ioninen litiumparisto

Ionisesta litiumakusta on tullut välttämätön komponentti monenlaisissa laitteissa ja ajoneuvoissa kannettavista tietokoneista ja matkapuhelimista hybridi- ja sähköautoihin. Niiden etuja ovat suuri energiatiheys, ladattavuus ja keveys (jopa 70% lyijyhappoakkuja kevyemmät), lisääntynyt turvallisuus ilman, että ne tuottavat myrkyllisiä sivutuotteita kuten lyijyhappoakut; lisäksi ne eivät tuota myrkyllisiä sivutuotteita kuten lyijyhappoakut; sen vuoksi niiden valmistajat työskentelevät väsymättä parempien katodi-/anodimateriaalien ja kiinteiden elektrolyyttien kehittämiseksi, jotka takaavat korkean kapasiteetin akkujen turvallisen käytön akkujen sisällä - vain näiden etujen säilyttämiseksi!

Viimeaikaisiin innovaatioihin kuuluu ioninen litiumakku, jossa elektrolyyttinä käytetään poly(ionista nestettä) sen sijaan, että käytettäisiin haihtuvia orgaanisia liuottimia, kuten kobolttia nykyisissä LIB-akuissa elektrolyyttimateriaalina. Tämä vallankumouksellinen kehitys lupaa suurempia energiatiheyksiä alhaisemmilla kustannuksilla ja vähentää riippuvuutta kalliista ja hankalista metalleista, kuten koboltista, jota nykyisissä LIB-akuissa käytetään.

Ioniset litiumakut koostuvat anodista, katodista, erottimesta ja elektrolyytistä; anodi varastoi litiumioneja, katodi toimii elektronien varastointitilana ja erottimella estetään elektronien virtaus akussa. Lopuksi elektrolyytti kuljettaa positiivisesti varautuneita litiumioneja anodin ja katodin välillä purkautumisen aikana ja takaisin anodille latautumisen aikana samanaikaisesti tapahtuvien interkalaatio- ja deinterkalaatioprosessien avulla - tätä prosessia kutsutaan teknisesti interkalaatioksi/deinterkalaatioksi.

Tyypillisesti grafiittimateriaalista koostuva anodi yhdistetään syttymättömistä metallisulfideista tai -nitrideistä valmistettuun katodiin, jotta litiumionit voidaan varastoida interkalaation avulla, jolloin ne ovat fyysisesti sulautuneina irtografiitin muodostavien 2D-hiilikerrosten väliin varastointitarkoituksiin. Kennon purkautumiseen liittyy anodi, joka käy läpi hapettumisen puolireaktion, joka vapauttaa positiivisia litiumioneja ja luo samanaikaisesti negatiivisesti varattuja elektroneja ulkoisen virtapiirin kautta; purkautumisen aikana anodi käy läpi hapettumisen puolireaktion, joka tuottaa positiivisia litiumioneja, kun taas negatiivisesti varatut elektronit kulkeutuvat ulkoisen virtapiirin kautta katodille, jossa tapahtuu pelkistymisen puolireaktio ja sähkövirta kulkee ulkoisen virtapiirin kautta.

Niitä on monenlaisia, kuten 72v litiumioniakku, 12 voltin 20ah litiumakku, 20ah litiumakku. Hapettumis-pelkistymisreaktioiden on tapahduttava optimaalisessa lämpötilassa ja optimaalisissa olosuhteissa; muutoin merkittävät rakennemuutokset voivat vähentää akun kapasiteettia merkittävästi ja alentaa sen syklisyyttä (mittari, jolla mitataan, kuinka monta latausta ja purkausta akku voi käsitellä ennen kuin sen kapasiteetti alkaa pienentyä), mikä saattaa lisätä kennon sisäistä painetta ja aiheuttaa turvallisuusuhkia mobiililaitteille, kuten tableteille ja älypuhelimille.