joniskt litiumbatteri

joniska litiumbatterier har blivit en oumbärlig komponent i en mängd olika apparater och fordon, allt från bärbara datorer och mobiltelefoner till hybrid- och elbilar. Deras fördelar sträcker sig från deras höga energitäthet, uppladdningsbarhet och lätta vikt (upp till 70% lättare än blybatterier); ökad säkerhet utan att producera giftiga biprodukter som blybatterier gör; dessutom producerar de inte giftiga biprodukter som blybatterier gör; därför arbetar deras tillverkare outtröttligt för att utveckla bättre katod / anodmaterial, fasta elektrolyter som säkerställer batterier med hög kapacitet för säker användning i batterier - bara för att behålla dessa fördelar!

Bland de senaste innovationerna finns ett joniskt litiumbatteri som använder poly(jonisk vätska) som elektrolyt istället för att använda flyktiga organiska lösningsmedel som kobolt i dagens LIB som elektrolytmaterial. Denna revolutionerande utveckling utlovar högre energitäthet till lägre kostnad med minskat beroende av dyra och besvärliga metaller som kobolt i dagens LIB-batterier.

Joniska litiumbatterier består av en anod, katod, separator och elektrolyt; där anoden lagrar litiumjoner medan katoden fungerar som ett elektronlagringsutrymme; medan en separator blockerar elektronflödet inom batteriet. Slutligen transporterar en elektrolyt positivt laddade litiumjoner mellan anod och katod under urladdning och tillbaka till anoden under laddning genom interkalering/deinterkaleringsprocesser som äger rum samtidigt - denna process kallas interkalering/deinterkalering i tekniska termer.

En anod som vanligtvis består av grafitmaterial kombineras med en katod av icke brännbara metallsulfider eller nitrider för att lagra litiumjoner genom interkalering, där de fysiskt bäddas in mellan 2D-lager av kol som utgör bulkgrafit, för lagringsändamål. Cellurladdning innefattar en anod som genomgår en oxidationshalvreaktion som frigör positiva litiumjoner samtidigt som negativt laddade elektroner skapas genom externa kretsar; under urladdningen genomgår anoden en oxidationshalvreaktion som producerar positiva litiumjoner medan negativt laddade elektroner transporteras genom den externa kretsen till katoden där reduktionshalvreaktionen äger rum och elektrisk ström flyter genom den externa kretsen.

Det finns många olika typer, t.ex. 72v litiumjonbatteri, 12 volt 20ah litiumbatteri, 20ah litiumbatteri. Oxidationsreduktionsreaktioner måste äga rum vid optimal temperatur och förhållanden; annars kan betydande strukturella förändringar minska batterikapaciteten avsevärt och sänka dess cyklbarhet (måttet på hur många laddningar och urladdningar ett batteri kan hantera innan dess kapacitet börjar minska), vilket potentiellt ökar cellens inre tryck och utgör säkerhetshot för mobila enheter som surfplattor och smartphones.