joninis ličio akumuliatorius

joninis ličio akumuliatorius tapo nepakeičiama įvairių prietaisų ir transporto priemonių - nuo nešiojamųjų kompiuterių ir mobiliųjų telefonų iki hibridinių ir elektrinių automobilių - sudedamąja dalimi. Jų privalumai - didelis energijos tankis, galimybė įkrauti ir nedidelis svoris (iki 70% lengvesni už švino rūgštinius akumuliatorius); didesnis saugumas nesukuriant toksiškų šalutinių produktų, kaip švino rūgštiniai akumuliatoriai; be to, jie nesukuria toksiškų šalutinių produktų, kaip švino rūgštiniai akumuliatoriai; todėl jų gamintojai nenuilstamai dirba kurdami geresnes katodo ir anodo medžiagas, kietus elektrolitus, užtikrinančius didelės talpos akumuliatorių saugų naudojimą akumuliatoriuose - vien tam, kad išlaikytų šiuos privalumus!

Naujausios inovacijos apima joninę ličio bateriją, kurioje kaip elektrolitas naudojamas poli(joninis skystis), o ne lakūs organiniai tirpikliai, tokie kaip dabartinėse LIB elektrolito medžiagose naudojamas kobaltas. Ši revoliucinė naujovė žada didesnį energijos tankį mažesnėmis sąnaudomis ir mažesnę priklausomybę nuo brangių ir varginančių metalų, tokių kaip kobaltas, esančių dabartinėse LIB.

jonines ličio baterijas sudaro anodas, katodas, separatorius ir elektrolitas; anodas kaupia ličio jonus, o katodas - elektronus; separatorius blokuoja elektronų srautą baterijoje. Galiausiai elektrolitas perneša teigiamai įkrautus ličio jonus tarp anodo ir katodo iškraunant ir atgal į anodą įkraunant per interkalacijos ir deinterkalacijos procesus, kurie vyksta tuo pačiu metu - šis procesas techniškai vadinamas interkalacija ir deinterkalacija.

Anodas, paprastai sudarytas iš grafito medžiagos, derinamas su katodu, pagamintu iš nedegių metalų sulfidų arba nitridų, kad būtų galima saugoti ličio jonus interkalacijos būdu, kai jie fiziškai įterpiami tarp 2D anglies sluoksnių, sudarančių biriąją grafito dalį. Elemento iškrova apima anodą, kuriame vyksta oksidacijos pusinė reakcija, kurios metu išsiskiria teigiami ličio jonai, tuo pat metu per išorinę grandinę sukurdami neigiamai įkrautus elektronus; iškrovos metu anode vyksta oksidacijos pusinė reakcija, kurios metu susidaro teigiami ličio jonai, o neigiamai įkrauti elektronai per išorinę grandinę patenka į katodą, kuriame vyksta redukcijos pusinė reakcija ir per išorinę grandinę teka elektros srovė.

Yra daug rūšių, pavyzdžiui, 72 V ličio jonų akumuliatorius, 12 V 20ah ličio akumuliatorius, 20ah ličio akumuliatorius. Oksidacijos-redukcijos reakcijos turi vykti esant optimaliai temperatūrai ir sąlygoms; priešingu atveju dėl didelių struktūrinių pokyčių gali labai sumažėti akumuliatoriaus talpa ir sumažėti jo cikliškumas (rodiklis, rodantis, kiek įkrovimų ir iškrovimų gali atlaikyti akumuliatorius, kol jo talpa pradės mažėti), todėl gali padidėti vidinis akumuliatoriaus slėgis, keliantis grėsmę mobiliųjų prietaisų, pavyzdžiui, planšetinių kompiuterių ir išmaniųjų telefonų, saugumui.