asecos: Whitepaper - VEILIG OPSLAAN EN LADEN VAN: LITHIUM-ACCU'S

LEIMUIDEN | 0172 506 476 | ASECOS.NL 11 ELECTROLYT Het electrolyt is een mengsel van lithiumzouten, organische oplosmiddelen en additieven. Lithiumboraattetrafluoride en lithiumfosfaathexafluoride zijn de meest gangbare zouten. Als oplosmiddelen worden propyleencarbonaat, ethyleencarbonaat, dimethylcarbonaat en diethylcarbonaat toegepast, dit zijn licht ontvlambare stoffen met een laag vlampunt van 16 tot 23 °C. Dit wil zeggen dat deze oplosmiddelen al bij kamertemperatuur gaan branden, als er een vonkje (hitte door kortsluiting) bij komt. Hierdoor ontstaat een drukopbouw in de lithium-ion batterijen door damp en gas, waardoor de batterij kan exploderen. Bij goedgekeurde lithium-ion batterijen voorkomt een ingebouwd overdrukventiel een mogelijke explosie. Het electrolyt dient als transportmedium voor de lithiumionen. Tijdens het laadproces verlaten lithiumionen de kathode en verplaatsen zich via het electrolyt naar de anode. Daarbij passeren ze de separator. Tijdens het ontladen keren de ionen terug naar de kathode. Het ionentransport maakt de elektrische stroommogelijk. Het gebruik van niet-waterige oplosmiddelen maakt het mogelijk om het voltage van een batterijcel omhoog te brengen naar 4,2 Volt, dichtbij de theoretische limiet van 6 Volt. Nikkel-metaalhydride accu's maken gebruik van waterige electrolyten. Daardoor kan het voltage niet boven de 1,5 Volt stijgen, omdat dan elektrolyse van water plaatsvindt. In de praktijk ligt het voltage van lithium-ion cellen op ongeveer 3,75 Volt. SEPARATOR Separatoren vormen een barrière tussen de anode (negatief) en de kathode (positief), terwijl de uitwisseling van lithium-ionen van de ene naar de andere kant mogelijk is. De bouwstenen van een lithiumcel zijn de kathode en anode en deze twee elektroden worden geïsoleerd door een separator. De separator is een membraam, bevochtigd met elektrolyt en vormt een katalysator die de beweging van ionen van kathode naar anode bij lading en in omgekeerde toestand bij ontlading activeert. Ionen zijn atomen die elektronen hebben verloren of gewonnen en elektrisch geladen zijn geworden. Hoewel ionen vrij tussen de elektroden passeren, is deseparator een isolator zonder elektrische geleiding. De kleine hoeveelheid stroom die door de separator kan gaan, is zelfontlading en deze is in verschillende mate aanwezig in alle batterijen. Zelfontlading verlaagt uiteindelijk de lading van een batterij tijdens langdurige opslag. In de handel verkrijgbare lithium-ion cellen gebruiken polyolefine als separator. Dit materiaal heeft uitstekende mechanische eigenschappen, goede chemische stabiliteit en is goedkoop. Een polyolefine is een klasse van polymeren die wordt geproduceerd uit olefine door polymerisatie van olefine-etheen. Ethyleen komt uit een petrochemische bron; polyolefine is gemaakt van polyethyleen, polypropyleen of laminaten van beide materialen. De lithium-ion separator moet doorlatend zijn en de poriegrootte varieert van 30 tot 100 nm (éénmiljoenste van eenmillimeter of ongeveer 10 atomen dik). De aanbevolen porositeit is 30-50 procent. Deze houdt voldoende vloeibare elektrolyt vast en maakt het mogelijk dat de poriën sluiten als de cel oververhit raakt. De tendens is dat de separatoren steeds dunner worden. Ultradunne separatoren zorgen echter wel voor veiligheidsproblemen.

RkJQdWJsaXNoZXIy NzIzNDY=