Akumulatory litowo-jonowe są prawie wszędzie.Wykorzystywane są w aplikacjach od telefonów komórkowych i laptopów po pojazdy hybrydowe i elektryczne.Baterie litowo-jonowe są również coraz bardziej popularne w zastosowaniach na dużą skalę, takich jak zasilacze bezprzerwowe (UPS) i stacjonarne akumulatorowe systemy magazynowania energii (BESS).
Bateria to urządzenie składające się z jednego lub więcej ogniw elektrochemicznych z zewnętrznymi połączeniami do zasilania urządzeń elektrycznych.Gdy bateria dostarcza energię elektryczną, jej biegunem dodatnim jest katoda, a biegunem ujemnym anoda.Zacisk oznaczony jako ujemny jest źródłem elektronów, które przepłyną przez zewnętrzny obwód elektryczny do zacisku dodatniego.
Gdy akumulator jest podłączony do zewnętrznego obciążenia elektrycznego, reakcja redoks (redukcja-utlenianie) przekształca wysokoenergetyczne reagenty w produkty o niższej energii, a różnica energii swobodnej jest dostarczana do obwodu zewnętrznego jako energia elektryczna.Historycznie termin „bateria” odnosił się konkretnie do urządzenia składającego się z wielu ogniw;jednak zastosowanie ewoluowało i obejmuje urządzenia składające się z pojedynczej komórki.
Jak działa bateria litowo-jonowa?
Większość akumulatorów litowo-jonowych ma podobną konstrukcję, składającą się z elektrody dodatniej (katody) z tlenku metalu pokrytej aluminiowym kolektorem prądu, elektrody ujemnej (anody) wykonanej z węgla/grafitu pokrytej miedzianym kolektorem prądu, separatora i elektrolitu wykonanego z sól litowa w rozpuszczalniku organicznym.
Podczas rozładowywania akumulatora i dostarczania prądu elektrycznego, elektrolit przenosi dodatnio naładowane jony litu z anody do katody i odwrotnie przez separator.Ruch jonów litu wytwarza swobodne elektrony w anodzie, które wytwarzają ładunek na dodatnim kolektorze prądu.Prąd elektryczny przepływa następnie z kolektora prądu przez zasilane urządzenie (telefon komórkowy, komputer itp.) do kolektora prądu ujemnego.Separator blokuje przepływ elektronów wewnątrz baterii.
Podczas ładowania zewnętrzne źródło energii elektrycznej (obwód ładowania) przykłada przepięcie (napięcie wyższe niż wytwarza akumulator, o tej samej polaryzacji), wymuszając przepływ prądu ładowania w akumulatorze od dodatniej do ujemnej elektrody, tj. w odwrotnym kierunku prądu rozładowania w normalnych warunkach.Jony litu migrują następnie z elektrody dodatniej do ujemnej, gdzie zostają osadzone w porowatym materiale elektrody w procesie zwanym interkalacją.
Czas publikacji: 26 czerwca-2022