Літій-іонні акумулятори є майже всюди.Вони використовуються в додатках від мобільних телефонів і ноутбуків до гібридних і електричних транспортних засобів.Літій-іонні батареї також стають все більш популярними у таких великих застосуваннях, як джерела безперебійного живлення (UPS) і стаціонарні системи зберігання енергії від акумуляторів (BESS).
Батарея — це пристрій, що складається з одного або кількох електрохімічних елементів із зовнішніми з’єднаннями для живлення електричних пристроїв.Коли батарея постачає електроенергію, її плюсова клема є катодом, а негативна – анодом.Термінал, позначений негативним, є джерелом електронів, які будуть проходити через зовнішнє електричне коло до позитивного терміналу.
Коли батарею під’єднано до зовнішнього електричного навантаження, реакція окисно-відновного (відновлювально-окислювального) перетворює реагенти з високою енергією на продукти з меншою енергією, а різниця вільної енергії доставляється до зовнішнього контуру як електрична енергія.Історично термін «батарея» стосувався пристрою, що складається з кількох елементів;однак використання розвинулося до пристроїв, що складаються з однієї комірки.
Як працює літій-іонний акумулятор?
Більшість літій-іонних акумуляторів мають подібну конструкцію, яка складається з металооксидного позитивного електрода (катода), покритого алюмінієвим струмоприймачем, негативного електрода (анода), виготовленого з вуглецю/графіту, покритого мідним струмоприймачем, сепаратора та електроліту з сіль літію в органічному розчиннику.
Поки батарея розряджається і забезпечує електричний струм, електроліт переносить позитивно заряджені іони літію від анода до катода і навпаки через сепаратор.Рух іонів літію створює вільні електрони в аноді, які створюють заряд на позитивному колекторі струму.Потім електричний струм тече від струмоприймача через пристрій, що живиться (стільниковий телефон, комп’ютер тощо), до негативного струмоприймача.Сепаратор блокує потік електронів всередині акумулятора.
Під час заряджання зовнішнє джерело електричного живлення (ланцюг заряджання) застосовує перенапругу (вищу напругу, ніж виробляє батарея, однакової полярності), змушуючи зарядний струм протікати всередині батареї від позитивного до негативного електрода, тобто в напрямку, зворотному розрядному струму за нормальних умов.Потім іони літію мігрують від позитивного до негативного електрода, де вони вбудовуються в матеріал пористого електрода в процесі, відомому як інтеркаляція.
Час публікації: 26 червня 2022 р