리?? 배터리 설계에서 왜 긍정적인 전극보다 부정적인 전극판이 하나 더 있을까요?
April 22, 2025
리?? 배터리 제조 과정에서결정적인 설계 세부 사항은 부정적인 전극 장 (애노드) 의 수가 긍정적 전극 장 (카토드) 보다 항상 하나 더 많다는 것입니다.이 단순해 보이는 숫자 차이는 실제로 심오한 전기 화학 원리와 공학적 고려사항을 담고 있습니다.
핵심 이유: 전기 화학 반응 의 완전성
리?? 배터리 작동의 본질은 양전자와 음전자 사이에 리?? 이온을 셔틀하는 것입니다.
충전 도중: 리?? 이온은 양전자에서 추출되어 전해질을 통과하고 음전자 안에 얽혀 있습니다.
배열 중에: 리?? 이온은 음전도에서 추출되어 양전도로 돌아갑니다.
활성 물질의 100% 사용률을 달성하려면 다음을 보장해야합니다.
1각각의 양전자의 양면은 음전자의 물질에 대응합니다.
2긍정적 전극의 가장자리 영역은 부정적인 전극에 의해 완전히 덮여 있습니다.
만약 전극판의 수가 같다면 가장 바깥쪽에 있는 양성 전극판의 한쪽은 전해질에 직접 노출되어, 그 결과:
그 쪽의 활성 물질은 반응에 참여할 수 없습니다.
비정상적인 지역 전류 밀도
전해질 분해와 같은 부작용이 발생할 수 있습니다.
공학 의 세 가지 주요 고려 사항
1현재 유통 최적화
하나 이상의 부정 전극판을 갖는 설계로 각 긍정 전극판은 "샌드위치 상태"로 만들어집니다.
양극판: 양쪽 모두 음극판으로 둘러싸여 있다.
부정 전극 장: 오직 한쪽만 긍정적인 전극 (외쪽의 부정 전극) 을 가지고 있다.
이 레이아웃은 다음을 보장합니다.
대칭 전류 경로
일률적인 전자 전도성
양극화 현상을 최소화합니다.
2안전 보호 메커니즘
추가 음극판의 핵심 역할은 다음과 같습니다.
양전자의 활성 물질을 완전히 캡슐화합니다.
가장자리 효과로 인한 리?? 덩드라이트의 성장을 방지합니다.
확장을 위한 버퍼 공간을 제공 (실리콘 기반의 음전극은 최대 300%까지 확장 할 수 있습니다.)
실험 자료에 따르면 N+1 전극판 디자인을 가진 배터리의 주기가 15-20% 증가 할 수 있습니다.
3제조 공정 적응
윙 배터리에서는 음전극이 자연적으로 외부 층으로 "또 한 가지"구조를 형성합니다. 예를 들어:
18650 실린더 배터리: 양전자의 4층 → 음전자의 5층
겹쳐진 배터리: 정밀한 계산을 통해 N+1 짝을 이루십시오.
스파킹 프로세스: "책 페이지" 방식으로 스파킹함으로써 순서가 긍정적 전극 ∼ 부정적인 전극 ∼ 긍정적 전극 ∼ 부정적인 전극...항상 음극으로 끝나는.
특별사례 분석
1고체전지 차이
일부 고체 전해질 배터리는 다음과 같은 이유로 같은 수의 전극 장을 사용할 수 있습니다.
고체 상태의 전해질은 높은 기계적 강도를 가지고 있으며, 이는 덩어리 세포를 억제할 수 있습니다.
이온 전도 경로는 액체 배터리와 다릅니다.
그러나 산업화된 제품은 여전히 대부분 N+1 디자인을 유지합니다.
2실험실 테스트 배터리
연구용 대칭 배터리 (리리 배터리 등) 는 이 규칙을 위반하지만:
그들은 실제로 적용할 수 없습니다.
그들은 단지 기초 연구를 위해 사용됩니다.
요약:
리?? 배터리에서 "또 한 개의 음전도 잎"을 갖는 설계는 다음과 같습니다.
✓ 전기 화학 반응의 필요성
✓ 엔지니어링 최적화의 현상
✓ 안전에 대한 중요한 보호 장치