배터리 내부 구조: 대용량

청정 에너지가 널리 보급되는 새로운 시대를 기대합니다. 시대의 상징적인 장면에서 Tesla의 전기 자동차와 같은 새로운 자동차가 가솔린이 아닌 완전히 충전된 리튬 배터리로 구동되는 거리를 달리는 것을 볼 수 있습니다. 길을 따라 주유소는 충전소로 대체됩니다. 최신 뉴스는 상하이 시가 현재 Tesla의 전기 자동차에 대한 무면허 정책을 발표하고 중국에서 더 빠른 과급기 제조를 지원하고 있다는 것입니다.

하지만 전기차 배터리가 휴대폰 배터리와 별반 다르지 않다는 점에서 밝은 미래가 불투명할 수 있다. 휴대폰 사용자는 종종 배터리 수명에 대해 걱정합니다. 많은 사람들의 휴대전화는 오전에는 꽉 차고 오후가 되면 하루에 한 번 충전해야 하는 상황이 됩니다. 노트북에도 동일한 문제가 있으며 몇 시간 만에 소진될 수 있습니다. 전기 자동차는 충돌할 만큼 멀리 이동하지 않고 자주 충전해야 하기 때문에 전기 자동차의 유용성에 의문이 제기되었습니다. Tesla의 모델은 현재 시장에서 유일한 전기 자동차이며, 이는 위업입니다. 480회 충전 주행거리는 XNUMXkm로 가장 눈길을 끈다.

배터리가 지속되지 않는 이유는 무엇입니까? 물질이 주어진 공간에 저장할 수 있는 에너지의 양을 에너지 밀도라고 합니다. 배터리의 에너지 밀도가 낮습니다. 킬로그램당 생산되는 에너지 측면에서 우리는 하루에 최대 50메가줄의 휘발유를 사용할 수 있지만 리튬 배터리는 평균 1메가줄 미만입니다. 다른 유형의 배터리도 매우 낮은 수준으로 로밍합니다. 분명히 배터리를 무한대로 만들 수는 없습니다. 배터리의 용량을 늘리기 위해서는 배터리의 에너지 밀도를 높이는 데만 집중할 수 있지만 많은 어려움이 있습니다. 이 기술의 어려움은 무엇입니까? 기자는 저장대학교 화학과 부교수인 류런을 인터뷰해 일반적으로 사용되는 리튬전지(줄여서 리튬전지) 내부 구조의 미스터리를 분석했다.

전해질은 매우 중요하다

전자의 이동으로 인해 배터리는 에너지를 제공할 수 있습니다. 배터리가 회로에 연결되면 스위치가 꺼지고 전류가 켜집니다. 이 시점에서 전자는 음극 단자에서 빠져 나와 회로를 통해 양극 단자로 흐릅니다. 이 과정에서 전자 장치는 Tesla 전기 자동차를 운전하는 것처럼 휴대 전화를 계속 작동시킵니다.

리튬 배터리의 전자는 리튬에서 공급됩니다. 배터리에 리튬을 채우면 에너지 밀도가 증가하지 않습니까? 안타깝게도 리튬 전지가 재충전되기 위해서는 비에너지 밀도 측면에서 내부 구조를 평가해야 합니다. Liu는 리튬 배터리의 내부 구조가 전해질, 음수 데이터, 양수 데이터 및 간격을 포함하며 각각 고유한 프로세스가 있으며 고유한 역할을 하며 필수 불가결하다고 지적했습니다. 이 구조는 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 제한합니다.

첫 번째는 배터리의 필수 도관인 전해질입니다. 배터리가 방전되면 리튬 원자가 전자를 잃고 리튬 이온이 되고, 재충전할 때는 배터리의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동했다가 다시 돌아가야 합니다. 류가 말했다. 전해질은 배터리의 북극과 남극에서 리튬 이온을 유지하여 지속적인 배터리 사이클링의 핵심입니다. 전해질은 강과 같고 리튬 이온은 물고기와 같습니다. 강이 건조하고 물고기가 반대편으로 갈 수 없으면 리튬 배터리가 제대로 작동하지 않습니다.

전해질의 장점은 전자가 아닌 리튬 이온만 운반하므로 회로가 연결된 경우에만 배터리가 방전된다는 점입니다. 동시에 리튬 이온은 전해질에 따라 질서 정연하게 이동하므로 전자는 항상 한 방향으로 이동하여 전류를 생성합니다.

안정적인 양극 및 음극

전해질은 전력을 공급하지 않지만 무겁고 리튬 이온 배터리에 필수적입니다. 그렇다면 흑연을 기반으로 한 부정적인 데이터가 더 많지 않은 이유는 무엇입니까? 연필심의 재료인 흑연은 전자를 공급하는 역할을 하지 않습니다. ‘이것은 충전 시간이 올바른지 확인하기 위한 것입니다’라고 Liu는 말했습니다.