliares:
As baterias também incluem materiais auxiliares como aditivos condutores, aglutinantes e materiais de vedação para manter a integridade e a estabilidade da estrutura interna da bateria.
Em relação à distribuição do mercado, diferentes materiais de bateria de íons de lítio detêm participações de mercado variadas em diferentes domínios de aplicação. O mercado de veículos elétricos se destaca como uma área de aplicação significativa com demanda substancial por alta densidade de energia e material de bateria de ciclo de vida prolongado. O mercado de dispositivos móveis busca baterias leves e compactas, impulsionando a demanda por materiais de alta densidade de energia. Além disso, setores como sistemas de armazenamento de energia e aeroespacial estão adotando gradualmente a tecnologia de baterias de íons de lítio.
É importante observar que a tecnologia de baterias de íons de lítio está em constante evolução, com novos materiais e tecnologias potencialmente entrando no mercado para melhorar o desempenho, a segurança e a sustentabilidade da bateria.
