산업 뉴스

리튬 이온 배터리의 작동 메커니즘

2022-04-07
리튬 이온 배터리탄소 소재를 음극으로, 리튬 함유 화합물을 양극으로 사용한다. 금속 리튬은 없고 리튬 이온만 있습니다. 이것은 리튬 이온 배터리입니다. 리튬이온전지는 리튬이온 층간 화합물을 양극재로 사용한 전지의 총칭이다. 리튬 이온 배터리의 충전 및 방전 과정은 리튬 이온의 인터칼레이션 및 디인터칼레이션 과정입니다. 리튬 이온의 삽입 및 탈리 과정에서 리튬 이온에 해당하는 전자의 삽입 및 탈리를 동반한다(보통 양극은 삽입 또는 탈리로 표현되고, 음극은 삽입 또는 탈리로 표현된다). 충방전 과정에서 리튬이온이 양극과 음극 사이를 오가며 삽입/탈리되며 이를 생생하게 '흔들 의자 전지'라고 부른다.

배터리를 충전하면 배터리의 양극에서 리튬이온이 생성되고, 생성된 리튬이온은 전해액을 통해 음극으로 이동한다. 음극인 탄소는 층상 구조를 가지고 있으며 많은 미세 구멍을 가지고 있습니다. 음극에 도달한 리튬 이온은 탄소층의 미세 기공에 박혀 있습니다. 리튬 이온이 더 많이 내장될수록 충전 용량이 높아집니다. 마찬가지로 배터리가 방전되면(즉, 우리가 배터리를 사용하는 과정) 음극의 탄소층에 박혀 있던 리튬이온이 빠져나와 다시 양극으로 이동한다. 양극으로 되돌아오는 리튬 이온이 많을수록 방전 용량이 높아집니다.

일반적으로 리튬 배터리의 충전 전류는 0.2C에서 1C 사이로 설정됩니다. 전류가 높을수록 충전 속도가 빨라지고 배터리 열이 커집니다. 또한 충전하기에 전류가 너무 크면 배터리 내부의 전기화학 반응에 시간이 걸리기 때문에 용량이 꽉 차지 않습니다. 맥주를 따르는 것과 같이 너무 빨리 부으면 거품이 생기고 불만족스럽습니다.