Литиево-йонните батерии са почти навсякъде.Те се използват в приложения от мобилни телефони и лаптопи до хибридни и електрически превозни средства.Литиево-йонните батерии също са все по-популярни в широкомащабни приложения като непрекъсваеми захранвания (UPS) и стационарни системи за съхранение на енергия от батерии (BESS).
Батерията е устройство, състоящо се от една или повече електрохимични клетки с външни връзки за захранване на електрически устройства.Когато батерията доставя електричество, нейният положителен извод е катод, а отрицателният извод е анод.Терминалът, означен като отрицателен, е източникът на електрони, които ще текат през външна електрическа верига към положителния терминал.
Когато батерията е свързана към външен електрически товар, редокс (редукция-окисление) реакция преобразува високоенергийни реагенти в продукти с по-ниска енергия и разликата в свободната енергия се доставя на външната верига като електрическа енергия.Исторически терминът "батерия" се отнася специално за устройство, съставено от множество клетки;употребата обаче се е развила, за да включва устройства, съставени от една клетка.
Как работи литиево-йонната батерия?
Повечето литиево-йонни батерии споделят подобен дизайн, състоящ се от положителен електрод от метален оксид (катод), покрит върху алуминиев токоприемник, отрицателен електрод (анод), направен от въглерод/графит, покрит върху меден токоприемник, сепаратор и електролит, изработен от литиева сол в органичен разтворител.
Докато батерията се разрежда и осигурява електрически ток, електролитът пренася положително заредени литиеви йони от анода към катода и обратно през сепаратора.Движението на литиевите йони създава свободни електрони в анода, което създава заряд в положителния колектор на ток.След това електрическият ток протича от токоприемника през захранвано устройство (мобилен телефон, компютър и т.н.) към отрицателния токоприемник.Сепараторът блокира потока от електрони вътре в батерията.
По време на зареждане, външен източник на електрическо захранване (веригата за зареждане) прилага свръхнапрежение (по-високо напрежение, отколкото произвежда батерията, със същия поляритет), принуждавайки заряден ток да тече в батерията от положителния към отрицателния електрод, т.е. в обратната посока на разрядния ток при нормални условия.След това литиевите йони мигрират от положителния към отрицателния електрод, където се вграждат в порестия електроден материал в процес, известен като интеркалиране.
Време на публикуване: 26 юни 2022 г