电源适配器背后的秘密揭开锂离子电池内部的神秘面纱
导语:
正极资料:电极电势较高、结构安稳的具有嵌锂才能的层状或尖晶石结构的过渡金属氧化物或聚阴离子型化合物,如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元资料等。从锂离子电池结构来说,重要分为以下五个部分组成:
正极资料:电极电势较高、结构安稳的具有嵌锂才能的层状或尖晶石结构的过渡金属氧化物或聚阴离子型化合物,如钴酸锂、锰酸 锂、磷酸铁 锂、三元资料等。
负极资料:电位挨近锂电位、结构安稳的并可许多储 锂 的层状石墨、金属单质及金属氧化物,如石墨、中 心相碳微球、小量钛酸镁(Li4Ti5O12)等。
电解液:溶有六氟磷酸盐(LiPF6)、四氯碳基烯丙酮(EC)和二甲基甲醇酯(DMC)的有机溶剂,供给Li+离子的移动路径;此外,还可以使用其他类似于EC/DMC/EMC(乙醇)或者GEL(凝胶状态)形式。
隔膜与隔阀: 用来隔绝正负两端,以避免直接接触,同时允许Li+通过,从而实现双向传递功能。通常由聚乙烯(Polyethylene, PE)、聚丙烯(Polypropylene, PP) 或其复合膜制成。
外壳与保护板: 保护板是为了防止短路和超充造成的问题,它可以监控温度和压力,并在必要时关闭充放电循环以保护电子设备。在现代设计中,外壳材料包括铝塑膜和塑料,这些材料既轻便又耐用。
在我们的日常生活中,手机和笔记本电脑中的小巧能源其实就是这些精心设计的小包装——我们称之为“镍MH”或者更常见的一种叫做“硅脂”蓄能器,但它们实际上是基于一种叫做“热化学”的原理工作。而真正被广泛应用于消费电子产品中的那些令人印象深刻的小型能源——我们称之为“Lion Cells”,它们则采用了一种不同的技术。这项技术涉及到一个非常特别的地形,其中一侧是一个带有特殊化学品覆盖面的活性表面,而另一侧则是一个纯净且不起反应的地形。当你插入你的充当设备并开始让它充满能量时,你正在利用这个奇妙地形,将一种名为“Lithium Ions”的元素从一个地方搬运到另一个地方,使得它们能够形成新的化学结合。这就像是一场宇宙级别的大逃亡游戏,每一次移动都需要精确控制,以确保所有参与者都安全无害地达到目的地。此外,这些小小但强大的能量单位还包含了多个安全特性,比如超额保护措施,这样即使发生意外,也不会对你的设备造成损害。
现在,让我们走进这门未知世界,看看这些魔术般的小盒子如何工作,以及他们是如何让我们的智能手机持续运行数小时乃至数天。
首先,我们必须理解这两个关键部分—正极和负极—以及它们之间如何交流信息。正極負載體為含鋁矽層狀結構與三維金屬-非金屬混合結構,並且具備良好的電導性能;負極負載體則主要由碳質與複合材質組成,這些材料擁有一定的儲儲能力並且對於電子傳輸相當友好。在這個過程中,一種名為「離子」的粒子會從一個位置移動到另一個位置,而這個運動不是通過空間,而是在兩種不同狀態之間進行轉換,這是一個稱為「離子的傳遞」的過程。當我們將這兩種負載體連接起來時,就創造了一條通道,用於讓這些離子的旅途開始。在某些情況下,如果電池被破坏了,那麼這個通道可能會關閉,這樣就無法再發生任何活動了。但幸運的是,有一些技術可以幫助我們確保通道始終保持開啟,即使遇到意外事件也能夠快速恢復正常運行。例如,在電池內部有一層薄膜,這層薄膜幾乎不透水,但它允許某些粒子的通過,因為它們大小足夠細小,可以穿越孔隙。但如果我們將兩端直接接觸,那麼整個系統就會崩潰,因為那時候大多數粒子的大小太大,它們不能穿過孔隙,所以我們需要一層保護來阻止他們互相碰撞並產生短路。如果一切順利,我們就可以繼續享受我們的心智機器人帶來的一切好處直至它耗盡最後一點力量後停止運行。