Jaka jest zasada działania baterii litowej?

Wielu klientów nie rozumie zasady działaniabaterie litowe. W tym artykule połączono cechy elektroniki i jonów litu, aby porozmawiać o wiedzy z nią związanej.

Jaka jest zasada działania baterii litowej?

Zasada działaniabaterie litowezostał opracowany poprzez wykorzystanie właściwości „jonów litu może przenosić elektrony”. Baterie litowe są zazwyczaj wykonane ze „związków litu” i „materiałów węglowych”, a jony litu można interkalować lub deinterkalować w tych dwóch materiałach. W procesie tego zjawiska elektrony będą również migrować wraz z jonami litu. Proces ten można rozumieć jako proces ładowania i rozładowywania akumulatora. Wewnętrzna struktura, materiał i zastosowana technologia są różne, co determinuje ogólną wydajność baterii, zwłaszcza baterii litowej.

Proces ładowania i rozładowania

Jak wszyscy wiemy, baterie dzielą się na elektrody dodatnie i ujemne. Elektroda dodatnia jest zazwyczaj wykonana z materiału „związku litu”, natomiast elektroda ujemna jest wykonana z „materiału węglowego”. Obszary, w których znajdują się elektroda dodatnia i elektroda ujemna, nie są połączone. Na środku będzie separator i elektrolit. W zależności od różnicy w marce, budowie i technologii zastosowania baterii, ogólna struktura, objętość i wewnętrzne rozmieszczenie baterii ulegną niewielkim zmianom. Jony litu są zazwyczaj generowane w obszarze elektrody dodatniej, a następnie przenoszą elektrony przez elektrolit do obszaru elektrody ujemnej i następuje interkalacja. Zjawisko to jest odwracalne, co stanowi tzw. proces ładowania i rozładowywania, co oznacza, że ​​jony litu znajdujące się w obszarze elektrody ujemnej mogą również powrócić do obszaru elektrody dodatniej, co nazywa się deinterkalacją.

Zwykle ludzie nazywają jonami litu przenoszącymi elektrony do obszaru elektrody ujemnej ładowaniem i odwrotnie, od elektrody ujemnej do elektrody dodatniej, co nazywa się rozładowaniem, ale jest jeszcze jeden punkt, którego nie można zignorować, to znaczy musi istnieć „obciążenie” w całym obwodzie cyklu, czyli tzw. urządzenie pobierające energię.

Struktura baterii litowej

Jeśli przyjrzysz się bliżej budowie baterii litowej, jest ona bardziej skomplikowana, ale jeśli spojrzysz na dużą strukturę, można ją podzielić na trzy części, zwykle podzielone na obszar elektrody dodatniej, który jest również obszarem, w którym jony litu są generowane i zanikane, a obszar elektrody ujemnej jest również obszarem, w którym jony litu ulegają interkalacji lub deinterkalacji.
Należy jednak zauważyć, że jony litu można interkalować lub deinterkalować na elektrodzie dodatniej, ale elektroda dodatnia i elektroda ujemna nie komunikują się ze sobą (istnieje wiele kanałów, przez które jony litu mogą przechodzić) i istnieje membrana, która jest elektrolitem (nie jest to prawdą, dla zrozumienia), tylko jony litu przenoszące elektrony mogą przemieszczać się w elektrolicie i transportować elektrony tam i z powrotem.

Zjawisko wybrzuszenia baterii występujące w życiu codziennym jest również związane z transportem jonów litu. Jeśli jony litu przenoszą dużą liczbę elektronów do obszaru elektrody ujemnej i jeśli te naładowane jony litu nie mogą być magazynowane, nastąpi przeładowanie i wybrzuszenie. W przeciwnym razie nastąpi nadmierne rozładowanie. Chociaż kierunek jest pozytywny i negatywny, zasada jest ta sama.

Wniosek:Zasadabaterie litowejest taki sam, jak w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych i niklowych, ale po latach badań stwierdzono, że jony litu są bardziej odpowiednimi nośnikami przenoszenia elektronów niż materiały elektrod dodatnich i ujemnych w innych akumulatorach.